(57)【要約】【課題】バッテリを含む電動駆動ユニット群を車両に搭載する際の設計自由度を向上し、且つ電動駆動ユニット群の搭載性を確保することができる車両用バッテリパックを提供すること。【解決手段】電池要素を備えるバッテリモジュールと、前記バッテリモジュールを収容するバッテリハウジングと、前記バッテリハウジングに設けられ、駆動装置と電気的に接続する外部ケーブルが連結する連結部と、少なくとも一部が前記バッテリハウジングの内壁面に設けられ、一端が前記連結部において前記外部ケーブルと電気的に接続し、且つ他端が前記バッテリモジュールと電気的に接続する内部ケーブルと、前記バッテリハウジングの内壁面であって、前記連結部に近接する前記内部ケーブルの経路に設けられ、前記内部ケーブルを通電する電磁ノイズをフィルタリングするノイズフィルター部と、を含む、車両用バッテリパック。【選択図】図２
2020004583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気トラックの駆動装置に電力を供給する車両用バッテリパックであって、
電池要素を備えるバッテリモジュールと、
前記バッテリモジュールを収容するバッテリハウジングと、
前記バッテリハウジングに設けられ、前記駆動装置と電気的に接続する外部ケーブルが連結する連結部と、
少なくとも一部が前記バッテリハウジングの内壁面に設けられ、一端が前記連結部において前記外部ケーブルと電気的に接続し、且つ他端が前記バッテリモジュールと電気的に接続する内部ケーブルと、
前記バッテリハウジングの内壁面であって、前記連結部に近接する前記内部ケーブルの経路に設けられ、前記内部ケーブルを通電する電磁ノイズをフィルタリングするノイズフィルター部と、を含む、車両用バッテリパック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気トラック等の電動車両に用いられる車両用バッテリパックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、環境負荷低減の観点に着目し、エンジンのような内燃機関に代えて走行用動力源としてモータを利用する電気自動車、及び当該内燃機関と当該モータとを併用するハイブリッド自動車等の電動車両の開発が進んでいる。特に、これらの電動車両においては、当該モータを駆動するために駆動用のバッテリが搭載され、当該バッテリから当該モータへ電力を供給することにより、車両を走行するために必要となる動力が得られる。
【０００３】
近年、このような電動車両に関し、トラック等の商用車の分野においても、その開発が行われている。例えば、特許文献１には、衝突安全性を向上することができるバッテリボックスを備える電動トラックが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１１３０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、商用車は、荷物を積載するための構造、又は車両自体の大型化のために、乗用車と比較して車両重量が大きくなる。このため、乗用車に比べて車両重量が大きい商用車の分野において、十分な走行距離を可能とする電動車両を実用化するためには、電動車両に搭載可能なバッテリ容量を増大することが重要な課題である。
【０００６】
また、電動商用車においては、電動乗用車よりも大きな駆動力が必要になるため、駆動モータを含む駆動装置が電動乗用車と比較して大型化する。このような場合、バッテリを含む電動駆動ユニット群を電動乗用車に搭載する際、設計の自由度が低減し、更には当該電動駆動ユニット群の搭載が困難となる虞もある。
【０００７】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、バッテリを含む電動駆動ユニット群を車両に搭載する際の設計自由度を向上し、且つ電動駆動ユニット群の搭載性を確保することができる車両用バッテリパックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本適用例に係る車両用バッテリパックは、電気トラックの駆動装置に電力を供給する車両用バッテリパックであって、電池要素を備えるバッテリモジュールと、前記バッテリモジュールを収容するバッテリハウジングと、前記バッテリハウジングに設けられ、前記駆動装置と電気的に接続する外部ケーブルが連結する連結部と、少なくとも一部が前記バッテリハウジングの内壁面に設けられ、一端が前記連結部において前記外部ケーブルと電気的に接続し、且つ他端が前記バッテリモジュールと電気的に接続する内部ケーブルと、前記バッテリハウジングの内壁面であって、前記連結部に近接する前記内部ケーブルの経路に設けられ、前記内部ケーブルを通電する電磁ノイズをフィルタリングするノイズフィルター部と、を含む。
【０００９】
上記適用例に係る車両用バッテリパックにおいては、従来において駆動電力供給部の近傍等に設けられていたノイズフィルターを、バッテリパックの内壁面に沿って配設された内部ケーブルの経路上に、ノイズフィルター部として設けている。これにより、バッテリパックの収容空間の有効活用が図られ、バッテリパックの外部におけるスペースが確保されることになる。従って、バッテリを含む電動駆動ユニット群を電動車両に搭載する際の設計自由度が向上され、更には電動駆動ユニット群の搭載性の確保も図られている。
【００１０】
また、ノイズフィルター部がバッテリパックの外部と電気的に接続するための連結部の近傍に位置するため、連結部とノイズフィルター部との間に位置する内部ケーブルの長さを短くすることができる。このため、連結部とノイズフィルター部との間における内部ケーブルでの電磁ノイズの通電を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例に係る電動車両の全体構成を概略的に示す上面図である。
【図２】本発明の実施例に係るバッテリパックの内部構造を概略的に示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつその構成について詳細に説明する。
【００１３】
先ず、図１を参照しつつ、本実施例に係る電動車両１の全体構成を説明する。ここで、図１は、本実施例に係る電動車両の全体構成を概略的に示す上面図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施例に係る電動車両１は、ラダーフレーム１０、キャブ２０、荷箱３０、車輪機構４０、駆動装置５０、バッテリパック６０、及び駆動電力供給部８０を備える電動トラック（電気トラック）である。なお、図１では、電動車両１の上面からキャブ２０及び荷箱３０を透過するように見た場合の上面図として表している。
【００１５】
本実施例において、電動車両１は、走行用駆動源としてモータ（電動機）を備える電気自動車として想定されているが、エンジンを更に備えるハイブリッド自動車であってもよい。また、電動車両１は電動トラックに限定されることなく、車両を駆動するためのバッテリを備える他の商用車であってもよい。
【００１６】
ラダーフレーム１０は、左サイドレール１１Ｌ、右サイドレール１１Ｒ、及び複数のクロスメンバ１２を有する。左サイドレール１１Ｌ及び右サイドレール１１Ｒは、電動車両１の車長方向Ａに延在し、互いに車幅方向Ｂに対して平行に配置される。複数のクロスメンバ１２は、左サイドレール１１Ｌと右サイドレール１１Ｒとを連結している。すなわち、ラダーフレーム１０は、いわゆる梯子型フレームを構成している。そして、ラダーフレーム１０は、キャブ２０、荷箱３０、駆動装置５０、バッテリパック６０、及び電動車両１に搭載されるその他の重量物を支持する。以下において、左サイドレール１１Ｌ及び右サイドレール１１Ｒを総称して、単にサイドレール１１とも称する。
【００１７】
キャブ２０は、図示しない運転席を含む構造体であり、ラダーフレーム１０の前部上方に設けられている。一方、荷箱３０は、電動車両１によって搬送される荷物等が積載される構造体であり、ラダーフレーム１０の後部上方に設けられている。
【００１８】
車両前方に位置する車輪機構４０は、本実施例において、車両前方に位置する左右の前輪４１、２つの前輪４１の車軸としてのフロントアクスル４２から構成される。また、車両後方に位置する車輪機構４０は、車両後方に位置し且つ左右に各２つ配置された後輪４３、これらの後輪４３の車軸としてのリアアクスル４４から構成される。そして、本実施例に係る電動車両１においては、後輪４３が駆動輪として機能するように駆動力が伝達され、電動車両１が走行することになる。なお、車輪機構４０は、図示しないサスペンション機構を介してラダーフレーム１０に懸架され、電動車両１の重量を支持する。
【００１９】
駆動装置５０は、モータユニット５１及びギアユニット５２を有する。モータユニット５１は、モータ５３、及びモータ５３を収容するモータハウジング５４から構成される。ギアユニット５２は、複数のギアからなる減速機構５５、減速機構５５から入力される動力を左右の後輪４３に対して振り分ける差動機構５６、並びに減速機構５５及び差動機構５６を収容するギアハウジング５７から構成される。
【００２０】
また、駆動装置５０は、減速機構５５及び差動機構５６を介して、モータ５３の駆動トルクを車両の走行に適した回転速度に減速してリアアクスル４４に駆動力を伝達する。これにより駆動装置５０は、リアアクスル４４を介して後輪４３を回転させて電動車両１を走行させることができる。ここで、駆動装置５０は、本実施例においては、左サイドレール１１Ｌ及び右サイドレール１１Ｒに対して車幅方向Ｂの内側（すなわち、サイドレール間のスペース）に配置され、図示しない支持部材によりラダーフレーム１０に支持されている。
【００２１】
バッテリパック６０は、電動車両１を走行させるためのエネルギー源としてモータ５３に電力を供給するバッテリ６１と、バッテリ６１を収容するバッテリハウジング６２を有している。バッテリパック６０は、電動車両１に必要とされる電力を蓄えるために比較的大型で大容量の二次電池である。ここで、バッテリパック６０は、本実施例において、車幅方向Ｂに対して左サイドレール１１Ｌと右サイドレール１１Ｒとの間、且つ駆動装置５０の車両前方に配置される。例えば、バッテリパック６０は、図示しない連結部材によりラダーフレーム１０に固定又は懸架される。なお、バッテリパック６０とサイドレール１１との具体的な位置関係については後述する。
【００２２】
なお、本実施例においては、駆動装置５０及びバッテリパック６０から電動駆動ユニット群７０が構成されている。ここで、電動駆動ユニット群７０は、バッテリ６１、モータ５３、減速機構５５、及び差動機構５６を含むことになり、電動車両１の電動駆動に必要となる主要構成を備えている。
【００２３】
駆動電力供給部８０は、いわゆるインバータであり、バッテリパック６０から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ５３へ供給する。そして、電動車両１に対するアクセル操作に応じて、交流電力の供給量が制御され、モータ５３の回転速度が制御されることになる。なお、図１において、駆動電力供給部８０はギアユニット５２の車両後方に設けられているが、バッテリパック６０と駆動装置５０との間に設けられてもよい。
【００２４】
次に、図２を参照しつつ、本実施例に係るバッテリパック６０及びバッテリパック６０を構成するバッテリモジュールの内部構造を説明する。ここで、図２は、本実施例に係るバッテリハウジングの内部構造を概略的に示す上面図である。なお、図２においては、バッテリパック６０の後述するバッテリハウジングを透過するように見た場合として、当該内部構造が表わされている。
【００２５】
図２に示すように、バッテリパック６０は、バッテリ６１を収容するバッテリハウジング６２を有する。バッテリハウジング６２は、略直方体状の外形を備えるとともに、内部にバッテリ６１を収容するための収容空間６２ａが形成されている。なお、バッテリハウジング６２は、収容されたバッテリ６１を取り換え可能とするために、蓋体及び当該蓋体とバッテリハウジング６２を接合する接合部材（いずれも図示せず）を備えていてもよい。
【００２６】
バッテリハウジング６２に収容されるバッテリ６１は、２つのバッテリモジュール７３から構成されている。バッテリモジュール７３は、直方体状の筐体７３ａの内部に、電池要素であるパウチタイプのバッテリセル７３ｂを一方向に配列収容した構造を有する。また、バッテリモジュール７３は、筐体７３ａの一端面に正極端子７３ｃ及び負極端子７３ｄを有している。更に、各バッテリセル７３ｂは、図示しない配線によって隣接する他のバッテリセル７３ｂと電気的に接続されている。そして、正極端子７３ｃ及び負極端子７３ｄに隣接して端部に位置するバッテリセル７３ｂは、正極端子７３ｃ及び負極端子７３ｄに対して電気的に接続されている。例えば、２５個、５０個、又は１００個のバッテリセル７３ｂを直列に接続し、百ボルトから数百ボルトの電圧を出力可能にしている。本実施例において、バッテリモジュール７３は５０個のバッテリセル７３ｂを有し、直列に接続された状態の２個のバッテリモジュール７３によって３６５Ｖの電圧が出力可能となっている。なお、バッテリセル７３ｂが互いに対向する面は、略正方形となっている。
【００２７】
ここで、一方のバッテリモジュール７３の負極端子７３ｄと他方のバッテリモジュール７３の正極端子７３ｃとは接続配線７４によって接続されている。そして、一方のバッテリモジュール７３の正極端子７３ｃ、及び他方のバッテリモジュール７３の負極端子７３ｄは、後述する内部ケーブルを介して後述するノイズフィルター部に電気的に接続され、更には後述する連結部７５にまで延在している。なお、バッテリモジュール７３の数量は、２つに限定されず、電動車両１に要求される電力量、及びバッテリハウジング６２の収納スペースの寸法、バッテリモジュール７３の寸法等に応じて、適宜選択することができる。
【００２８】
また、バッテリパック６０は、バッテリハウジング６２の内部と外部との電気的な接続を可能にする連結部７５を有している。ここで、連結部７５は、外部ケーブル７６を介して駆動電力供給部８０及び駆動装置５０と電気的に接続されている。すなわち、バッテリパック６０から出力される電力は、当該外部ケーブル７６を介して駆動電力供給部８０を経由し、駆動装置５０に供給されることになる。より具体的に、連結部７５は、正極連結端子７５ａ及び負極連結端子７５ｂから構成されている。そして、各端子がバッテリハウジング６２を貫通して設けられている。正極連結端子７５ａには正極用外部ケーブル７６ａが接続され、負極連結端子７５ｂには負極用外部ケーブル７６ｂが接続されている。例えば、正極用外部ケーブル７６ａは駆動電力供給部８０の正極端子（図示せず）に接続され、負極用外部ケーブル７６ｂは、駆動電力供給部８０の負極端子（図示せず）又はグランドに接続されてもよい。
【００２９】
更に、バッテリパック６０は、バッテリモジュール７３から連結部７５までに延在する内部ケーブル７７を有している。内部ケーブル７７は、正極用内部ケーブル７７ａ及び負極用内部ケーブル７７ｂから構成され、内部ケーブル７７の少なくとも一部は、バッテリハウジング６２の内壁面６２ｂに沿って設けられている。正極用内部ケーブル７７ａの一端は、連結部７５の正極連結端子７５ａに接続され、正極連結端子７５ａにおいて正極用外部ケーブル７６ａと電気的に接続している。また、正極用内部ケーブル７７ａの他端は、バッテリモジュール７３の一方の正極端子７３ｃに接続されている。一方、負極用内部ケーブル７７ｂの一端は、連結部７５の負極連結端子７５ｂに接続され、負極連結端子７５ｂにおいて負極用外部ケーブル７６ｂと電気的に接続している。また、負極用内部ケーブル７７ｂの他端は、バッテリモジュール７３の他方の負極端子７３ｄに接続されている。
【００３０】
そして、バッテリパック６０は、内部ケーブル７７を通電する電磁ノイズをフィルタリングするノイズフィルター部７８を有している。ノイズフィルター部７８は、バッテリハウジング６２の内壁面６２ｂであって連結部７５に近接し、内部ケーブル７７の経路上に設けられている。ノイズフィルター部７８は、一般的なＥＭＩ（Electro Magnetic Interference）フィルターであり、コンデンサ及びコイルから構成されている。
【００３１】
ここで、連結部７５に近接する位置とは、連結部７５とノイズフィルター部７８の間に位置する内部ケーブル７７において、ノイズの影響を受けることがない程度に離間した位置のことである。これにより、ノイズフィルター部７８を経由した内部ケーブル７７において電磁ノイズが再度通電することが抑制され、バッテリパック６０の外部に対してノイズ除去をより有効に行うことができる。
【００３２】
以上のように、従来において駆動電力供給部８０の近傍等のバッテリパック６０の外部に設けられていたノイズフィルターを、本実施例においては、バッテリパック６０の内壁面６２ｂに沿って配設された内部ケーブル７７の経路上に、ノイズフィルター部７８として設けている。これにより、バッテリパック６０の収容空間６２ａの有効活用が図られ、バッテリパック６０の外部におけるスペースが確保されることになる。従って、本実施例においては、バッテリ６１を含む電動駆動ユニット群７０を電動車両１に搭載する際の設計自由度が向上され、更には電動駆動ユニット群７０の搭載性の確保も図られている。
【００３３】
また、ノイズフィルター部７８がバッテリパック６０の外部と電気的に接続するための連結部７５の近傍に位置するため、連結部７５とノイズフィルター部７８との間に位置する内部ケーブル７７の長さを短くすることができる。このため、連結部７５とノイズフィルター部７８との間における内部ケーブル７７での電磁ノイズの通電を抑制することができる。
【００３４】
なお、本実施例においては、バッテリハウジング６２の内壁面６２ｂにノイズフィルター部７８が設けられていたが、バッテリハウジング６２の内壁面６２ｂに対して、ノイズフィルター部７８の構成部材を直接的に実装してもよい。すなわち、バッテリハウジング６２の内壁をノイズフィルター部７８の基板として利用してもよい。これにより、ノイズフィルター部７８の小型化を図ることができ、更にはノイズフィルター部７８及びバッテリパック６０の低コスト化も可能となる。
【００３５】
また、ノイズフィルター部７８の配設位置は内壁面６２ｂに限定されることなく、連結部７５及び内部ケーブル７７の経路上であれば、適宜変更してもよい。例えば、内部ケーブル７７がバッテリパック６０の蓋体の内側面に沿って配設されている場合には、当該蓋体の内側面にノイズフィルター部７８を設けてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１    電動車両
１０    ラダーフレーム
１１    サイドレール
２０    キャブ
３０    荷箱
５０    駆動装置
５３    モータ
６０    バッテリパック
６１    バッテリ
６２    バッテリハウジング
６２ａ    収容空間
６２ｂ    内壁面
７３    バッテリモジュール
７３ａ    筐体
７３ｂ    バッテリセル（電池要素）
７５    連結部
７６    外部ケーブル
７７    内部ケーブル
７８    ノイズフィルター部
Ａ    車長方向
Ｂ    車幅方向
【図１】
2020004583.tif 000003
【図２】
2020004583.tif 000004