(57)【要約】【課題】部品点数を削減しつつフロアパネル上にバッテリパックを搭載する。【解決手段】バッテリパック搭載構造は、フロアパネル１５００上に配置されるバッテリパックの搭載構造であって、バッテリパック３０００は、リヤクロスメンバと一体的に構成したバッテリ保護カバー２０００内に載置される。バッテリ保護カバー２０００は、予め定められた接合強度以上で、従来のリヤクロスメンバの取付位置よりも高い位置で、右ホイールハウス４０００および左ホイールハウス４００２と接合される。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロアパネル上に配置された車両用電気機器の搭載構造であって、前記電気機器は保護カバー内に載置され、
前記保護カバーをクロスメンバと一体的に構成した、車両用電気機器の搭載構造。
【請求項２】
前記クロスメンバは、リヤクロスメンバである、請求項１に記載の車両用電気機器の搭載構造。
【請求項３】
前記保護カバーは、左右のホイールハウスを連結できる長さを有し、前記保護カバーの両端部において左右のホイールハウスと接合される、請求項２に記載の車両用電気機器の搭載構造。
【請求項４】
前記保護カバーは、前記両端部において、予め定められた接合強度になるように、左右のホイールハウスと接合される、請求項３に記載の車両用電気機器の搭載構造。
【請求項５】
前記保護カバーは、予め定められた強度である断面構造を有する、請求項２〜４のいずれかに記載の車両用電気機器の搭載構造。
【請求項６】
前記保護カバーは、リヤクロスメンバよりも高さ方向の寸法が大きい断面構造を有する、請求項２〜５のいずれかに記載の車両用電気機器の搭載構造。
【請求項７】
前記電気機器は、バッテリパックである、請求項１〜６のいずれかに記載の車両用電気機器の搭載構造。
【請求項８】
前記電気機器は、燃料電池である、請求項１〜６のいずれかに記載の車両用電気機器の搭載構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載される電気機器に関し、特に、バッテリパック、燃料電池などの電気機器の配置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃費向上、排気ガスのクリーン化を目的として、電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池自動車などの新しい駆動機構を有する車両の開発が進められている。このような車両においては、内燃機関のみを車両の駆動源としていた従来の車両に搭載されていなかった電気機器を搭載しなければならない。車両においては、車室空間および荷室空間の有効的利用、衝突時の安全性確保の点などから、新しい駆動機構を有する車両における電気機器（たとえば、駆動用モータに電力を供給する二次電池や燃料電池）の搭載位置を決定する必要がある。
【０００３】
特開２０００−３５１３２９公報（特許文献１）は、このような電気自動車を開示する。特許文献１に開示された電気自動車は、電気二重層キャパシタに充電された電荷を電動機等の電力機器の駆動用電力として利用する大容量電気二重層キャパシタを電源とするフレームを有しない電気自動車において、底部に車体と一体化して設けられて車体底部の強度を補強するとともに、少なくとも車体の床板と組合わされて閉じられた箱体を形成する箱状の電気二重層キャパシタ用保護ケースを配置し、この電気二重層キャパシタ用保護ケース内に、電気二重層キャパシタと、キャパシタ間配線と、外部装置への接続コネクタとを配設したものである。
【０００４】
特許文献１に開示された電気自動車によると、車体底部に車体と一体化して設けられた電気二重層キャパシタ用保護ケースが車体強度を高める補強材として機能する。また、この保護ケースは、積載部分を構成するための床板と組合わされて閉じられた箱体を形成し、この中に電気二重層キャパシタと、キャパシタ間配線および外部装置への接続コネクタとが配設されている。よって、電気二重層キャパシタ等の駆動電源系をペイロード部分の容積（自由空間容積）を犠牲にすることなく収容できるとともに、保護ケースは閉じられた箱体となっているので、保護ケース内に埃や泥などの侵入がなく、内部の駆動電源系が保護される。また、閉じられた箱体であるので、車体の上方向のみならず横方向や捻じり等の応力に対する補強効果に優れる。このように、この電気自動車によると、補強材を新たに配することなくして車体の補強を図ることができ、またデッドスペースを有効に活用できる。よって、車体構造の簡素化と軽量化と、人または貨物の積載部分の拡大が同時に実現でき、特にモノコック構造を採用した自動車において補強効果、積載部分の拡大効果が顕著に発揮される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３５１３２９公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された電気自動車のボディはモノコック構造であって、そのような構造である自動車に対して、電気機器の１つである電気二重層キャパシタを搭載すると、上述した効果を特に発現するに過ぎない。
【０００７】
一方、このようなモノコック構造に特定されない、従来のハイブリッド自動車における、電気機器の１つであるバッテリの搭載状態について説明する。
【０００８】
図５および図６に示すように、従来のハイブリッド車両においては、リヤシート１１２１の後側に、バッテリ３００１が、バッテリ保護カバー２００３とともに設けられる。車両には、右ホイールハウスおよび左ホイールハウスを連結したり、サイドメンバに組合わせられるリヤクロスメンバ２００１が車両の剛性を高めるために設けられる。
【０００９】
そのため、リヤクロスメンバ２００１を避けてバッテリ３００１を配置する必要があるので、リヤクロスメンバ２００１のさらに車両の後側にバッテリ３００１が配置され、荷室のスペースが狭くなる。また、このように車両の後側にバッテリ３００１を搭載すると、この車両１０００が後突された場合にバッテリ３００１に対する衝撃が大きいことになる。
【００１０】
また、図７に示すように、リヤクロスメンバ２００１を車両のフロアパネルの下方に設置して、図５および図６に示したバッテリ３００１の位置よりも車両の前側にバッテリ３００１をバッテリ保護カバー２００３とともに設置することもできる。この場合、バッテリ保護カバー２００３を固定するために、右ホイールハウスおよび左ホイールハウスとバッテリ保護カバー２００３とが、左右それぞれ１ヶ所ずつで接合される。
【００１１】
このように、図５および図６に示す従来のバッテリ搭載構造では、荷室における空間の有効的な利用ができない。図７に示す従来のバッテリ搭載構造では、バッテリを保護するためのバッテリ保護カバーと、車両の剛性を高めるリヤクロスメンバとは、その機能が異なるため、それぞれ設ける必要がある。この点で、車両を構成する部品点数の削減、車両の軽量化等に反する。
【００１２】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、部品点数を削減しつつ、フロアパネルの上に電気機器を搭載するための車両用電気機器の搭載構造を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る搭載構造は、フロアパネル上に配置された車両用電気機器の搭載構造である。電気機器は保護カバー内に載置され、保護カバーをクロスメンバと一体的に構成した搭載構造である。
【００１４】
第１の発明によると、車両のフロアパネル上に搭載されるバッテリパックや燃料電池のような電気機器の保護カバーをクロスメンバ（たとえばリヤクロスメンバ）と一体的に構成したので、保護カバーとクロスメンバとが別体の場合に比べて、以下の長所が発生する。第１に、クロスメンバとの干渉を考慮しないで、電気機器の配置を設計できる。特に、車両の少しでも前側に電気機器を配置して車両の後突から受ける衝撃を減じることができる。第２に、荷室における車両の前側に電気機器を配置できるので、荷室における空間の有効的利用を図ることができる。第３に、保護カバーとクロスメンバとが一体化されているので部品点数を削減でき、車両の軽量化を図ることができる。このように、部品点数を削減しつつ、フロアパネルの上に電気機器を搭載するための車両用電気機器の搭載構造を提供することができる。
【００１５】
第２の発明に係る搭載構造においては、第１の発明の構成に加えて、クロスメンバは、リヤクロスメンバである。
【００１６】
第２の発明によると、リヤクロスメンバの位置を考慮しないで電気機器を配置できるので、荷室における空間の有効的利用を図ることができる。また、従来よりも荷室内の前側に電気機器を配置できるので、後突時の電気機器が受ける衝撃を減じることができる。
【００１７】
第３の発明に係る搭載構造においては、第２の発明の構成に加えて、保護カバーは、左右のホイールハウスを連結できる長さを有し、保護カバーの両端部において左右のホイールハウスと接合される。
【００１８】
第３の発明によると、保護カバーの断面形状は、リヤクロスメンバと同じく矩形形状または略矩形形状であって、保護カバーの両端部において左右のホイールハウスと接合されるので、このような形状および接合により、リヤクロスメンバとして機能させることができる。
【００１９】
第４の発明に係る搭載構造においては、第３の発明の構成に加えて、保護カバーは、両端部において、予め定められた接合強度になるように、左右のホイールハウスと接合される。
【００２０】
第４の発明によると、保護カバーを、予め定められた接合強度になるように、多数の接合部材（ボルト等）により左右のホイールハウスと接合するので、保護カバーを強度的に十分なリヤクロスメンバとして機能させることができる。
【００２１】
第５の発明に係る搭載構造においては、第２〜４のいずれかの発明の構成に加えて、保護カバーは、予め定められた強度である断面構造を有する。
【００２２】
第５の発明によると、保護カバーの断面形状を予め定められた強度になるように設計するので、保護カバーを強度的に十分なリヤクロスメンバとして機能させることができる。
【００２３】
第６の発明に係る搭載構造においては、第２〜５のいずれかの発明の構成に加えて、保護カバーは、リヤクロスメンバよりも高さ方向の寸法が大きい断面構造を有する。
【００２４】
第６の発明によると、バッテリパックや燃料電池を収納する保護カバーの高さは、バッテリパックや燃料電池の高さよりも必然的に高くなる。このような保護カバーの高さは、リヤクロスメンバの高さよりも高い。保護カバーの高さが高く、ホイールハウスの高い位置で、保護カバーが左右のホイールハウスと接合される。サスペンションの取付位置は、ホイールハウスの高い位置であるので、その取付位置により近い位置に、リヤクロスメンバの機能を有する保護カバーが接合される。このため、リヤクロスメンバの接合位置とサスペンションの取付位置とを近づけることができるので、サスペンションの取付剛性を高めることができる。
【００２５】
第７の発明に係る搭載構造においては、第１〜６のいずれかの発明の構成に加えて、電気機器は、バッテリパックである。
【００２６】
第７の発明によると、電気自動車やハイブリッド自動車にバッテリパックを搭載する際に、荷室における空間の有効的利用を図ることができるとともに、後突時のバッテリパックが受ける衝撃を減じることができる。
【００２７】
第８の発明に係る搭載構造においては、第１〜６のいずれかの発明の構成に加えて、電気機器は、燃料電池である。
【００２８】
第８の発明によると、燃料電池自動車に燃料電池を搭載する際に、荷室における空間の有効的利用を図ることができるとともに、後突時の燃料電池が受ける衝撃を減じることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００３０】
図１および図２を参照して、本発明の実施の形態に係るバッテリパック搭載構造が採用されて、バッテリパックが搭載される車両１０００について説明する。図１に、その車両１０００の上面図を、図２に、その車両１０００の側面図を示す。
【００３１】
図１および図２に示すように、この車両１０００のリヤシート１１００、１１１０、１１２０のさらに車両の後側にバッテリパック３０００が配置される。このバッテリパック３０００とともに、リヤクロスメンバを兼ねるバッテリ保護カバー２０００が設けられる。図２に示すように、バッテリパック３０００およびバッテリ保護カバー２０００の車両１０００における前後方向の位置は、後輪の車軸中心付近である。
【００３２】
なお、以下の説明においては、バッテリ保護カバー２０００と一体的に構成されるクロスメンバをリヤクロスメンバとして説明するが、本発明はこれに限定されない。リヤクロスメンバ以外のクロスメンバであってもよい。
【００３３】
また、以下の説明においては、車両に搭載される電気機器をバッテリパックとして説明するが、本発明はこれに限定されない。たとえば、バッテリパックではなく燃料電池であってもよい。バッテリパックを構成する電池の種類は特に限定されず、鉛蓄電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などであってよい。
【００３４】
図３を参照して、本発明の実施の形態に係るバッテリパック搭載構造の詳細について説明する。
【００３５】
図３に示すように、バッテリパック３０００は、バッテリパック３０００を覆い隠すように設けられるバッテリ保護カバー２０００の内部に収納される。バッテリ保護カバー２０００は、右ホイールハウス４０００および左ホイールハウス４００２に接合される。バッテリ保護カバー２０００は、バッテリ保護カバー上面２０１０とバッテリ保護カバー側面２０２０とにより構成される。なお、図３において紙面の左側が車両前側である。
【００３６】
バッテリ保護カバー２０００のバッテリ保護カバー側面２０２０には、下面取付ステー２０３０が設けられる。下面取付ステー２０３０は、たとえば、バッテリ保護カバー側面２０２０の端部を略９０度折り曲げることにより形成される。下面取付ステー２０３０には、予め定められた取付強度を有するための複数のボルト取付穴が設けられる。このボルト取付穴を用いて、ボルト２０３２が取付けられ、バッテリ保護カバー２０００は、フロアパネル１５００と接合される。
【００３７】
バッテリ保護カバー２０００のバッテリ保護カバー上面２０１０には、ホイールハウス上面取付ステー２０４０が、たとえば溶接により設けられる。このホイールハウス上面取付ステー２０４０にも、予め定められた取付強度を有するための複数のボルト取付穴が設けられる。このボルト取付穴を用いて、ボルト２０４２が取付けられ、バッテリ保護カバー２０００は、右ホイールハウス４０００および左ホイールハウス４００２と接合される。
【００３８】
バッテリ保護カバー２０００のバッテリ保護カバー側面２０２０の右ホイールハウス４０００および左ホイールハウス４００２側には、ホイールハウス側面取付ステー２０５０が、たとえば溶接により設けられる。ホイールハウス側面取付ステー２０５０には、バッテリ保護カバー３０００を予め定められた取付強度を有するための複数のボルト取付穴が設けられる。このボルト取付穴を用いて、ボルト２０５２が取付けられ、バッテリ保護カバー２０００は、右ホイールハウス４０００および左ホイールハウス４００２と接合される。
【００３９】
このように、バッテリ保護カバー２０００は、従来のバッテリ保護カバー２００３の取付構造と全く異なる取付構造を有する。このようにバッテリ保護カバー２０００が右ホイールハウス４０００および左ホイールハウス４００２と予め定められた取付強度を満足するように接合され、これによりリヤクロスメンバとしての機能を発現する。
【００４０】
図３および図４を参照して、バッテリ保護カバー２０００の取付位置と、右ホイールハウス４０００および左ホイールハウス４００２におけるサスペンションタワー取付位置との関係について説明する。
【００４１】
図３および図４に示すように、従来のリヤクロスメンバ２００１の取付位置（図５参照）よりも、本実施の形態に係るバッテリパック搭載構造に係るバッテリ保護カバー２０００の取付位置の方が高い位置である。
【００４２】
すなわち、バッテリパック３０００は、ある程度高さ方向の寸法を有するため、そのバッテリ保護カバー２０００は、バッテリパック３０００の高さよりも高い形状を有する。そのため、バッテリ保護カバー２０００が右ホイールハウス４０００および左ホイールハウス４００２と取付けられる高さ方向の位置は、従来のリヤクロスメンバよりも、右サスペンションタワー取付位置４１００および左サスペンションタワー取付位置４１０２に近づく。そのため、サスペンションの取付剛性を高めることができる。
【００４３】
図３および図４に示すバッテリ保護カバー２０００は、従来のリヤクロスメンバ２００１と寸法が異なるが、同じリヤクロスメンバとしての機能を発現するための寸法を有する。
【００４４】
すなわち、バッテリ保護カバー２０００の幅、高さおよび板厚は、従来のリヤクロスメンバ２００１の機能を十分に満足するように設計される。たとえば、バッテリ保護カバー２０００の幅は、右ホイールハウス４０００および左ホイールハウス４００２との間の長さになるように設計される。また、バッテリ保護カバー２０００は、従来のリヤクロスメンバ２００１よりも断面形状が大きくなるので、同じ剛性を有するように、たとえば板厚が変更される。
【００４５】
以上のようにして、本発明の実施の形態に係るバッテリパック搭載構造によると、バッテリパックの保護カバーとリヤクロスメンバとを一体的に構成した。そのため、リヤクロスメンバとの干渉を考慮しないでバッテリパックの配置を設計でき、特に車両の前側にバッテリパックを配置して車両の後突から受ける衝撃を減じることができる。また、従来よりも、電気機器を荷室内における車両の前側に配置できるので荷室における空間の有効的利用を図ることができる。さらに、バッテリ保護カバーとリヤクロスメンバとが一体化されているので部品点数を削減することができる。さらに、従来のリヤクロスメンバよりも高さ方向の寸法が大きく、バッテリ保護カバーとホイールハウスとの取付位置が、従来のリヤクロスメンバよりも高い位置になり、サスペンションタワー取付位置と近くなる。そのため、サスペンションの取付剛性をさらに高めることができる。
【００４６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る搭載構造を採用してバッテリパックが搭載される車両の上面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る搭載構造を採用してバッテリパックが搭載される車両の側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るバッテリパック搭載構造の詳細図（その１）である。
【図４】本発明の実施の形態に係るバッテリパック搭載構造の詳細図（その２）である。
【図５】従来のバッテリパック搭載構造の詳細図（その１）である。
【図６】従来のバッテリパック搭載構造の詳細図（その２）である。
【図７】従来のバッテリパック搭載構造の詳細図（その３）である。
【符号の説明】
１０００  車両、１１００  右リヤシート、１１１０  中央リヤシート、１１２０，１１２１  左リヤシート、２０００，２００３  バッテリ保護カバー、２００１  リヤクロスメンバ、２０１０  バッテリ保護カバー上面、２０２０  バッテリ保護カバー側面、２０３０  下面取付ステー、２０３２  下面取付ボルト、２０４０  ホイールハウス上面取付ステー、２０４２  ホイールハウス上面取付ボルト、２０５０  ホイールハウス側面取付ステー、２０５２  ホイールハウス側面取付ボルト、３０００，３００１  バッテリパック、４０００  右ホイールハウス、４００２  左ホイールハウス、４１００  右サスペンションタワー取付位置、４１０２  左サスペンションタワー取付位置。
【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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【図７】
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