(57)【要約】【課題】障害物等に衝突したときに生じるエネルギーを吸収しやすい電動車両を提供すること。【解決手段】電動車両１０は、電池パック３０に設けられ、展開可能に構成されたエアバッグ４０と、電池パック３０を車体２０に対して着脱自在に固定する固定部材５０と、エアバッグ４０および固定部材５０を制御する制御装置６０と、を備えている。制御装置６０は、障害物との衝突が推測された場合に、エアバッグ４０を展開するエアバッグ制御部６４と、障害物との衝突によるエネルギーＦが所定の値以上と推測された場合に、電池パック３０の固定を解除することによって電池パック３０を車体２０から切り離す固定部材制御部７０と、を備えている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体と、
複数の充放電可能な単電池が電気的に接続された状態で所定方向に配列された電池スタックと、前記電池スタックを収容するケースと、を有し、前記車体に配置された電池パックと、
前記電池パックに設けられ、展開可能に構成されたエアバッグと、
前記電池パックを前記車体に対して着脱自在に固定する固定部材と、
前記エアバッグおよび前記固定部材を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
障害物との衝突が推測された場合に、前記エアバッグを展開して前記電池パックを保護するエアバッグ制御部と、
障害物との衝突によるエネルギーが所定の値以上と推測された場合に、前記電池パックの固定を解除することによって前記電池パックを前記車体から切り離す固定部材制御部と、を備えている、電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン二次電池等の二次電池は、パソコン、携帯端末等のポータブル電源や、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）等の電動車両の駆動用電源などに好適に用いられている。
【０００３】
電動車両の駆動用電源の用途においては高出力化のために、二次電池は一般的に、単電池（電池セル）が複数接続された電池スタックと、該電池スタックを収容するケースとを有する電池パックの形態として用いられる。例えば、特許文献１には、複数のバッテリおおびバッテリを収容するバッテリボックスを有する電池パックが、左右一対のサイドフレームに着脱自在に支持された電動車両が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１８０１７２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５３１１７号公報
【特許文献３】特開平１０−０１６６８９号公報
【特許文献４】特開２００４−３３８５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電池パックは、一般に、電動車両が障害物等に衝突したときに生じるエネルギーを吸収しにくい性質を有する。このため、例えば、電池パックを床下に配置した場合には、電動車両の側方からの衝突に対して衝突時のエネルギーを吸収しづらい。また、例えば、電池パックを車体後部に配置した場合には、電動車両の後方からの衝突に対して衝突時のエネルギーを吸収しづらい。さらに、電動車両が障害物等に衝突したときに生じるエネルギーは電池パックに入力されやすいため、電池パックが圧壊され得る。電池パックの圧壊を抑制するために、ケースの剛性を高めたりすると電池パックの重量が増加し、燃費が低下する虞がある。なお、特許文献２から４には、エアバッグに関する技術が開示されている。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、障害物等に衝突したときに生じるエネルギーを吸収しやすい電動車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電動車両は、車体と、複数の充放電可能な単電池が電気的に接続された状態で所定方向に配列された電池スタックと、前記電池スタックを収容するケースと、を有し、前記車体に配置された電池パックと、前記電池パックに設けられ、展開可能に構成されたエアバッグと、前記電池パックを前記車体に対して着脱自在に固定する固定部材と、前記エアバッグおよび前記固定部材を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、障害物との衝突が推測された場合に、前記エアバッグを展開して前記電池パックを保護するエアバッグ制御部と、障害物との衝突によるエネルギーが所定の値以上と推測された場合に、前記電池パックの固定を解除することによって前記電池パックを前記車体から切り離す固定部材制御部と、を備えている。
【０００８】
本発明に係る電動車両によると、固定部材制御部は、障害物との衝突によるエネルギーが所定の値以上と推測された場合に、電池パックの固定を解除することによって電池パックを車体から切り離す。これにより、電池パックが配置されていた空間をクラッシャブルゾーンとして有効活用することができ、障害物との衝突時には電動車両に伝達されるエネルギーを効果的に吸収することができる。また、エアバッグ制御部は、障害物との衝突が推測された場合に、エアバッグを展開して電池パックを保護する。これにより、電池パックに入力されるエネルギーを低減することができ、電池パックの圧壊を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態に係る電動車両を模式的に示す側面図である。
【図２】一実施形態に係る電動車両のブロック図である。
【図３Ａ】電池パックが車体に対して固定されている状態を模式的に示す側面図である。
【図３Ｂ】エアバッグが展開している状態を模式的に示す側面図である。
【図３Ｃ】電池パックが車体から切り離された状態を模式的に示す側面図である。
【図４】障害物との衝突が推測されたときの電動車両の動作の手順を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。なお、各図面は、模式的に描いており、必ずしも実物を反映しない。また、各図面は、一例を示すのみであり、各図面は、特に言及されない限りにおいて本発明を限定しない。
【００１１】
図１に示すように、電動車両１０は、車体２０と、電池パック３０と、エアバッグ４０と、固定部材５０と、制御装置６０（図２参照）と、を備えている。図面中の符号Ｆ、Ｒｒ、Ｕ、Ｄは、それぞれ前、後、上、下を意味するものとする。ただし、上記方向は説明の便宜上定めた方向に過ぎず、電池パック３０等の設置態様を何ら限定するものではなく、本発明を何ら限定するものでもない。
【００１２】
図１に示すように、電池パック３０は、車体２０の後部座席の下側に配置され、フロアパネル２２（図３Ａ参照）に固定されている。電池パック３０は、フロアパネル２２に形成された開口２４（図３Ａ参照）を塞ぐように配置されている。電池パック３０は、車室外に配置されている。なお、電池パック３０は、後部座席の下側以外の位置に配置されていてもよい。
【００１３】
図２に示すように、電池パック３０は、電池スタック３２と、ケース３３と、を備えている。電池スタック３２は、複数の単電池（図示せず）を備えている。単電池は、例えば、それぞれ角型の外形を有しており、一対の平坦面が対向するように図１の左右方向に一列に配置されている。単電池は、バスバーによって相互に直列に電気接続されている。単電池は、拘束バンド等によって一体的に保持されている。ただし、単電池の形状や個数、配置等は適宜変更してもよい。単電池は、典型的には充放電可能な二次電池、例えばリチウムイオン二次電池である。単電池は、典型的には、正極と負極と電解液と、これらを収容する単電池ケースとを備えている。電解液は、例えばカーボネート類等の非水溶媒と、リチウム塩等の支持塩と、を含んでいる。また、単電池は、全固体電池（例えば全固体リチウム二次電池）、燃料電池、ニッケル水素電池その他の二次電池であってもよい。単電池の充放電の制御は、制御装置６０によって行われる。
【００１４】
ケース３３は、電池スタック３２を収容する筐体である。ケース３３の材質は、例えば金属や樹脂である。ケース３３の形状やサイズは、例えば、電池スタック３２のサイズや個数等に応じて、適宜、変更してよい。
【００１５】
エアバッグ４０は、電池パック３０に設けられている。本実施形態では、エアバッグ４０は、電池パック３０の下面に設けられている。エアバッグ４０は、電池パック３０の上面または側面に設けられていてもよい。エアバッグ４０は、展開可能に構成されている。エアバッグ４０は、エアバッグ４０内にガスを吸入するガス吸入装置（図示せず）に接続されている。図３Ｂに示すように、ガス吸入装置からエアバッグ４０内にガスが吸入されると、エアバッグ４０が展開され、電池パック３０を覆う。エアバッグ４０は、例えば、電池パック３０の下面および側面を覆う。即ち、エアバッグ４０は、電池パック３０を保護する機能を有する。エアバッグ４０は、制御装置６０に制御される。即ち、制御装置６０がガス吸入装置を制御することによって、エアバッグ４０の展開を制御する。本実施形態では、エアバッグ４０は、車室外に設けられているため、エアバッグ４０を泥や石等から保護する保護部材がエアバッグ４０の表面に設けられていてもよい。
【００１６】
固定部材５０は、電池パック３０を車体２０に対して着脱自在に固定するように構成されている。図３Ａに示すように、本実施形態では、固定部材５０は、電池パック３０の前方側を固定する第１固定部材５１と、電池パック３０の後方側を固定する第２固定部材５２とを備えている。第１固定部材５１および第２固定部材５２は、フロアパネル２２に設けられている。第１固定部材５１および第２固定部材５２は、例えば、ソレノイドであり、プランジャー５４と、内部にコイル（図示せず）を有するケース本体５５と、を備えている。プランジャー５４は、電池パック３０に形成された係合穴（図示せず）に係合可能に構成されている。通常時は、プランジャー５４は、係合穴に係合しているため、電池パック３０は、車体２０に対して固定されている。一方、図３Ｃに示すように、第１固定部材５１および第２固定部材５２の電源がＯＮになると、プランジャー５４は、電池パック３０から離れる方向に移動する。即ち、プランジャー５４の少なくとも一部は、ケース本体５５内に引き込まれる。これにより、プランジャー５４と電池パック３０に形成された係合穴との係合が解除され、電池パック３０が車体２０から離脱する。即ち、電池パック３０はエアバッグ４０と共に図３Ｃの矢印Ｘで示すように、車体２０から落下する。第１固定部材５１および第２固定部材５２は、制御装置６０に制御される。即ち、第１固定部材５１および第２固定部材５２の電源のＯＮおよびＯＦＦは、制御装置６０に制御される。なお、固定部材５０は、ソレノイドに限定されない。固定部材５０としては、電磁ロック機構などの電気的に制御可能な機構が挙げられる。
【００１７】
図２に示すように、電動車両１０は、前方側カメラ２６と、後方側カメラ２８とを備えている。前方側カメラ２６および後方側カメラ２８において撮影された画像（動画）は、制御装置６０に常に送信される。電動車両１０は、障害物との衝突を検出可能な各種センサをさらに備えていてもよい。センサとしては、例えば、超音波、電波またはレーザ光等を電動車両１０の前方および後方に発射し、かつ、その反射波または反射光を受信することによって、電動車両１０の前方または後方に位置する障害物との距離、大きさ、移動速度等を検出することができるものが挙げられる。
【００１８】
制御装置６０は、制御プログラムの命令を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、ＣＰＵが実行するプログラムを格納したＲＯＭと、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるＲＡＭと、上記プログラムや各種データを格納するメモリなどの記憶装置とを備えている。図２に示すように、制御装置６０は、衝突推測部６２と、エアバッグ制御部６４と、負荷入力推測部６６と、判定部６８と、固定部材制御部７０と、を備えている。これら各部は、プログラムによって実現されている。このプログラムは、インターネットを通じてダウンロードされ得る。また、これら各部は、プロセッサおよび／または回路などによって実現可能なものであってもよい。なお、上述した各部の具体的な制御などについては後述する。
【００１９】
次に、障害物との衝突が推測されたときの電動車両１０の動作の手順について説明する。図４は、一実施形態に係るフローチャートである。障害物との衝突の推測は、電動車両１０の駆動時（即ち電動車両１０が走行可能なときであって、停車時および走行時を含む。）に行われる。
【００２０】
まず、ステップＳ１０において、衝突推測部６２は、電動車両１０が障害物と衝突するおそれがあるかを推測する。衝突推測部６２は、前方側カメラ２６および後方側カメラ２８から送信された画像について画像解析を行う。これにより、衝突推測部６２は、電動車両１０の前方または後方に位置する障害物との距離、大きさ、移動速度等を算出する。画像解析の結果、電動車両１０が障害物と衝突することが推測される場合には、ステップＳ２０に進む。一方、画像解析の結果、電動車両１０が障害物と衝突することが推測されない場合には、電動車両１０の駆動が終わるまで（即ち停車するまで）、ステップＳ１０を繰り返し実行する。なお、画像解析を行う方法は従来公知の方法を採用することができるため、ここでの説明は省略する。
【００２１】
衝突推測部６２において電動車両１０と障害物との衝突が推測されると、ステップＳ２０において、エアバッグ制御部６４は、エアバッグ４０を展開する。即ち、エアバッグ制御部６４は、ガス吸入装置（図示せず）を制御することによって、エアバッグ４０内にガスを吸入し、エアバッグ４０を展開させる。これにより、電池パック３０はエアバッグ４０に保護される。
【００２２】
次に、ステップＳ３０において、負荷入力推測部６６は、前方側カメラ２６および後方側カメラ２８から送信された画像について画像解析を行う。負荷入力推測部６６は、例えば、１コマ（１フレーム）当たりの障害物の移動速度を計算し、想定される障害物の重量から障害物との衝突によるエネルギーＦを推測する。そして、判定部６８は、負荷入力推測部６６によって推測されたエネルギーＦと、エアバッグ４０が耐えうる許容衝撃荷重Ｐとを比較する。判定部６８によって、エネルギーＦが許容衝撃荷重Ｐ以上と判定された場合には、ステップＳ４０に進む。一方、判定部６８によって、エネルギーＦが許容衝撃荷重Ｐより小さいと判定された場合には、エアバッグ４０によって電池パック３０に加わる衝撃を十分に緩和することができるため、電池パック３０の固定は解除されない。なお、許容衝撃荷重Ｐは、所定のストレングス試験（例えばクリープ耐圧試験や繰り返し圧縮試験等）を予め行うことによって算出され、制御装置６０に記憶されている。
【００２３】
判定部６８によってエネルギーＦが許容衝撃荷重Ｐ以上と判定された場合には、固定部材制御部７０は、第１固定部材５１および第２固定部材５２を制御して、電池パック３０の車体２０に対する固定を解除する。これにより、電池パック３０は、車体２０から切り離される。ここで、電池パック３０が車体２０から切り離されると、車体２０の内部には電池パック３０が存在していた分の空間が形成される。かかる空間はクラッシャブルゾーンとして機能するため、障害物との衝突時には電動車両１０に伝達されるエネルギーＦを効果的に吸収することができる。
【００２４】
以上のように、本実施形態に係る電動車両１０によれば、固定部材制御部７０は、障害物との衝突によるエネルギーＦが許容衝撃荷重Ｐ以上と推測された場合に、電池パック３０の固定を解除することによって電池パック３０を車体２０から切り離す。これにより、電池パック３０が配置されていた空間をクラッシャブルゾーンとして有効活用することができ、障害物との衝突時には電動車両１０に伝達されるエネルギーを効果的に吸収することができる。また、エアバッグ制御部６４は、障害物との衝突が推測された場合に、エアバッグ４０を展開して電池パック３０を保護する。これにより、電池パック３０に入力されるエネルギーを低減することができ、電池パック３０の圧壊を抑制することができる。
【００２５】
以上、ここで提案される電動車両について、種々説明したが、特に言及されない限りにおいて、ここで挙げられた実施形態は、本発明を限定しない。
【００２６】
上述した実施形態では、第１固定部材５１および第２固定部材５２は、電池パック３０の前方側および後方側に配置されていたが、これに限定されない。第１固定部材５１および第２固定部材５２は、電池パック３０の側方、即ち左方側および右方側に配置されていてもよい。
【００２７】
上述した実施形態では、電池パック３０は、車室外に配置されていたが、電池パック３０の一部が車室内に配置されていてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１０  電動車両
２０  車体
３０  電池パック
３２  電池スタック
３３  ケース
４０  エアバッグ
５０  固定部材
５１  第１固定部材
５２  第２固定部材
６０  制御装置
６４  エアバッグ制御部
７０  固定部材制御部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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