JP6171946B2 - 電池パックを搭載した自動車 - Google Patents

Description

本発明は、電池パックを搭載した自動車に関する。

下記特許文献１では、電池パックをフロアパネル上に搭載している。

特開２０１３−１０７５６５号公報 特開２００６−３０６２４９号公報

特許文献１では、電池パックが搭載されているフロアパネル上の空間に、車両フロア側や車室内側から水等の液体が浸入してきた場合、電池パックが被水すると機能故障に到るおそれがある。

本発明は、フロアパネル上に搭載された電池パックの被水による機能故障を防止することを目的とする。

本発明に係る電池パックを搭載した自動車は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明に係る電池パックを搭載した自動車は、フロアパネル上に配置された第１及び第２トレイと、第１トレイ上に配置された電池パックと、第２トレイ上に配置された電池パック関連部品と、を備え、第１トレイの周縁には、第２トレイ側へ張り出した第１フランジ板が設けられ、第２トレイの周縁には、第１トレイ側へ張り出した第２フランジ板が設けられ、第２フランジ板が第１フランジ板より上側に位置する状態で、第１フランジ板と第２フランジ板が重なり合っていることを要旨とする。

本発明の一態様では、フロアパネルにはフロアトンネル部が形成され、フロアトンネル部上で第１フランジ板と第２フランジ板が重なり合っていることが好適である。

本発明の一態様では、第１トレイの周縁には、第２フランジ板より上側に突出した突起部が第２フランジ板と対向して設けられていることが好適である。

本発明の一態様では、電池パック関連部品に接続されるコネクタが非防水コネクタであることが好適である。

本発明によれば、電池パックが搭載されているフロアパネル上に水等の液体が浸入したとしても、電池パックが第１トレイに収容され、且つ第１トレイに液体が流れ込まない構造となっているため、電池パックの被水による機能故障を防止することができる。

本発明の実施形態に係る電池パックを搭載した自動車の車両後側から見た構成例を示す図である。 本発明の実施形態に係る電池パックを搭載した自動車の車両左側から見た構成例を示す図である。 本発明の実施形態に係る電池パックを搭載した自動車の車両左側から見た構成例を示す図である。 排水プラグの構成例を示す図である。 フロア掘り込み部１２Ｒと防水トレイ２２−１間に浸入した液体の流れを説明する図である。 フロア掘り込み部１２Ｌと防水トレイ２２−２間に浸入した液体の流れを説明する図である。 フロア掘り込み部１２Ｌと防水トレイ２２−２間に浸入した液体の流れを説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。

図１〜３は、本発明の実施形態に係る電池パックを搭載した自動車の概略構成を示す図である。図１は車両後側から見たフロアの構成例を示し、図２は車両左側から見た右フロアの構成例を示し、図３は車両左側から見た左フロアの構成例を示す。フロアパネル１２の車両左右方向の両端部は、車両前後方向に延びる左ロッカーパネル１４Ｌ及び右ロッカーパネル１４Ｒにそれぞれ溶接により接合されている。フロアパネル１２の上面は車室内に面する。フロアパネル１２には、車両左右方向に延びるクロスメンバ１６−１〜１６−３が溶接により接合されている。クロスメンバ１６−１〜１６−３は車両前後方向に互いに間隔をおいて配置され、クロスメンバ１６−２がクロスメンバ１６−３より車両前側に位置し、クロスメンバ１６−１がクロスメンバ１６−２より車両前側に位置する。フロアパネル１２の車両左右方向の中央部には、車両上側に盛り上がったフロアトンネル部１２Ｔが車両前後方向に延びて形成されている。さらに、フロアパネル１２には、車両下側に窪んだフロア掘り込み部１２Ｌ，１２Ｒが形成されている。車両左右方向において、フロア掘り込み部１２Ｌはフロアトンネル部１２Ｔと左ロッカーパネル１４Ｌ間の位置に形成され、フロア掘り込み部１２Ｒはフロアトンネル部１２Ｔと右ロッカーパネル１４Ｒ間の位置に形成されている。

フロアパネル１２の上面には防水トレイ２２−１，２２−２が設置されている。防水トレイ２２−１，２２−２の材料としては、例えば樹脂を用いることが可能である。図１〜３の例では、防水トレイ２２−１がフロア掘り込み部１２Ｒ上に載置され、防水トレイ２２−２がフロア掘り込み部１２Ｌ上に載置されている。つまり、車両左右方向において、防水トレイ２２−１，２２−２がフロアトンネル部１２Ｔを挟んで配置されている。車両前後方向においては、防水トレイ２２−１がクロスメンバ１６−１とクロスメンバ１６−３間の位置に配置され、防水トレイ２２−１がクロスメンバ１６−２とクロスメンバ１６−３間の位置に配置されている。

フロア掘り込み部１２Ｒ，１２Ｌには、排水プラグ４０−１，４０−２がそれぞれ設置されている。排水プラグ４０−１，４０−２の構成例を図４に示す。図４の例において、排水プラグ内に水等の液体が溜まっていない場合は、ばね４１の反力によりフラップ４２が閉じていることで排水口４３が閉じている。一方、排水プラグ入口に設けられたメッシュ（フィルタ）４４を通過して排水プラグ内に水等の液体が所定量溜まると、液体の圧力によりフラップ４２が開いて（図４の破線に示す状態）排水口４３が開くことで、排水プラグ内に溜まった液体が排水口４３を通って車室外へ排出される。ただし、排水プラグ４０−１，４０−２については、例えば車室内から車室外への液体の流れを許容しつつ車室外から車室内への液体の流れを遮断する逆止弁の機能を有するもの等、図４の構成例以外にも様々な構成を適用することが可能である。

防水トレイ２２−１上には電池パック２４が搭載されている。電池パック２４は電池本体２４−１及び電子機器２４−２を含んで構成され、電池本体２４−１と電子機器２４−２がワイヤーハーネスを介してつながり回路を構成する。電池パック２４（電池本体２４−１及び電子機器２４−２）のケース上面にはフランジ板２７が設けられており、フランジ板２７及び防水トレイ２２−１とクロスメンバ１６−１〜１６−３がボルト２９−１〜２９−３によりそれぞれ締結されていることで、防水トレイ２２−１が車体に固定されるとともに、電池パック２４（電池本体２４−１及び電子機器２４−２）が防水トレイ２２−１の底面から浮いた状態で車体に固定される。防水トレイ２２−１については、フロア掘り込み部１２Ｒとの隙間を詰めて設置することが好ましく、図１の例では、防水トレイ２２−１下に排水プラグ４０−１が配置されている。

防水トレイ２２−２上には電池パック関連部品である電池パック冷却装置２６が搭載されている。電池パック冷却装置２６は、冷却ブロア２６−１及びダクト２６−２，２６−３を含んで構成され、冷却風を電池パック２４に供給することで電池パック２４を冷却する。電池パック冷却装置２６（冷却ブロア２６−１及びダクト２６−２，２６−３）は保護パネル２８の下面に吊り下げられて固定され、保護パネル２８及び防水トレイ２２−２とクロスメンバ１６−２，１６−３がボルト２９−４，２９−５によりそれぞれ締結されていることで、防水トレイ２２−２が車体に固定されるとともに、電池パック冷却装置２６が防水トレイ２２−２の底面から浮いた状態で車体に固定される。防水トレイ２２−２については、フロア掘り込み部１２Ｌ及びフロアトンネル部１２Ｔとの間に空間１９が形成されるように設置され、図１の例では、空間１９下に排水プラグ４０−２が配置されている。

電池パック冷却装置２６（冷却ブロア２６−１）の作動用ワイヤーハーネス２６−４は非防水コネクタ５１によりサブワイヤーハーネス５２に電気的に接続され、サブワイヤーハーネス５２は防水コネクタ５３によりメインワイヤーハーネス５４に電気的に接続されている。メインワイヤーハーネス５４は図示しないバッテリーに電気的に接続されている。非防水コネクタ５１は防水トレイ２２−２内（例えば防水トレイ２２−２の底部）に配置され、防水コネクタ５３は防水トレイ２２−２外（あるいは防水トレイ２２−２の上部）に配置される。なお、電池パック関連部品として例えば電池パック充放電回路等、電池パック冷却装置２６以外の部品を防水トレイ２２−２上に搭載することも可能である。

電池パック２４と保護パネル２８上には、フロアカーペット３０がそれらを覆うように載せられている。電池パック２４（電池本体２４−１及び電子機器２４−２）のケースと保護パネル２８は、車室内からの荷重に対して十分な剛性を有し、車室内からの荷重を受ける役割も果たす。フロアカーペット３０の切り欠き、穴、及び内装部品との合わせ部の直下には、防水トレイ２２−１，２２−２が位置しないようにする。

本実施形態では、防水トレイ２２−１の周縁（車両左側の周縁）には、防水トレイ２２−２側（車両左側）へ張り出したフランジ板３２−１が設けられ、防水トレイ２２−２の周縁（車両右側の周縁）には、防水トレイ２２−１側（車両右側）へ張り出したフランジ板３２−２が設けられている。そして、フランジ板３２−２がフランジ板３１−１より車両上側に位置する状態で、フランジ板３２−１とフランジ板３２−２が互いに重なり合っている。図１の例では、フロアトンネル部１２Ｔ上でフランジ板３２−１とフランジ板３２−２が互いに重なり合っている。さらに、防水トレイ２２−１の周縁（車両左側の周縁）には、フランジ板３２−２より車両上側に突出した突起部３４がフランジ板３２−２と対向して設けられている。図１の例では、突起部３４がフロアトンネル部１２Ｔ上に配置されている。

例えば車室内で水等の液体を大量にこぼしたり、車室内に持ち込んだ氷雪等が融けたり、ドア類のウェザーストリップ不良により雨水が車室内に浸入した場合は、水等の液体がフロアパネル１２（フロア掘り込み部１２Ｒやフロア掘り込み部１２Ｌ）上に浸入する。フロア掘り込み部１２Ｒやフロア掘り込み部１２Ｌに水等の液体が溜まって、その上に搭載された電池パック２４や電池パック冷却装置２６が被水すると、機能故障に到るおそれがある。

これに対して本実施形態では、防水トレイ２２−１，２２−２により、フロア掘り込み部１２Ｌ，１２Ｒに浸入した水等の液体から電池パック２４と電池パック冷却装置２６を保護することができるとともに、フロア掘り込み部１２Ｌ，１２Ｒと防水トレイ２２−１，２２−２間の隙間に溜まった液体を排水プラグ４０−１，４０−２により車室外へ排出することができる。さらに、排水プラグ４０−１の排水速度を上回る速度でフロア掘り込み部１２Ｒに水等の液体が溜まったり、排水プラグ４０−１が機能故障（閉塞）したとしても、液体がフロア掘り込み部１２Ｒと防水トレイ２２−１間の隙間に所定量以上溜まると、図５の矢印Ａに示すように、液体がフロアトンネル部１２Ｔを乗り越えてフロア掘り込み部１２Ｌと防水トレイ２２−２間の空間１９へ流れ出る。その際には、フランジ板３２−２がフランジ板３１−１より車両上側に位置するため、防水トレイ２２−１への液体の流入が防止され、防水トレイ２２−１上の電池パック２４の被水が防止される。

また、排水プラグ４０−２の排水速度を上回る速度でフロア掘り込み部１２Ｌに水等の液体が溜まったり、排水プラグ４０−２が機能故障（閉塞）したとしても、フロア掘り込み部１２Ｌと防水トレイ２２−２間の空間１９における液体貯溜量が限界に達すると、図６の矢印Ｂに示すように、液体がフロアトンネル部１２Ｔを乗り越えてフロア掘り込み部１２Ｒと防水トレイ２２−１間の隙間へ流れ出る。さらに流れ出る液体量が増えて、フロア掘り込み部１２Ｒと防水トレイ２２−１間の隙間における液体貯溜量が限界に達しても、防水トレイ２２−１の周縁に設けられた突起部３４により、液体が防水トレイ２２−１へ流入するのが防止され、図７の矢印Ｃに示すように防水トレイ２２−２へ流入する。これによって、防水トレイ２２−１上の電池パック２４の被水が防止される。

水等の液体が防水トレイ２２−２へ流入すると、防水トレイ２２−２の底部に設置された非防水コネクタ５１が被水する。その場合は、電池パック冷却装置２６（冷却ブロア２６−１）が作動不良を示す信号（ダイアグ）を出力する。これによって、液体が防水トレイ２２−１に浸入する前に、多量の液体が防水トレイ２２−２に浸入していることが検知できる。

以上説明したように、本実施形態によれば、フロア掘り込み部１２Ｒやフロア掘り込み部１２Ｌに水等の液体が浸入したとしても、電池パック２４と電池パック冷却装置２６を防水トレイ２２−１，２２−２により液体から保護することができる。さらに液体がフロア掘り込み部１２Ｒやフロア掘り込み部１２Ｌに溜まっても、防水トレイ２２−１に流れ込まない構造となっているため、防水トレイ２２−１上に搭載された電池パック２４の被水による機能故障を防止することができる。さらに液体が溜まって防水トレイ２２−２へ流入したとしても、非防水コネクタ５１の被水により電池パック冷却装置２６が作動不良を示す信号を出力することで、高価な電池パック２４が被水する前に、多量の液体が防水トレイ２２−２に浸入していることが検知でき、電池パック２４の被水による機能故障を防止することができる。

以上の説明では、フロアパネル１２（フロア掘り込み部１２Ｌ，１２Ｒ）に排水プラグ４０−１，４０−２を設置した場合について説明したが、排水プラグ４０−１，４０−２を設置しない場合でも、防水トレイ２２−１上に搭載された電池パック２４の被水による機能故障を防止することができる。

以上の説明では、車両左右方向において防水トレイ２２−１，２２−２をフロアトンネル部１２Ｔを挟んで配置した場合について説明したが、車両前後方向において防水トレイ２２−１，２２−２をクロスメンバを挟んで配置することも可能である。例えば防水トレイ２２−１を防水トレイ２２−２より車両後側に配置した場合は、フランジ板３２−１を防水トレイ２２−１の車両前側の周縁に設け、フランジ板３２−２を防水トレイ２２−２の車両後側の周縁に設け、フランジ板３２−２がフランジ板３１−１より車両上側に位置するように、クロスメンバ上でフランジ板３２−１とフランジ板３２−２を互いに重なり合わせることも可能である。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

１２ フロアパネル、１２Ｌ，１２Ｒ フロア掘り込み部、１２Ｔ フロアトンネル部、１４Ｌ 左ロッカーパネル、１４Ｒ 右ロッカーパネル、１６−１〜１６−３ クロスメンバ、１９ 空間、２２−１，２２−２ 防水トレイ、２４ 電池パック、２４−１ 電池本体、２４−２ 電子機器、２６ 電池パック冷却装置、２６−１ 冷却ブロア、２６−２，２６−３ ダクト、２６−４ 作動用ワイヤーハーネス、２７，３２−１，３２−２ フランジ板、２８ 保護パネル、２９−１〜２９−５ ボルト、３０ フロアカーペット、３４ 突起部、４０−１，４０−２ 排水プラグ、４１ ばね、４２ フラップ、４３ 排水口、４４ メッシュ、５１ 非防水コネクタ、５２ サブワイヤーハーネス、５３ 防水コネクタ、５４ メインワイヤーハーネス。

Claims (3)

1. フロアパネル上に配置された第１及び第２トレイと、
   第１トレイ上に配置された電池パックと、
   第２トレイ上に配置された電池パック関連部品と、
   を備え、
   第１トレイの周縁には、第２トレイ側へ張り出した第１フランジ板が設けられ、
   第２トレイの周縁には、第１トレイ側へ張り出した第２フランジ板が設けられ、
   フロアパネルにはフロアトンネル部が形成され、
   第２フランジ板が第１フランジ板より上側に位置する状態で、フロアトンネル部上で第１フランジ板と第２フランジ板が重なり合っている、電池パックを搭載した自動車。
2. 請求項１に記載の電池パックを搭載した自動車であって、
   第１トレイの周縁には、第２フランジ板より上側に突出した突起部が第２フランジ板と対向して設けられている、電池パックを搭載した自動車。
3. 請求項１または２に記載の電池パックを搭載した自動車であって、
   電池パック関連部品に接続されるコネクタが非防水コネクタである、電池パックを搭載した自動車。
   
   

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