(57)【要約】【課題】気体燃料タンクとバッテリとが近接配置されたレイアウトにおいて、気体燃料タンクの温度上昇の影響によりバッテリの温度が上昇し劣化や効率悪化を招くことを抑制すること。【解決手段】気体燃料タンクの長軸とバッテリの長軸とが互いに略直交するように気体燃料タンクとバッテリとを配設する。気体燃料タンクの長軸とバッテリの長軸を略直交するよう配設することで、平面視で気体燃料タンクの長軸とバッテリの長軸とが略平行している場合に比べて気体燃料タンクとバッテリとが近接している領域を減らすことができるので、気体燃料タンクの温度上昇による影響を抑制できる。【選択図】 図1
2008247320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体燃料を圧縮状態で貯蔵する気体燃料タンクと、電気装置に電力を供給するバッテリとを備え、上記気体燃料タンクと上記バッテリの少なくとも一部とが平面視で重なって近接配設されている気体燃料タンクとバッテリの車両搭載構造において、上記バッテリの長軸は上記気体燃料タンクの短軸より長く形成されているものであって、上記気体燃料タンクの長軸と上記バッテリの長軸とが互いに略直交するよう重ねて上記気体燃料タンクと上記バッテリとが配設されることを特徴とする気体燃料タンクとバッテリの車両搭載構造。
【請求項２】
上記気体燃料タンクは、該気体燃料タンクの中央付近の断熱性が端部に比べ高くなるよう構成されているものであって、上記気体燃料タンクと上記バッテリとが上記気体燃料タンクの中央付近で略直交するよう重ねて配設されることを特徴とする請求項1記載の気体燃料タンクとバッテリの車両搭載構造。
【請求項３】
上記電気装置は、上記バッテリと車両の前後方向に離間するよう配設される一方、上記バッテリは車両前後方向に長軸を向けて配設され、かつ、上記電気装置と配線を介して接続される端子が電気装置側に配設されるとともに、
上記気体燃料タンクは、車幅方向に長軸を向けて配設され、かつ、車外からの気体燃料の供給口と配管を介して接続される接続口を備え、気体燃料の供給口が車両の車幅方向のどちらか一方側に配設されており、上記気体燃料タンクの接続口を気体燃料の供給口側に配設されることを特徴とする請求項1乃至2いずれか記載の気体燃料タンクとバッテリの車両搭載構造。
【請求項４】
上記バッテリは、上記バッテリ内を冷却する冷却装置と冷却風を導入する導入口とを備え、上記導入口は平面視で上記気体燃料タンクと上記バッテリとが略直交して重なっている位置に配設されることを特徴とする請求項1乃至3いずれか記載の気体燃料タンクとバッテリの車両搭載構造。
【請求項５】
上記バッテリは、コントロールユニットと蓄電部とを備え、上記コントロールユニットは平面視で上記気体燃料タンクと上記バッテリとが略直交して重なっている位置に配設されることを特徴とする請求項1乃至4いずれか記載の気体燃料タンクとバッテリの車両搭載構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体燃料タンクとバッテリの車両搭載構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、気体（主に水素）を燃料とする駆動機関と電気を駆動力とするモータとを併用したハイブリッドカーや燃料電池車のような気体貯蔵用タンクとバッテリ(蓄電装置)を持つ自動車において、従来は例えばバッテリを座席の下に配設し、タンクをトランクルーム内に配設しタンクとバッテリとが離間して配設されていたが、バッテリの大型化に伴い、その収納スペースは限られタンクとバッテリを近接配置したレイアウトを採らざるをえなくなっている。先行文献1には、車両後部に気体貯蔵用タンクを上部に蓄電装置を下部にして重ね、気体貯蔵用タンクの長軸と蓄電装置の長軸とが共に車幅方向を向き、平面視で平行に配置されている車両搭載構造が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１６１０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、気体燃料の貯蔵方法としてタンクを用いた場合、圧縮状態で気体燃料を貯蔵すると、気体燃料の補給時に貯蔵されている気体燃料の温度が高くなり、気体燃料タンクやタンクの周囲の温度を高くする。したがって、上記先行技術のようにタンクとバッテリが近接配置されている場合、気体燃料タンクの温度上昇によりバッテリ周囲の温度も上昇し、バッテリの劣化や効率悪化を招く恐れがある。
本発明は、このような問題に勘案してなされたものであって、その課題は、気体燃料タンクとバッテリとが近接配置されたレイアウトにおいて、気体燃料タンクの温度上昇の影響によりバッテリの温度が上昇し劣化や効率悪化を招くことを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に関わる車両搭載構造の第一の構成は、気体燃料を圧縮状態で貯蔵する気体燃料タンクと、電気装置に電力を供給するバッテリとを備え、上記気体燃料タンクと上記バッテリの少なくとも一部とが平面視で重なって近接配設されている気体燃料タンクとバッテリの車両搭載構造において、上記バッテリの長軸は上記気体燃料タンクの短軸より長く形成されているものであって、上記気体燃料タンクの長軸と上記バッテリの長軸とが互いに略直交するよう重ねて上記気体燃料タンクと上記バッテリとが配設されるものである。
【０００５】
第一の構成によれば、上記気体燃料タンクの長軸と上記バッテリの長軸を略直交するよう重ねて配設することで、平面視で気体燃料タンクの長軸とバッテリの長軸とが略平行して重なっている場合に比べて気体燃料タンクとバッテリとが近接している領域を減らすことができるので、上記気体燃料タンクの温度上昇の影響による上記バッテリの温度上昇を抑制できる。
【０００６】
本発明に関わる第二の構成は、記気体燃料タンクは、該気体燃料タンクの中央付近の断熱性が端部に比べ高くなるよう構成されているものであって、上記気体燃料タンクと上記バッテリとが上記気体燃料タンクの中央付近で略直交するよう重ねて配設されるものである。
【０００７】
通常、気体燃料タンクは、気体燃料の供給時に応力がかかるため、気体燃料タンク外周には補強材が巻かれ、特に、中央付近に応力がかかるため、タンク中央付近における補強材が厚く構成されている。補強材は断熱材の効果も有しており、そのため気体燃料タンクの中央付近での温度上昇は端部に比べて小さくなっている。第二の構成によれば、上記気体燃料タンクと上記バッテリを断熱性が高い気体燃料タンクの中央付近で重ねることで、気体燃料タンクの温度上昇が小さい箇所と上記バッテリとを近接させることができ、上記気体燃料タンクの温度上昇の影響による上記バッテリの温度上昇を抑制できる。
【０００８】
本発明に関わる第三の構成は、  上記電気装置は、上記バッテリと車両の前後方向に離間するよう配設される一方、上記バッテリは車両前後方向に長軸を向けて配設され、かつ、上記電気装置と配線を介して接続される端子が電気装置側に配設されるとともに、
上記気体燃料タンクは、車幅方向に長軸を向けて配設され、かつ、車外からの気体燃料の供給口と配管を介して接続される接続口を備え、気体燃料の供給口が車両の車幅方向のどちらか一方側に配設されており、上記気体燃料タンクの接続口を気体燃料の供給口側に配設されるものである。
【０００９】
ここで、通常バッテリは、駆動用モータと端子を介して電気配線で接続されており、電気配線を短くし、電気抵抗を小さくする要求がある。一方、気体燃料タンクの接続口も車外の供給口とは配管で接続されるので、バッテリと同様に配管のコンパクト化が要求されている。第三の構成によれば、上記バッテリの端子を電気装置側に配設することで、上記バッテリと上記電気装置の電気配線の距離が短くなり、その分抵抗が小さくなるので効率よく電力を供給できる。また、上記気体燃料タンクの接続口を気体燃料供給口側に配設することで、気体燃料の配管が短くなり燃料配管をコンパクトに配設できる。したがって、バッテリの電気配線、気体燃料の配管をコンパクトに配設しつつ、上記気体燃料タンクの温度上昇の影響による上記バッテリの温度上昇を抑制するレイアウトを実現できる。
【００１０】
本発明に関わる第四の構成は、上記バッテリは、上記バッテリ内を冷却する冷却風を導入する導入口を備え、上記導入口を平面視で上記気体燃料タンクと上記バッテリとが略直交して重なった位置に配設されるものである。
【００１１】
第四の構成によれば、上記バッテリの上記気体燃料タンクと近接し温度上昇の影響を強く受ける位置から冷却風を導入することで、最初に温度が低い状態の冷却風を温度上昇の大きい位置に送風でき、効率よく上記バッテリを冷却することができ、上記気体燃料タンクの温度上昇の影響による上記バッテリの温度上昇を抑制できる。
【００１２】
本発明に関わる第五の構成は、上記バッテリは、バッテリケースの中にコントロールユニットと蓄電部が収納されているものであって、平面視で上記気体燃料タンクと上記バッテリとが略直交して重なった位置にコントロールユニットを配設されるものである。
【００１３】
第五の構成によれば、上記バッテリの上記気体燃料タンクに近接した温度上昇の影響を強く受ける位置に、高温状態の影響を受けにくいコントロールユニットを配設し、高温状態の影響を受けやすい蓄電部を遠ざけることで、上記気体燃料タンクの温度上昇の影響による上記バッテリの温度上昇を抑制できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、気体燃料タンクとバッテリとが近接配置されたレイアウトにおいて、バッテリが受ける気体燃料タンクの温度上昇の影響を低減し、バッテリの劣化や効率悪化を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【実施例】
【００１６】
以下図1、図2に基づいて実施例1について説明する。
図1は、本発明の実施の一形態に係るシリーズ方式のハイブリッド車両の概略構成を示す平面図である。図2は、図1の気体燃料タンク付近を矢印A方向から見た側面図を示す。図中、1はエンジン、2は発電機、3は駆動用モータ（電気装置）である。エンジン1、発電機2駆動用モータ3は、車室前方に形成されるエンジンルーム内に配設されている。車室後方に形成されるトランクルーム内には、気体燃料タンク7とバッテリ5とが配設されている。
【００１７】
本実施例のエンジン1は、例えば水素ロータリーエンジンで、その出力軸が発電機2の回転軸に接続されていて、発電機2を駆動するようになっている。発電機2は、エンジン1によって駆動され発電し、発電した電力はインバータ12によって直流電力を交流電力に変換され、駆動用モータ3へ発電電力を供給、または、バッテリ5を充電する。また、エンジン1の始動時にはクランキングを行う。
【００１８】
本実施例の駆動用モータ3は、発電機2の発電電力およびバッテリ5の蓄電電力の少なくとも一方によって駆動されて、車両の前輪を駆動するようになっている。駆動用モータ3は通常発電機2からの発電電力で走行しているが、例えば運転手の要求駆動力が増大した場合などにバッテリ5の蓄電電力を使用する。
【００１９】
気体燃料タンク7は水素の給排を行う接続口9を有しており、その接続口9が、車両側面に設けられた水素の供給口13と同側を向くように気体燃料タンク7が配置されている、そして燃料供給経路19を介してエンジン1に接続されており、気体燃料タンク7内の水素は接続口9から燃料供給経路19を経てレギュレータ10で減圧（例えば5MPa）されエンジン1の水素インジェクタ（不図示）へと供給される。また、接続口9と気体燃料の供給口13とは気体燃料配管11を介して接続されている。つまり、気体燃料の補給は供給口13、気体燃料配管11、接続口9を経て行われる。
【００２０】
次に、気体燃料タンク7とバッテリ5との配置について説明する。気体燃料タンク7は、その長軸が車幅方向に延びるように配設されている。また、バッテリ5は、気体燃料タンク7の下方側に配設されるとともに、気体燃料タンク7の長軸と略直交するようその長軸が車両前後方向に延びるように配設されている。この時、気体燃料タンク7の中央付近で気体燃料タンク7とバッテリ5とが略直交して重なって近接配設されている。このように気体燃料タンク7の長軸とバッテリ5の長軸とを略直交させることで、気体燃料タンク7とバッテリ5とが近接する領域（図1中斜線部）が小さくなるので、気体燃料タンク7の温度上昇による影響を抑制できることになる。
【００２１】
本実施例の気体燃料タンク7は、その内部に高圧圧縮（例えば35MPa）した水素が貯蔵されており、高圧圧縮状態の水素の応力が気体燃料タンクの中央部で特に強く働くため、気体燃料タンク7の補強材（不図示）は中央部が厚く構成されている。補強材は断熱材としての効果をも有しているため、中央部の断熱性は端部の断熱性と比べて高くなっており、気体燃料の補給時には中央部は端部などに比べて温度が上昇しにくくなっている。気体燃料タンク7とバッテリ5を断熱性が高い気体燃料タンクの中央付近で重ねることで、気体燃料タンク7の温度上昇が小さい箇所とバッテリとを近接させることができ、気体燃料タンク7の温度上昇の影響によるバッテリ5の温度上昇を更に効果的に抑制できる。また、気体燃料タンク7の接続口9と供給口13とは同側に設けられているので、気体燃料の配管をコンパクトにすることができる。
【００２２】
本実施形態のバッテリ5は、発電機2の出力により充電されるとともに、駆動用モータ3に電力を供給するもので、バッテリ5と発電機2とは配線を介して接続されている。バッテリ5は駆動用モータ3と接続する端子15を有しており、バッテリ5の車両前方側に設けられている。その端子15とエンジンルーム内に配設された駆動用モータ3とが電気配線17を介して接続されている。バッテリ5をその長軸が車両前後方向に延びるように配設されかつ、端子15を車両前方側に設けることで駆動用モータ3との電気配線17が短くなり、電気抵抗を小さくし効率よく電力を供給できる。
【００２３】
以下図3乃至図5に基づいて実施例2について説明する。
図3は前述した図1同様の本発明の一形態に係る車両の概略構成を示す平面図であり、前記実施形態と同一構成要素には同一符号を付してその重複した説明は省略する。図3、では気体燃料タンクを一点鎖線で表し、図中斜線部は気体燃料タンク7とバッテリ5とが平面視で重なっている領域を示している。図4は、図3の気体燃料タンク付近を矢印B方向から見た側面図を示す。図4中斜線部の上面中央が気体燃料タンク7とバッテリ5とが最も近接していることが明示されている。本実施形態のバッテリ5には、冷却装置21が付設されている。冷却装置21はバッテリ5内に冷却風を送り込み冷却するものである。バッテリ5と冷却装置21との組立体については後述する。
【００２４】
図5は、前述した実施形態に用いられるバッテリ5と冷却装置21との組立体の一例を示すものである。図中斜線部は、図3、図4同様気体燃料タンク7とバッテリ5とが平面視で重なっている領域である。バッテリ5は、バッテリケース33の中にコントロールユニット29と蓄電部31が収納されている構造となっている。コントールユニット29は本実施形態では図3に示すようにバッテリ5の車両前方側に設けられており、例えば、冷却装置21の制御などを行っている。蓄電部31は、並べられた複数個のバッテリセル27で構成されている。
【００２５】
本実施形態の冷却装置21は冷却ファン23によって送風が行われるものであり、バッテリ5内への導入口25は平面視で上記バッテリと上記気体燃料タンク7とが重なっている位置（図中斜線部）に配設されている。バッテリ5内に導入された冷却風はバッテリ5内部を冷却し導出口35を通りバッテリ5の外へ出る。冷却ファン23から送られる冷却風はまず導入口25を通ってバッテリ5内部を冷却するので、気体燃料タンク7と近接している導入口25での温度が一番低い状態であり、温度の低い状態の冷却風で気体燃料タンク7の影響を受けやすい部分（図中斜線部）を重点的に冷却するようになるので、効率よくバッテリ5を冷却することができる。
【００２６】
次に、図6に基づいて実施例3について説明する。図6は、バッテリ5と冷却装置21との組立体の図5とは異なる一例を示すものである。前記実施形態と同一構成要素には同一符号を付してその重複した説明は省略する。図中斜線部は、図4、図5同様気体燃料タンク7とバッテリ5とが平面視で重なっている領域である。
【００２７】
本実施形態のバッテリ5は、図5の形態と同様にバッテリケース33の中にコントロールユニット29と蓄電部31が収納されている構造となっている。コントールユニット29は図4中で気体燃料タンク7の長軸とバッテリ5の長軸とが重なっている位置（図中斜線部）に配置されており、コントロールユニット29の両側にそれぞれ複数個のバッテリセル27から構成される蓄電部31が設けられている。本実施形態では、コントロールユニット29を気体燃料タンク7と近接する位置に配置しているので、蓄電部31は気体燃料タンク7から遠ざかることになり、蓄電部31は気体燃料タンク7の温度上昇の影響を受けにくくなる。通常、コントールユニット29は蓄電部31よりも高温状態での影響を受けにくく、蓄電部31は温度の影響を受やすく蓄電部の温度が上がると充放電の効率が低下するので、蓄電部31を気体燃料タンク7に近接した位置に設けている場合よりも、気体燃料タンク7の温度上昇に起因するバッテリ5の劣化、効率悪化を抑制できる。
【００２８】
尚、前述の実施形態では気体燃料タンク7を上側にバッテリ5を下側に配置する例を示したが、例えば、図7のようにバッテリ5と気体燃料タンク7の上下を入れ替え、バッテリ5を気体燃料タンク7の上部に重ねた構造を用いた場合にも適用できる。また、前述の実施形態では、車室前方にエンジン1と駆動用モータ3を配設し、車室後方に気体燃料タンク7とバッテリ5とを配設する例を示したが、エンジン1、駆動用モータ3とバッテリ5、気体燃料タンク7の位置を前後入れ替え、車室前方に気体燃料タンク7とバッテリ5とを配設し、車室後方にエンジン1と駆動用モータ3を配設した場合も同様に適用できる。また、蓄電装置としてバッテリを用いた場合を例にしたがその他の充放電可能な蓄電装置（キャパシタ）を用いた場合にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例1に係る車両の概略構成を示す平面図
【図２】図1の気体燃料タンクの周辺を矢印A方向から見た側面図
【図３】実施例2に係る車両の概略構成を示す平面図
【図４】図3の気体燃料タンクの周辺を矢印B方向から見た側面図
【図５】実施例2に係るバッテリと冷却装置の関係を示す平面図
【図６】実施例3に係るバッテリと冷却装置の関係を示す平面図
【図７】気体燃料タンクとバッテリの位置を変更した実施形態を示す平面図
【符号の説明】
【００３０】
１・・・エンジン
２・・・発電機
３・・・駆動用モータ（電気装置）
５・・・バッテリ
７・・・気体燃料タンク
９・・・接続口
１５・・・端子
２１・・・冷却装置
２３・・・冷却ファン
２７・・・バッテリセル
２９・・・コントロールユニット
３１・・・蓄電部
【図１】
2008247320.tif 000003
【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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