(57)【要約】【課題】電池の組み込みおよび取り出しが容易で、かつ電池をスペース効率よく床下に収納できるフラットな車体の床構造を構築するとともに、動力線を合理的に配線することができる電気自動車の車体構造を提供する。【解決手段】複数のインホイールモータ１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂに電力を供給する電池を車体の床部に収納するようにした電気自動車の車体構造において、前部車輪１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂを架装する前部車輪フレーム部７と後部車輪３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂを架装する後部車輪フレーム部８とを、断面中空で略方形の背骨部材９で連結し、前記背骨部材９の左右それぞれの側面に、内部に電池を収納する電池収納用中空フレーム９１ａ，９１ｂを複数個、前記背骨部材９の長尺方向に対して直角に並設するようにした。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のインホイールモータに電力を供給する電池を車体の床部に収納するようにした電気自動車の車体構造において、
前部車輪を架装する前部車輪フレーム部と後部車輪を架装する後部車輪フレーム部とを、断面中空で略方形の背骨部材で連結し、前記背骨部材の左右それぞれの側面に、内部に電池を収納する電池収納用中空フレームを複数個、前記背骨部材の長尺方向に対して直角に並設するようにしたことを特徴とする電気自動車の車体構造。
【請求項２】
請求項１記載の電気自動車の車体構造において、前記インホイールモータに隣接して前記前部車輪フレーム部又は後部車輪フレーム部に前記インホイールモータ用のインバータを配置し、前記電池から前記インバータヘの動力線を前記背骨部材の断面中空部を通すようにしたことを特徴とする電気自動車の車体構造。
【請求項３】
請求項１記載の電気自動車の車体構造において、前記インホイールモータ及び前記電池を２系統に分割し、一方の系統の電池を前記背骨部材の一方側に設置した前記中空フレームに収納し、他方の系統の電池を他方側に設置した中空フレームに収納することを特徴とする電気自動車の車体構造。
【請求項４】
請求項２記載の電気自動車の車体構造において、前記前部車輪フレーム部又は後部車輪フレーム部を前記電池収納用中空フレームとほぼ同一高さの枠体構造とし、その枠内に前記インバータを配置することを特徴とする電気自動車の車体構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車の車体構造に係り、特にその車体の床部分の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車の場合、多数の電池を車体に搭載する必要があり、本願発明者らは、電池を車体の床部に合理的に収容する構造として、バッテリ・ビルトイン・フレーム方式を特開平１０−２７８５９６号で提案している。
【０００３】
上記した従来のバッテリ・ビルトイン・フレーム方式は、内部に電池を収納する断面長方形の中空フレームを車両の前後方向に複数個並列に配置して車体の床部を構成するものであり、電池を合理的に収容でき、かつ床面をフラットにできる利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のバッテリ・ビルトイン・フレーム方式では、長いフレーム内に多数の電池を一列に配置収納しているため、その列の電池の一個に故障を生じた場合に電池の交換作業に時間がかかり、また、動力線の引出し位置が前端又は後端に限定されるため、駆動モータの配置によっては、その電池の接続箇所から駆動モータへ電力を供給するための動力線が長くなり、かつ、配線が複雑になるという欠点があった。
【０００５】
本発明は、上記状況に鑑みて、電池の組み込みおよび取り出しが容易で、かつ電池をスペース効率よく床下に収納できるフラットな車体の床構造を構築するとともに、動力線を合理的に配線することができる電気自動車の車体構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記目的を達成するために、
〔１〕複数のインホイールモータに電力を供給する電池を車体の床部に収納するようにした電気自動車の車体構造において、前部車輪を架装する前部車輪フレーム部と後部車輪を架装する後部車輪フレーム部とを、断面中空で略方形の背骨部材で連結し、前記背骨部材の左右それぞれの側面に、内部に電池を収納する電池収納用中空フレームを複数個、前記背骨部材の長尺方向に対して直角に並設するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
〔２〕上記〔１〕記載の電気自動車の車体構造において、前記インホイールモータに隣接して前記前部車輪フレーム部又は後部車輪フレーム部に前記インホイールモータ用のインバータを配置し、前記電池から前記インバータヘの動力線を前記背骨部材の断面中空部を通すようにしたことを特徴とする。
【０００８】
〔３〕上記〔１〕記載の電気自動車の車体構造において、前記インホイールモータ及び前記電池を２系統に分割し、一方の系統の電池を前記背骨部材の一方側に設置した前記中空フレームに収納し、他方の系統の電池を他方側に設置した中空フレームに収納することを特徴とする。
【０００９】
〔４〕上記〔２〕記載の電気自動車の車体構造において、前記前部車輪フレーム部又は後部車輪フレーム部を前記電池収納用中空フレームとほぼ同一高さの枠体構造とし、その枠内に前記インバータを配置することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の第１実施例の８輪の電気自動車の車体構造を示す図であり、図１（Ａ）はその平面図、図１（Ｂ）はその側面図、図２はその電気自動車の車体構造の背骨部材及び中空フレームの部分斜視図である。
【００１２】
この実施例では、前部前輪１ａ，１ｂ、前部後輪２ａ，２ｂ、後部前輪３ａ，３ｂおよび後部後輪４ａ，４ｂを備え、それぞれの車輪に駆動用モータ（インホイールモータ）１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂおよび４１ａ，４１ｂを内蔵した８輪駆動の電気自動車の車台部６が示されている。
【００１３】
その車台部６の骨格は、前部車輪フレーム部７、後部車輪フレーム部８、両フレーム７，８間にあって両フレーム７，８を剛性的に連結する背骨部材９から構成されている。
【００１４】
前部車輪フレーム部７は溝形鋼などの構造用部材で構成されており、フレーム部材７２ａ，７２ｂには前部前輪１ａ，１ｂを懸架するサスペンション機構１２ａ，１２ｂおよび前部後輪２ａ，２ｂを懸架するサスペンション機構２２ａ，２２ｂが装着されている。７３ａ，７３ｂは、例えばＨ形鋼からなる補強部材で、背骨部材９と前部車輪フレーム部７の剛性を増すために設けられている。
【００１５】
また、後部車輪フレーム部８も溝形鋼などの構造用部材から構成され、フレーム部材８２ａ，８２ｂには後部前輪３ａ，３ｂを懸架するサスペンション機構３２ａ，３２ｂ、および後部後輪４ａ，４ｂを懸架するサスペンション機構４２ａ，４２ｂが装着されている。更に、８３ａ，８３ｂは、例えばＨ形鋼からなる補強部材で、背骨部材９と後部車輪フレーム部８の剛性を増すために設けられている。
【００１６】
背骨部材９は、図２に示すように、内部に断面形状が「ロの字形」の中空部９０を有する部材であり、その両側には、絞り出しなどで成形されたアルミ材の電池収納用中空フレーム９１ａ，９１ｂが複数個、背骨部材９に対して直角に溶接付けされている。そして、電池収納用中空フレーム９１ａ，９１ｂの中空部９２内には、グループ化された２次電池（図示なし）を収納できるようにしている。
【００１７】
また、９５，９６は電池収納用中空フレーム９１ａ，９１ｂの前後部強度を補強すると共に、前部車輪フレーム部７および後部車輪フレーム部８と背骨部材９との連結部の剛性を高める補強部材である。
【００１８】
図３は本発明の第１実施例の電気動力配線を示す図である。実際には、動力線は背骨部材９の中空部９０（図２参照）内に配置されるので上部からは見えないが、図３では、理解を容易にするため背骨部材９の上板部を透視した状態で図示している。
【００１９】
図３に示すように、２次電池は２系統に分けられており、第１系統の電池１００は電池収納用中空フレーム９１ｂの中空部９２内に収納され、第２系統の電池（図示なし）は電池収納用中空フレーム９１ａの中空部９２内に収納されている。第１系統の電池１００の出力は、第１系統の動力線１２０を介して、前部前輪のインバータ１３ａ，１３ｂおよび後部後輪のインバータ４３ａ，４３ｂに接続され、更にインバータ１３ａ，１３ｂから３相動力線１１３ａ，１１３ｂを介してそれぞれの駆動用モータ１１ａ，１１ｂに、また、インバータ４３ａ，４３ｂから３相動力線１４３ａ，１４３ｂを介してそれぞれの駆動用モータ４１ａ，４１ｂに接続されている。
【００２０】
同様に、第２系統の電池の出力は、第２系統の動力線１３０を介して前部後輪のインバータ２３ａ，２３ｂおよび後部前輪のインバータ３３ａ，３３ｂに接続され、更に前部後輪のインバータ２３ａ，２３ｂから３相動力線１２３ａ，１２３ｂを介してそれぞれの駆動用モータ２１ａ，２１ｂに、また、後部前輪のインバータ３３ａ，３３ｂから３相動力線１３３ａ，１３３ｂを介してそれぞれの駆動用モータ３１ａ，３１ｂに接続されている。
【００２１】
なお、ここで、前部車輪フレーム部７又は後部車輪フレーム部８は前記電池収納用中空フレーム９１ａ，９１ｂとほぼ同一高さの枠体構造とし、その枠内に上記インバータ１３ａ，１３ｂ，２３ａ，２３ｂ，３３ａ，３３ｂ，４３ａ，４３ｂを配置するようにしている。
【００２２】
第１系統および第２系統の動力線１２０，１３０は背骨部材９内の中空部９０内に配置されているため、側面衝突等により強い衝撃が加わった場合にも動力線１２０，１３０がダメージを受けることはない。また、背骨部材９に連結する前輪フレーム部７および後部車輪フレーム部８の動力線が通る部分をチャネル構造にすれば、更に安全性が高まる。
【００２３】
電池収納用中空フレーム９１ａ，９１ｂ内に収容される電池は、高電圧を得るため直列に接続する必要があり、各中空フレーム９１ａ，９１ｂ内で直列に接続すると共に隣接する中空部９２間で電池グループ間を外側については外側接続線１２１、中心側については内側接続線１２２で接続している。この際、内側接続線１２２を背骨部材９の中空部９０内に設け、電池グループを中空フレーム９１ａ，９１ｂの中空部９２内に挿入したとき、最内端の電池電極が自動的に内側接続線１２２に接続する自動接続端子を設けている。また、第１系統のマイナス電極１２３及びプラス電極１２４も、第１系統の動力線１２０に自動接続端子を用いて接続するようにしている。
【００２４】
なお、第１系統の動力線１２０および第２系統の動力線１３０のマイナス線は背骨部材９およびフレーム部７，８を利用するようにしてもよい。
【００２５】
図４は、図２に示した第１実施例とは断面形状の異なる第２実施例を示す電気自動車の車体構造の背骨部材及び中空フレームの部分斜視図である。
【００２６】
この図において、背骨部材２０９の断面はギリシャ数字ＩＩの形状をしており、内部に中空部２９０を形成している。この背骨部材２０９の場合、電池収納用中空フレーム２９１ａ，２９１ｂは上板部２１０と下板部２２０の間に挿入され、溶接などによって背骨部材２０９に固定されるので、衝撃に対して変形しやすい電池収納用中空フレーム２９１ａ，２９１ｂの強度を高めることができる。
【００２７】
上記したように、本発明によれば、電池の組み込みおよび取り出しが容易で、かつ電池をスペース効率よく床下に収納できるフラットな車体の床構造を構築するとともに、動力線を合理的に配線することができる。
【００２８】
また、動力線を合理的に配線することで、車の衝突など非常の場合においても、火災などの危険性の少ない車体の構造を提供することができる。
【００２９】
更に、電源を２系統に分離するのに適した電池収容構造を提供することができる。
【００３０】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００３１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
【００３２】
（Ａ）前部車輪フレーム部と後部車輪フレーム部を連結する背骨部材を設け、その両側に電池を収納する中空フレームを背骨部材の長尺方向に対して直角に固定しているので、中空フレーム内の電池の数を少なくすることができ、電池の組み込みおよび交換が容易である。また、電池を２系統に分けることにより、車の側面衝突などで一方側の電池が破損しても、他方のもう１系統を確保することができる。
【００３３】
（Ｂ）背骨部材の中空部を電池から駆動モータヘの動力線の配線スペースとして利用することにより、動力線の配線が容易になるのみならず、衝突等に対して動力線を保護することができ、感電、火災発生等の心配がない。
【００３４】
（Ｃ）中空フレームに収納された電池群間の接続線も背骨部材の中空部に収容し、その接続線と電池端子間を自動着脱機構とすることにより、電池の接続が極めて容易になる。
【００３５】
（Ｄ）背骨部材の中空部を動力線の配線スペースとすることにより、電池から各モータのインバータまでの動力線を最短に配線することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の８輪の電気自動車の車体構造を示す図である。
【図２】本発明の第１実施例の８輪の電気自動車の車体構造の背骨部材及び中空フレームの部分斜視図である。
【図３】本発明の第１実施例の電気動力配線を示す図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す電気自動車の車体構造の背骨部材及び中空フレームの部分斜視図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ　　前部前輪
２ａ，２ｂ　　前部後輪
３ａ，３ｂ　　後部前輪
４ａ，４ｂ　　後部後輪
６　　車台部
７　　前部車輪フレーム部
８　　後部車輪フレーム部
９，２０９　　背骨部材
１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂ　　駆動用モータ（インホイールモータ）
１２ａ，１２ｂ，２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂ，４２ａ，４２ｂ　　サスペンション機構
１３ａ，１３ｂ　　前部前輪のインバータ
２３ａ，２３ｂ　　前部後輪のインバータ
３３ａ，３３ｂ　　後部前輪のインバータ
４３ａ，４３ｂ　　後部後輪のインバータ
７２ａ，７２ｂ，８２ａ，８２ｂ　　フレーム部材
７３ａ，７３ｂ，８３ａ，８３ｂ，９５，９６　　補強部材
９０，９２，２９０　　中空部
９１ａ，９１ｂ，２９１ａ，２９１ｂ　　電池収納用中空フレーム
１００　　２次電池（第１の系統の電池）
１２０　　第１系統の動力線
１１３ａ，１１３ｂ，１２３ａ，１２３ｂ，１３３ａ，１３３ｂ，１４３ａ，１４３ｂ　　３相動力線
１２１　　外側接続線
１２２　　内側接続線
１２３　　マイナス電極
１２４　　プラス電極
１３０　　第２系統の動力線
２１０　　上板部
２２０　　下板部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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