(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を駆動するための駆動モータに電力を供給する高電位バッテリと、車両の補機に電力を供給する低電位バッテリとを有する電源装置を備えたハイブリッド車であって、
前記高電位バッテリが複数のバッテリユニットに分割され、
これら分割されたバッテリユニットと前記低電位バッテリとが車両の最後部座席より後方で車体の両側壁寄りに振り分けて配置され、
前記複数のバッテリユニットが互いに直列に接続された
ことを特徴とするハイブリッド車。
【請求項２】
前記各バッテリが内装壁の外側に配置された請求項１記載のハイブリッド車。
【請求項３】
前記高電位バッテリから低電位バッテリに降圧して電力を供給するＤＣ−ＤＣコンバータを備え、前記ＤＣ−ＤＣコンバータが、高電位バッテリ又は低電位バッテリの少なくともいずれか一方に近接させて前記車両後部の最後部座席より後方に配設された請求項１又は請求項２記載のハイブリッド車。
【請求項４】
前記各バッテリの−側端子が車両後部の最後部座席より後方側において車体に接地された請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のハイブリッド車。
【請求項５】
前記高電位バッテリの＋側、−側の各端子が車幅方向の内側に臨ませられた請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のハイブリッド車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両を駆動するための駆動モータに電力を供給する高電位バッテリと、車両の補機に電力を供給する低電位バッテリとを有する電源装置を備えたハイブリッド車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジンと駆動モータを搭載し、補機は補機用の低電位バッテリで駆動し、駆動用モータは高電位バッテリで駆動するようにしたハイブリッド車（ＨＥＶ）が実用化されている。
【０００３】
この種、ハイブリッド車は、ガソリン車との共用化によるコストダウンのため、ガソリン車の車体をベースとして生産されており、エンジン、駆動モータ及び補機を駆動するための低電位バッテリ（１２Ｖバッテリ）は、車両前部のエンジンルームに、駆動モータを駆動するための高電位バッテリ（３６Ｖバッテリ）はエンジンルームの容積に余裕がないためにトランクルーム等の荷物室に配設されている。
【０００４】
しかし、高電位バッテリを荷物室の床中央部に配置した場合は、バッテリが邪魔となってトランクスルーができなくなる問題がある。一方、荷物室の片側に寄せて配置した場合は、トランクスルーが可能となるが、高電位バッテリは、比較的重いので車両としての左右の重量配分が悪化するという問題がある。
【０００５】
また、高電位バッテリを、最後部座席のリヤシートの背面に取り付けた場合は、リアシートを倒したときに、高電位バッテリが後方の床に当ってリヤシートの転倒角度が小さくなってしまうので、トランクスルーによる長尺物の搭載が困難となる問題がある。
【０００６】
なお、電気自動車において、車両後部の荷物室にバッテリを配置するものとしては、車両の最後部座席のリヤシートの背面にバッテリを取り付け、前記荷物室の床とリヤシートの背面に固定するカバーでバッテリを覆うことによって、バッテリ液の荷物室側への液漏れを防止することが提案されている（特許文献１）。しかし、このようにしても、荷物室のスペースが小さくなる、荷物室を平坦にできなくなる、トランクスルーができなくなるといった課題を解決することはできない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２５５７４６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ハイブリッド車においては、高電位バッテリを車両の最後部座席よりも後方に配置することにしても、その取り付け位置によっては、高電位バッテリが障害となってトランクスルーができなくなったり、車体の前後左右の重量配分が悪くなるという問題がある。また、高電位バッテリによって荷物室が平坦でなくなってしまうので、搭載できる荷物の形状、大きさも制限されてしまうことがある。
【０００９】
そこで、本発明は、駆動モータに電力を供給するための高電位バッテリを車両の最後部座席より後方に配置するセダン、ミニバン、ＳＵＶ系等の各種のハイブリッド車において、荷物室のスペースが小さくなる、荷物室を平坦にできなくなる、トランクスルーができなくなる、車両の重量配分が悪化する等の課題を解決し、今後の多様なシートアレンジにも対応できるようにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、車両を駆動するための駆動モータに電力を供給する高電位バッテリと、車両の補機に電力を供給する低電位バッテリとを有する電源装置を備えたハイブリッド車であって、前記高電位バッテリが複数のバッテリユニットに分割され、これら分割されたバッテリユニットと前記低電位バッテリとが車両の最後部座席より後方で車体の両側壁寄りに振り分けて配置され、前記複数のバッテリユニットが互いに直列に接続されたハイブリッド車を提供するものである。
すなわち、高電位バッテリが複数のバッテリユニットに分割されて、各バッテリユニットの厚さ（奥行き）が薄くなり、単体重量も小さくなるので、各バッテリユニット、低電位バッテリを両車体側壁寄りに振り分けて配置すると、結果的に、車体の最後部座席より後方の容積が拡大され、トランクスルーが容易なものとなる。また、各バッテリユニット、低電位バッテリが両車体側壁寄りにそれぞれ振り分けて配置されると、車体の最後部座席の後方が各バッテリユニット、低電位バッテリの配置部を除いて平坦となるので、荷物の出し入れを容易に行うことができる。また、車両の最後部座席より後方のスペースが車体側壁側を除いて平坦となるので、ミニバン、ＳＵＶ系のハイブリッド車においても今後の多様なシートアレンジに対応したラゲッジスペースとすることができる。
さらに、車両の最後部座席より後方に高電位バッテリと低電位バッテリとを配置すると、従来のバッテリの配置（エンジンルームに低電位バッテリを配置し、車両の最後部座席より後方に高電位バッテリを配置した場合）と比べて配線の長さが短縮されるので、配線の抵抗ロスが小さくなると共に、配線が短くなった分、車重が軽減される。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記各バッテリが内装壁の外側に配置されたハイブリッド車を提供するものである。
このようにすると、高電位バッテリ、低電位バッテリが内装壁によって覆い隠されるので、車両の最後部座席より後方の見栄えが向上する。また、内装壁によって荷物と各バッテリとの接触が防止され、相互の損傷が防止される。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記高電位バッテリから低電位バッテリに降圧して電力を供給するＤＣ−ＤＣコンバータを備え、前記ＤＣ−ＤＣコンバータが高電位バッテリ又は低電位バッテリの少なくともいずれか一方に近接させて前記車両の最後部座席より後方に配設されたハイブリッド車を提供するものである。
このようにすると、ＤＣ−ＤＣコンバータ、低電位バッテリ、高電位バッテリと接続する配線の長さが短くなるので配線による抵抗ロス、重量が軽減される。
【００１３】
さらに、請求項４記載の発明は、前記各バッテリの−側端子が車両の最後部座席より後方側において車体に接地されたハイブリッド車を提供するものである。このように車両の最後部座席より後方側において各バッテリの−側端子を車体に接地すると、−側の配線が大幅に短縮されるので、配線による抵抗ロス、配線による重量が軽減される。
【００１４】
また、請求項５記載の発明は、前記高電位バッテリの＋側、−側の各端子が車幅方向内側に臨ませられたハイブリッド車を提供するものである。
このようにすると、各バッテリに対する配線やメンテナンスを容易なものとすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る車両電源装置の一実施形態を説明する。
【００１６】
図１は駆動モータとエンジンで前輪を駆動させて走行するセダン系のハイブリッド車の構成図である。図示されるように、ハイブリッド車１のエンジン２及び駆動モータ３は、車両前部のエンジンルーム４内に設置され、駆動モータ３にインバータ２８が接続されている。
【００１７】
エンジン２のスタータ６、エアコン（図示せず）、イグニッションスイッチ（図示せず）、ヘッドライト（図示せず）、ＥＰＳ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）７、コントロールユニット８などの各種補機は、低電位バッテリ９に接続され、駆動モータ３は、インバータ２８を介して高電位バッテリ１０に接続されている。前記低電位バッテリ９及び高電位バッテリ１０は、ハイブリッド車１のトランクルーム１５内に設置されており、後部のパーセル１３の裏面に取り付けられたＤＣ−ＤＣコンバータ１４を介して相互に接続されている。
【００１８】
前記高電位バッテリ１０は、複数のセルが電気的に直列に接続された同じ容量、同じ電圧の複数のモジュール同士がさらに直列に接続されたバッテリユニット１０ａ，１０ｂに分割されており、互いに直列に接続されている。なお、本実施形態において、前記コントロールユニット８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４に取り付けられてユニット化されているが、別々の配置としても構わない。
【００１９】
次に、図２、図３も参照してセダン系のハイブリッド車１における高電位バッテリ１０、低電位バッテリ９、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４及びコントロールユニット８等のレイアウトを説明する。
【００２０】
高電位バッテリ１０のバッテリユニット１０ａ，１０ｂは、ハイブリッド車１の最後部座席Ｓの後方、すなわち、トランクルーム１５を区画する一方の車体側壁１６と一方の内装壁１７との間に配置されていて相互に近接しており、低電位バッテリ９は、トランクルーム１５を区画する他方の車体側壁１８と他方の内装壁１９との間に配設されている。そして、重量配分の均等化のため、前記バッテリユニット１０ａは、タイヤハウス２０上に、バッテリユニット１０ｂは、タイヤハウス２０よりも後方に配設され、低電位バッテリ９は、バッテリユニット１０ｂと車幅方向において相対峙する位置に配設されている。
【００２１】
また、低電位バッテリ９とＤＣ−ＤＣコンバータ１４とを接続する配線、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４と高電位バッテリ１０とを接続する配線、及び、バッテリユニット１０ａ，１０ｂと配線ボックス１０ｃとを接続する配線は、一方の車体側壁１６と一方の内装壁１７との間及び他方の車体側壁１８と他方の内装壁１９との間及び前記パーセル１３の裏面に布設されていて、車体、パーセル１３に金具等によってずれのないように固定されており、高電位バッテリ１０、及び、低電位バッテリ９の−側端子は、車体のトランクルーム１５の周辺部において、それぞれアース線を介して車体に接地されている。
【００２２】
このように高電位バッテリ１０、低電位バッテリ９をトランクルーム１５に配設すると、ハイブリッド車１における重量配分が適正化される。また、低電位バッテリ９、高電位バッテリ１０を内装壁１７、１９の外側に配置して覆い隠すと外観上の見栄えがよくなると共に、トランクルーム１５内に収容された荷物と各バッテリ９，１０との接触が防止され、接触に起因した相互の損傷が防止される。また、トランクルーム１５内が平坦となるので、形状、大きさの異なった荷物をトランクルーム１５に容易に搭載でき、その作業も容易なものとすることができる。また、トランクルーム１５の容量が従来のハイブリッド車と比べて実質的に大きくなるので、大きな荷物の搭載も可能となる。さらに、リアシートを水平な状態まで転倒させることができるので、トランクスルーによる長尺物の搭載も可能となる。
【００２３】
また、電気的には、低電位バッテリ９、高電位バッテリ１０、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４は相互に近接していて相互を接続する配線が短いので、電気的な抵抗ロスが低減される。また、重量の点では、配線の長さも短くなった分、車重が軽くなる。
【００２４】
なお、セダン車において、トランクリッド（図示せず）のヒンジは、内装壁１７、内装壁１９の内側に配置されるので、良好に開閉することができる。
【００２５】
図４乃至図６はミニバン、ＳＵＶ系のハイブリッド車２５に対する高電位バッテリ１０、低電位バッテリ９、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４等のレイアウトを示す。
【００２６】
図４乃至図６を参照すると、高電位バッテリ１０のバッテリユニット１０ａは、ハイブリッド車２５の最後部座席Ｓの後方、すなわち、荷物室２７の一方の車体側壁２１と一方の内装壁２２との間に配設され、バッテリユニット１０ｂは、他方の車体側壁２３と他方と内装壁２４との間に配設されている。
【００２７】
２個のバッテリユニット１０ａ、１０ｂは、ハイブリッド車２５の重量配分を均等化するため、荷物室２７の左右に振り分けて左右のタイヤハウス２６上に配置され、低電位バッテリ９は、いずれか一方のバッテリユニット１０ａ，１０ｂに近接させて配設される（図示例では、他方の車体側壁２３と他方の内装壁２４との間）。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４は、ハイブリッド車２５の前後の重量配分を均等化するため、低電位バッテリ９の設置側と反対側の車体側壁と内装壁との間（図示例では、一方の車体側壁２１と一方の内装壁２２との間）に設置されている。なお、各バッテリユニット１０ａ，１０ｂは、配線ボックス１０ｃを介してＤＣ−ＤＣコンバータ１４に直列に接続されており、低電位バッテリ９もＤＣ−ＤＣコンバータ１４に対して直列に接続されている。
【００２８】
従って、ミニバン、ＳＵＶ系のハイブリッド車２５の場合でも重量配分の均等化が可能となる。また、荷物室２７には低電位バッテリ９、高電位バッテリ１０による凹凸も生じないので、荷物の出し入れ、及びトランクスルーが容易なものとなる。さらに、リヤシートの転倒にも制限がないので、多様なシートアレンジが可能となる。また、各内装壁２２、２４が高電位バッテリ１０、低電位バッテリ９を覆い隠すので外観状の見栄えが向上すると共に、低電位バッテリ９及び高電位バッテリ１０と荷物との接触が防止されて相互の損傷が防止される。
【００２９】
また、電気的には、低電位バッテリ９、高電位バッテリ１０、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４が相互に近接していて、バッテリユニット１０ａ，１０ｂ同士を接続している配線の長さが短くなるので、抵抗ロス及び車重が低減される。
【００３０】
なお、図１において、バッテリユニット１０ａを一方の車体側壁１６と一方の内装壁１７との間、バッテリユニット１０ｂを他方の車体側壁１８と他方の内装壁１９との間にそれぞれ配置してもよいし、図５において、バッテリユニット１０ａ，１０ｂを一方の内装壁２２と車体側壁２１との間に、低電位バッテリ９を他方の内装壁２４と車体側壁２３との間に設置してもよい。
【００３１】
また、低電位バッテリ９、高電位バッテリ１０の＋側端子、−側端子は、車幅方向の内側へ向けて突出しているので、配線作業やメンテナンスが良好なものとなる。なお、＋側端子、−側端子は凹形端子としてもよい。
【００３２】
次に、図１を参照して前記した電源装置の構成及び作用を簡単に説明する。
【００３３】
前記コントロールユニット８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等で構成されたＥＣＵ等のマイクロコンピュータで構成される。駆動モータ３の入力側に取り付けられているインバータ２８は、駆動モータ３の駆動力を制御するための２つのスイッチング素子（図示せず）を直列に接続したスイッチング回路（図示せず）を備えている。
【００３４】
これらのスイッチング素子は、駆動モータ３の駆動時に、コントロールユニット８によってＯＮ／ＯＦＦ制御されることにより、高電位バッテリ１０からインバータ２８に供給する直流電流を三相交流電流に変換し、この変換した三相交流電流を三相線を介して駆動モータ３に供給するものである。
【００３５】
インバータ２８は、駆動モータ３による回生制動時、コントロールユニット８のＯＮ／ＯＦＦ制御により、駆動モータ３で発電される三相交流電流を直流電流に変換し、変換した直流電流を高電位バッテリ１０に供給するものである。
【００３６】
そして、前記低電位バッテリ９の＋側とＤＣ−ＤＣコンバータ１４との間に、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ（コンタクタ）が、また、高電位バッテリ１０の−側端子とハイブリッド車１の車体とのアース接続点の間に、切り換えスイッチ（コンタクタ）が介挿され、これらＯＮ／ＯＦＦスイッチ（コンタクタ）と切り換えスイッチ（コンタクタ）とが配線で接続されている。
【００３７】
係る電源回路において、ＯＮ／ＯＦＦスイッチをＯＮ、低電位バッテリ９とＤＣ−ＤＣコンバータ１４間を導通し、さらに、切り換えスイッチの切り換えによって低電位バッテリ９を車体にアースすると、駆動モータ３に高電位バッテリ１０が接続され、高電位バッテリ１０に低電位バッテリ９がＤＣ−ＤＣコンバータ１４を介して接続される。このように各スイッチが切り換えられると、高電位バッテリ１０の電力とＤＣ−ＤＣコンバータ１４によって昇圧された低電位バッテリ９の電力を駆動モータ３に供給することが可能となる（車両のアイドル停止、クルーズモード）。
また、駆動モータ３から直接高電位バッテリ１０に、また、駆動モータ３から高電位バッテリ１０、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４を介して低電位バッテリ９に充電することも可能となる（小電力回生モード）。
【００３８】
一方、前記ＯＮ／ＯＦＦスイッチをＯＦＦとして低電位バッテリ９とＤＣ−ＤＣコンバータ１４間を電気的に遮断するとともに、切り換えスイッチを切り換えて低電位バッテリ９の＋側端子と高電位バッテリ１０の−側端子とを導通させ、高電位バッテリ１０を車体から切り離すと、低電位バッテリ９と高電位バッテリ１０とが、駆動モータ３に対して直列に接続されるので、高電位バッテリ１０の電力と低電位バッテリ９の電力との加算した電力を駆動モータ３に流すことが可能となる（始動、アシストモード）。また、この切り換え状態とすると、前記した小電流回生モードと比べて大きな電力を各バッテリ９，１０に充電することができる（大電力回生モード）。
【００３９】
なお、本発明の実施形態では、高電位バッテリ１０を２個のバッテリユニット１０ａ，１０ｂに分割する説明をしたが、３以上に分割してバッテリユニットを薄く、単体重量を軽くしてもよい。このようにするとバッテリユニットが軽く、薄くなるので、車両に対する重量配分をより均等化できるようなバッテリユニットの振り分けが可能となる。また、左右の車体側壁１６、１８、２１、２３と内装壁１７、１９、２２、２４との間の間隔を狭めることができるので、トランクルーム、キャビン等、車両の最後部座席Ｓより後方の容積を拡大することができる。
【００４０】
このように本発明は、その技術思想の範囲内で種々の改変が可能であり、本発明がこの改変された発明に及ぶことは当然である。
【００４１】
【発明の効果】
以上、説明したことから明らかなように本発明によれば次のような効果を発揮する。
（１）車両の最後部座席より後方のスペースが実質的に拡大され、また、平坦となるので、トランクスルー及び荷物の出し入れが容易なものとなる。また、今後の多様なシートアレンジに対応することができる。また、高電位バッテリと低電位バッテリとを接続する配線の長さが短くなり、配線による抵抗ロスが軽減され、配線による重量が軽減される（請求項１）。
【００４２】
（２）内装壁が高電位バッテリ、低電位バッテリを覆い隠すので、外観上、車両の最後部座席より後方の見栄えが向上する。また、内装壁によって荷物と各バッテリとの接触が防止され、相互の接触による損傷が防止される（請求項２）。
【００４３】
（３）ＤＣ−ＤＣコンバータ、低電位バッテリ、高電位バッテリと接続する配線が短くなるので、配線の抵抗ロス、配線による車重が軽減される（請求項３）。
【００４４】
（４）−側の配線が大幅に短縮されるので配線による抵抗ロス、配線による重量が軽減される（請求項４）。
【００４５】
（５）各バッテリに対する配線やメンテナンス作業を容易なものとすることができる（請求項５）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係り、駆動モータとエンジンで前輪を駆動させて走行するセダン系のハイブリッド車の構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係り、セダン系のハイブリッド車を側方側から見た場合の低電位バッテリと高電位バッテリの配置を示す解説図である。
【図３】本発明の一実施形態に係り、セダン系のハイブリッド車の車体を後方側から見た場合の低電位バッテリと高電位バッテリの配置を示す解説図である。
【図４】本発明の一実施形態に係り、ミニバン、ＳＵＶ系のハイブリッド車を側方から見た場合の低電位バッテリと高電位バッテリの配置を示す解説図である。
【図５】本発明の一実施形態に係り、ミニバン、ＳＵＶ系のハイブリッド車を上方側から見た場合の低電位バッテリと高電位バッテリの配置を示す解説図である。
【図６】本発明の一実施形態に係り、ミニバン、ＳＵＶ系のハイブリッド車の車体を後方側から見た場合の低電位バッテリと高電位バッテリの配置を示す解説図である。
【符号の説明】
１  セダン系のハイブリッド車
２  エンジン
３  駆動モータ
９  低電位バッテリ
１０  高電位バッテリ
１０ａ  バッテリユニット
１０ｂ  バッテリユニット
１４  ＤＣ−ＤＣコンバータ
１６  一方の車体側壁
１７  一方の内装壁
１８  他方の車体側壁
１９  他方の内装壁
２０  タイヤハウス
２１  一方の車体側壁
２２  一方の内装壁
２３  他方の車体側壁
２４  他方の車体側壁
２５  ミニバン、ＳＵＶ系のハイブリッド車
２６  タイヤハウス
Ｓ  最後部座席
【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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