説明

車両のバッテリ配設構造

【課題】エンジンや燃料タンクなどといったバッテリ以外の大型機器が搭載されない電気自動車等の車両において、前後輪の最適な重量配分を得る。
【解決手段】前輪2または後輪4の少なくとも一方を駆動するモータ11と、該モータ11に電力を供給するバッテリ12と、車室内空間5と該車室内空間5よりも前側の空間9とを仕切るダッシュパネル18と、車室内空間5と該車室内空間5よりも下側の空間とを仕切るフロアパネル20とを備え、該フロアパネル20に車両前後方向に延びるトンネル部22が上方へ突設された車両1において、バッテリ12を、ダッシュパネル18の前後両側に亘って配設し、該ダッシュパネル18よりも後側においてトンネル部22に収容する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両のバッテリ配設構造に関し、主として電気自動車の分野に属する。
【背景技術】
【0002】
車両の前輪と後輪にかかる重量配分(前後重量配分)は、車両の加速時と減速時の慣性力等に大きな影響を与え、当該車両の走行性や操縦安定性を左右する。そのため、車両に搭載される各種機器の配置は、適切な前後重量配分となるように設計される。例えば、FF式(フロントエンジン・フロントドライブ式)のガソリン自動車では、前後重量配分が約6:4となるようにエンジンや燃料タンク等の機器が配置されることが多い。
【0003】
ところで、電気自動車においても、FF式のガソリン自動車と同様の前後重量配分とすることを求められることがある。その場合に、電気自動車では、エンジンや燃料タンクが搭載されない代わりに、大型のバッテリが搭載されるため、このバッテリの配置によって前後重量配分が大きく変わり、その配置が車両の走行性や操縦安定性を左右することになる。
【0004】
電気自動車において、バッテリは、車両後部のトランクルーム又は車両前部のダッシュパネル前方の空間に搭載されることが多いが、それ以外にも様々なバッテリの配置が考えられる。例えば、特許文献1には、フロアパネルにおいてダッシュパネルからリアシート近傍まで延びるセンターコンソールが形成され、該センターコンソールにバッテリが収容される構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2007−39004号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、電気自動車において、ダッシュパネル前方の空間にバッテリを収容すると重量配分が前輪側に偏りすぎてしまい、トランクルームにバッテリを収容すると重量配分が後輪側に偏りすぎてしまう。
【0007】
また、特許文献1の技術のようにセンターコンソールにバッテリを収容する場合、バッテリの配置はダッシュパネルとリアシートとの間に限られてしまうため、前後重量配分の自由度が低くなる。そのため、例えば6:4等の最適な重量配分に対して、後輪側の荷重が大きくなりやすい。
【0008】
そこで、本発明は、エンジンや燃料タンクなどといったバッテリ以外の大型機器が搭載されない電気自動車等の車両において、前後輪の最適な重量配分を得ることができるバッテリ配設構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記課題を解決するため、本発明に係る車両のバッテリ配設構造は、次のように構成したことを特徴とする。
【0010】
まず、本願の請求項1に記載の発明は、
前輪または後輪の少なくとも一方を駆動するモータと、該モータに電力を供給するバッテリと、車室内空間と該車室内空間よりも前側の空間とを仕切るダッシュパネルと、車室内空間と該車室内空間よりも下側の空間とを仕切るフロアパネルとを備え、
該フロアパネルに車両前後方向に延びるトンネル部が上方へ突設された車両のバッテリ配設構造であって、
前記バッテリは、前記ダッシュパネルの前後両側に亘って配設され、該ダッシュパネルよりも後側において前記トンネル部に収容されていることを特徴とする。
【0011】
また、請求項2に記載の発明は、前記請求項1に記載の発明において、
前記車両は、前記フロアパネル上に配設されたフロントシートと、前記フロアパネル上において前記フロントシートよりも後側に配設されたリアシートと、を備え、
前記バッテリは、前記トンネル部の前端部から後端部に亘って配設され、
前記トンネル部は、前記ダッシュパネルから後方に向かって前記フロントシートのシートバックの下端側方部まで延びるように配設されていることを特徴とする。
【0012】
さらに、請求項3に記載の発明は、前記請求項1又は請求項2に記載の発明において、
前記モータは前記ダッシュパネルよりも前側に配設され、
該モータの少なくとも一部は、車両前後方向において前記バッテリと重複するように配置されていることを特徴とする。
【0013】
またさらに、請求項4に記載の発明は、前記請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の発明において、
前記ダッシュパネルよりも前側において、前記前輪に連結されたドライブシャフトが車幅方向に沿って配置され、
前記バッテリの前端部は、前記ドライブシャフトの直後方に配置されていることを特徴とする。
【0014】
加えて、請求項5に記載の発明は、前記請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の発明において、
前記バッテリは、前輪用のサスペンションを支持するサスペンション支持部材に支持されていることを特徴とする。
【0015】
また、請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、
前記車両の車幅方向両側の側部に、前後方向に延びるフロントサイドフレームが設けられ、
前記サスペンション支持部材は、前記フロントサイドフレームに連結するサブフレームと、前記フロアパネルの下側に配設されたバッテリ支持部とを備え、
前記サブフレームと前記バッテリ支持部とが一体的に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
まず、請求項1に記載の発明によれば、バッテリがダッシュパネルの前後にわたって配設されるため、エンジンや燃料タンクなどといったバッテリ以外の大型機器が搭載されない電気自動車等の車両において、前後輪の重量配分の自由度が確保され、最適な前後重量配分を得ることができる。そのため、車両の良好な走行性や操縦安定性を得ることができる。
【0017】
また、前記バッテリは、ダッシュパネルよりも後側において、フロアパネルのトンネル部に収容されるため、フロアパネルの上昇を抑えつつ十分なバッテリの容量を確保することができる。よって、フロアパネルの上昇を抑えることで、車室内空間を犠牲にすることを回避して、乗員の快適性を確保することができ、バッテリの容量を確保することで、十分な走行距離を確保することができる。
【0018】
さらに、請求項2に記載の発明によれば、バッテリがフロアパネルのトンネル部の前端部から後端部に亘って配設され、該トンネル部がダッシュパネルから後方に向かってフロアシートのシートバックの下端側方部まで延びるように配設されているため、トンネル部内におけるバッテリの収容スペース、ひいてはバッテリの容量を確保しつつ、リアシートの足元空間がトンネル部により狭められることを回避でき、後席の快適性を良好に維持することができる。
【0019】
またさらに、請求項3に記載の発明によれば、ダッシュパネルの前方のスペースにおいて、モータの一部が、車両前後方向においてバッテリと重複して配置されているため、バッテリをダッシュパネルよりも前方へ張り出させつつ、バッテリの側方のスペースを有効利用してモータを配置することができる。
【0020】
また、請求項4に記載の発明によれば、バッテリの前端部がドライブシャフトの直後方に配置されているため、バッテリとドライブシャフトとの干渉を回避しつつ、ダッシュパネルよりも前方へバッテリを可及的に張り出させることができ、バッテリ容量の拡大に貢献することができる。
【0021】
一方、請求項5に記載の発明によれば、バッテリがサスペンション支持部材により支持されているため、バッテリ専用の支持部材の使用を省略することができ、部品点数の増加を抑制することができる。
【0022】
加えて、請求項6に記載の発明によれば、サスペンション支持部材のバッテリ支持部により、フロアパネルの下側からバッテリを確実に支持することができる。しかも、バッテリ支持部はサブフレームと一体的に設けられているため、部品点数および組み立て工程の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の実施形態に係るバッテリ配設構造を備えた車両を側方から見た断面図である。
【図2】図1に示す車両の底面図である。
【図3】図1のA−A線断面図である。
【図4】図1のB−B線断面図である。
【図5】図1のC−C線断面図である。
【図6】サスペンション支持部材に対するバッテリの取付け状態を示す分解斜視図である。
【図7】図6に示す取付け状態を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【0025】
図1の断面図および図2の底面図は、本実施形態に係るバッテリ配設構造を備えた車両1を示す。ただし、図2は、後述の台座52の一部の図示を省略した一部破断底面図である。また、図3〜図5は、それぞれ図1のA−A線断面図、B−B線断面図、C−C線断面図である。
【0026】
図1及び図2に示すように、車両1は、前輪2を駆動するモータ11と、該モータ11に電力を供給するバッテリ12とを備えた電気自動車である。
【0027】
車両1の車幅方向両端部には、左右一対のサイドシル28,30がそれぞれ前後方向に沿って延設されている。また、これらのサイドシル28,30よりも車幅方向内側には、左右一対のサイドフレーム24,26がそれぞれ前後方向に沿って延設されている。各サイドフレーム24,26の後述のダッシュパネル18よりも前方部分は、フロントサイドフレーム25,27となっている。
【0028】
図3に示すように、各サイドフレーム24,26は、例えば、上方に開放した断面略コ字形の鋼材からなり、これらのサイドフレーム24,26上にフロアパネル20が支持されている。該フロアパネル20は、車室内空間5と該車室内空間5よりも下側の空間とを仕切るようにして左右のサイドシル28,30間に亘って設けられている。
【0029】
図1に戻って、フロアパネル20上には、フロントシート6と、該フロントシート6よりも後側に配置されたリアシート8とが設けられている。
【0030】
また、フロアパネル20の前端部から立ち上がるようにして、車室内空間5と該車室内空間5よりも前側の空間とを仕切るダッシュパネル18が設けられている。さらに、フロアパネル20の車幅方向中央部には、前後方向に延びるトンネル部22が上方へ突設されている。該トンネル部22は、ダッシュパネル18から後方に向かってフロントシート6のシートバック6aの下端側方部まで延びるように配設されている。すなわち、トンネル部22は、フロントシート6よりも後側へ突出することなく設けられているため、リアシート8の足元空間が狭められることがなく、後席の快適性が良好に維持されるようになっている。また、トンネル部22は、後方に向かうに連れて低くなるように天井面が傾斜して設けられている。
【0031】
前記のモータ11は、車両1におけるダッシュパネル18の前方の空間9に配設されたモータユニット10に設けられている。該モータユニット10は、モータ11の他に、該モータ11の駆動力を後述のドライブシャフト14に伝達するための図示しない差動装置およびギヤを有する。ただし、モータユニット10には、左右の前輪2に個別に連結される2つのモータを設けるようにしてもよく、この場合は差動装置およびギヤを設ける必要がない。また、モータユニット10に2つのモータを設ける場合、該2つのモータは、バッテリ12の左右両側に配設することが望ましい。
【0032】
また、前記の空間9には、モータユニット10と左右の各前輪2とを連結するドライブシャフト14が車幅方向に沿って配置されている。さらに、該空間9には、左右の前輪2に連結されたステアリングシャフト16が車幅方向に沿って配置されている。本実施形態において、ステアリングシャフト16は、ドライブシャフト14の前方に配置されており、モータユニット10は、ステアリングシャフト16との干渉を避けるようにして、前端が後端よりも上側に配置されるように傾斜して配置されている。
【0033】
また、前記のバッテリ12は細長い形状を有し、車両前後方向に沿って配設されている。図6に示すように、バッテリ12の下面には複数のボルト65〜68が突設されており、該ボルト65〜68によって、バッテリ12は、前輪用のサスペンション(図示せず)を支持するサスペンション支持部材32に固定されるようになっている。
【0034】
サスペンション支持部材32は、前輪用のサスペンションを支持するサブフレーム34と、バッテリ12を支持するバッテリ支持部43とを備え、サブフレーム34とバッテリ支持部43とは一体的に設けられている。
【0035】
サブフレーム34は、平面視において方形枠状の所謂ペリメータフレームであり、前後方向に延びる左右一対の縦メンバ35,36と、左右の縦メンバ35,36間に亘って車幅方向に延びる前後一対の横メンバ37,38とを有する。また、サブフレーム34は、前部横メンバ37の車幅方向両端部からそれぞれ立ち上がる一対の立ち上がり部39,40と、該立ち上がり部39,40の上端からそれぞれ前方へ延びる一対の連結部41,42とを有する。サブフレーム34は、一対の連結部41,42と、後部横メンバ38の車幅方向両端部とにおいて、例えばボルトを用いてフロントサイドフレーム25,27の下面に固定される。本実施形態において、サブフレーム34は断面ロ字形の鋼材からなるが、サブフレーム34の断面形状はこれに限定されず、例えば断面コ字形であってもよい。
【0036】
一方、バッテリ支持部43は、サブフレーム34から後方へ延びるように設けられており、フロアパネル20の下側に配置されている。バッテリ支持部43は、サブフレーム34の後部横メンバ38から後方へ延びる左右一対の縦メンバ44,46と、該縦メンバ44,46の後端部間に亘って車幅方向に延びる横メンバ48(図1及び図2参照)とを有する。これらの縦メンバ44,46及び横メンバ48は例えば断面ロ字形の鋼材からなる。なお、バッテリ支持部43の後端部は、車幅方向に延びるクロスメンバ50を介して左右のサイドフレーム24,26に連結されている(図2参照)。
【0037】
バッテリ支持部43の上面には、バッテリ12を固定するための台座52が取り付けられている。台座52は、例えば、金属板を台状に加工して形成されている。台座52は、前後方向に延びる左右一対のベース部53,54と、該ベース部53,54の車幅方向内側の端部からそれぞれ立ち上がる一対の立ち上がり部55,56と、該立ち上がり部55,56の上端部間に亘って設けられた上面部58とを有する。
【0038】
左側のベース部53はバッテリ支持部43の左側の縦メンバ44の上面に、右側のベース部54は右側の縦メンバ45の上面に、それぞれ例えば溶接により固定されている。
【0039】
各立ち上がり部55,56は、後方に向かうに連れて低くなるように形成されており、これにより、上面部58は、後方に向かうに連れて低くなるように傾斜して配置されるようになっている。この上面部58の傾斜角度は、上述のトンネル部22の天井面の傾斜角度と等しくなっており、図3〜図5に示すように、上面部58からトンネル部22の天井面までの高さは、トンネル部22の前端部から後端部にかけて略一定となっている。
【0040】
台座52の上面部58には、バッテリ12の上述のボルト65〜68に対応する位置において、ボルト65〜68を挿通させるための挿通穴61〜64が形成されている。図6及び図7に示すように、台座52にバッテリ12を固定する際は、バッテリ12の下面の各ボルト65〜68を、それぞれに対応する台座52の各挿通穴61〜64に上側から挿通させた後、下側からナット69〜72をねじ込んで締め付けることで行う。
【0041】
このように、バッテリ12はサスペンション支持部材32により支持されているため、バッテリ専用の支持部材の使用を省略することができ、部品点数の増加を抑制することができる。
【0042】
図1に示すように、上記のようにサスペンション支持部材32に取り付けられたバッテリ12は、ダッシュパネル18の前後両側に亘って配設されている。そのため、前輪2と後輪4の重量配分の自由度が確保され、例えば6:4等の最適な前後重量配分を得ることができる。よって、車両1の良好な走行性や操縦安定性を得ることができる。また、バッテリ12の前端部はドライブシャフト14の直後方に配置されている。そのため、バッテリ12とドライブシャフト14との干渉を回避しつつ、ダッシュパネル18よりも前方へバッテリ12を可及的に張り出させることができ、バッテリ容量の拡大に貢献することができる。
【0043】
さらに、バッテリ12は、ダッシュパネル18よりも後側においてトンネル部22に収容されている。そのため、フロアパネル20を上昇させたり専用のカバー部材を使用したりしなくても、車室内空間5に露出しないようにバッテリ12を配置することができる。よって、ダッシュパネル18の前後に亘ってバッテリ12を配置しつつ、車室内空間5が狭くなったり、部品点数が増加したりすることを回避することができる。また、バッテリ12は、トンネル部22の前端部から後端部に亘って配設されている。そのため、トンネル部22内のスペースを最大限に利用して、バッテリ12の容量を大きく確保することができる。
【0044】
また、図2に示すように、ダッシュパネル18の前方の空間9では、モータユニット10の後端部が、車両前後方向においてバッテリ12と重複して配置されているため、バッテリ12をダッシュパネル18よりも前方へ張り出させつつ、バッテリ12の側方のスペースを有効利用してモータユニット10を配置することができる。
【0045】
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
【0046】
例えば、上述の実施形態では、前輪駆動用のモータに電力を供給するバッテリ12について説明したが、本発明は、後輪駆動用または四輪駆動用のモータに電力を供給するバッテリにも等しく適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【0047】
以上のように、本発明によれば、車輪駆動用のモータと、該モータに電力を供給するバッテリとを備えた車両において、前後輪の最適な重量配分を得ることが可能となるから、この種の車両の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。
【符号の説明】
【0048】
1 車両
2 前輪
4 後輪
5 車室内空間
6 フロントシート
8 リアシート
11 モータ
12 バッテリ
14 ドライブシャフト
18 ダッシュパネル
20 フロアパネル
22 トンネル部
25 フロントサイドフレーム
27 フロントサイドフレーム
32 サスペンション支持部材

【特許請求の範囲】
【請求項1】
前輪または後輪の少なくとも一方を駆動するモータと、該モータに電力を供給するバッテリと、車室内空間と該車室内空間よりも前側の空間とを仕切るダッシュパネルと、車室内空間と該車室内空間よりも下側の空間とを仕切るフロアパネルとを備え、
該フロアパネルに車両前後方向に延びるトンネル部が上方へ突設された車両のバッテリ配設構造であって、
前記バッテリは、前記ダッシュパネルの前後両側に亘って配設され、該ダッシュパネルよりも後側において前記トンネル部に収容されていることを特徴とする車両のバッテリ配設構造。
【請求項2】
前記車両は、前記フロアパネル上に配設されたフロントシートと、前記フロアパネル上において前記フロントシートよりも後側に配設されたリアシートと、を備え、
前記バッテリは、前記トンネル部の前端部から後端部に亘って配設され、
前記トンネル部は、前記ダッシュパネルから後方に向かって前記フロントシートのシートバックの下端側方部まで延びるように配設されていることを特徴とする請求項1に記載の車両のバッテリ配設構造。
【請求項3】
前記モータは前記ダッシュパネルよりも前側に配設され、
該モータの少なくとも一部は、車両前後方向において前記バッテリと重複するように配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両のバッテリ配設構造。
【請求項4】
前記ダッシュパネルよりも前側において、前記前輪に連結されたドライブシャフトが車幅方向に沿って配置され、
前記バッテリの前端部は、前記ドライブシャフトの直後方に配置されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の車両のバッテリ配設構造。
【請求項5】
前記バッテリは、前輪用のサスペンションを支持するサスペンション支持部材に支持されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の車両のバッテリ配設構造。
【請求項6】
前記車両の車幅方向両側の側部に、前後方向に延びるフロントサイドフレームが設けられ、
前記サスペンション支持部材は、前記フロントサイドフレームに連結するサブフレームと、前記フロアパネルの下側に配設されたバッテリ支持部とを備え、
前記サブフレームと前記バッテリ支持部とが一体的に設けられていることを特徴とする請求項5の記載の車両のバッテリ配設構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2011−116242(P2011−116242A)
【公開日】平成23年6月16日(2011.6.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−275507(P2009−275507)
【出願日】平成21年12月3日(2009.12.3)
【出願人】(000003137)マツダ株式会社 (6,115)
【Fターム(参考)】