JP2013112182A - ハイブリッド自動車の車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】プロペラシャフトを必要とする車両に一体型のバッテリパックを配設させることが可能なハイブリッド自動車の車体構造を提供することにある。
【解決手段】本発明に係るハイブリッド自動車１０の車体構造は、エンジン１１の動力と、バッテリモジュール１６から供給される電力によって駆動する駆動モータの動力と、を利用して駆動するものであって、車両上下方向におけるフロアパネル１４の下方側面に配置されるとともに、車両前後方向に延設して配置され、少なくとも後輪にエンジン１１の動力及び駆動モータの動力を伝達可能なプロペラシャフト１３と、フロアパネル１４の下方側面にプロペラシャフト１３を覆って配置され、少なくともバッテリモジュール１６を有する一体型のバッテリパック１５と、を備え、バッテリパック１５は、プロペラシャフト１３を収容する凹部２６を備えて構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド自動車の車体構造に関し、特に、車室外にバッテリパックを配設したハイブリッド自動車の車体構造に関する。

従来、ハイブリッド自動車の車体構造は、リアシートの裏側にバッテリパックを配設したものが一般的に知られている。このため、ハイブリッド自動車の車体構造では、リアシートにバッテリパックから放出される熱を伝達させないための遮蔽部材が必要とされていた。

このように、遮蔽部材を必要とする場合、ハイブリッド自動車の車体構造では、コスト高になってしまうという可能性がある。また、このようなハイブリッド自動車の車体構造では、バッテリパックから放出される熱により車室内の室温を上昇させてしまう可能性がある。

そこで、近年、ハイブリッド自動車の車体構造には、車室外にバッテリパックを配設することが求められている。例えば、特許文献１には、車両のフロアパネルの下面側にバッテリを設置した車体フロア構造が開示されている。

特開２０００−２４７２６１号公報

ここで、車両のフロアパネルの下面側にバッテリを設置した車両では、プロペラシャフトを必要とするＦＲ駆動方式の車両及び４ＷＤ駆動方式の車両の場合、バッテリパックの中央にプロペラシャフトが介在することとなり、車幅方向でプロペラシャフトを挟んで複数のバッテリパックを配設する必要がある。

このため、上記特許文献１では、プロペラシャフトを必要とする車両に適用した場合、各バッテリパックの温度にバラつきが生じてしまう可能性がある。

また、上記特許文献１では、各バッテリパックにジャンクションボックス、ＢＣＵ及びサービスプラグ等が必要になるため、コストを増大させてしまうという技術的課題がある。そして、上記特許文献１では、各バッテリパックにジャンクションボックス、ＢＣＵ及びサービスプラグ等が必要になるため、これらジャンクションボックス、ＢＣＵ及びサービスプラグ等を組み付けるための作業工程を増やしてしまうという技術的課題もある。

本発明の目的は、上記従来の実状に鑑みて、プロペラシャフトを必要とする車両に一体型のバッテリパックを配設させることが可能なハイブリッド自動車の車体構造を提供することにある。

このような課題を解決するために、本発明に係るハイブリッド自動車の車体構造は、内燃機関の動力と、２次電池から供給される電力によって駆動する駆動モータの動力と、を利用して駆動するものであって、車両上下方向におけるフロアパネルの下方側面に配置されるとともに、車両前後方向に延設して配置され、少なくとも後輪に上記内燃機関の動力及び駆動モータの動力を伝達可能なプロペラシャフトと、上記フロアパネルの下方側面に上記プロペラシャフトを覆って配置され、少なくとも上記２次電池を有する一体型のバッテリユニットと、を備え、上記バッテリユニットは、上記プロペラシャフトを収容する凹部を備えて構成されている。

好適には、上記解決手段に加えて、本発明に係るハイブリッド自動車の車体構造の上記凹部は、この凹部の上記プロペラシャフトに対向する対向面に断熱部材を備えて構成されている。

好適には、上記解決手段に加えて、本発明に係るハイブリッド自動車の車体構造の上記バッテリユニットは、車両上下方向における上記バッテリユニットの下方面を平滑に形成されている。

好適には、上記解決手段に加えて、本発明に係るハイブリッド自動車の車体構造の上記バッテリユニットは、車幅方向で、車両フレームに当接する当接面を備えて構成されている。

好適には、上記解決手段に加えて、本発明に係るハイブリッド自動車の車体構造の上記バッテリユニットは、このバッテリユニットの外周縁に上記フロアパネルに取り付けるための取り付け部を備えて構成されている。

好適には、上記解決手段に加えて、本発明に係るハイブリッド自動車の車体構造の上記凹部は、上記プロペラシャフトを受ける受け部として機能するよう構成されている。

好適には、上記解決手段に加えて、本発明に係るハイブリッド自動車の車体構造の上記バッテリユニットは、上記内燃機関のカバー部材に連結されて構成されている。

また、本発明に係るハイブリッド自動車は、内燃機関の動力と、２次電池から供給される電力によって駆動する駆動モータの動力と、を利用して駆動し、この車体構造は、フロアパネルを下方から上方に隆起させてなるフロアトンネルを持ち、上記フロアトンネルの下面に上記フロアトンネルを覆って配置され、少なくとも上記２次電池を有する一体型のバッテリユニットと、を備え、上記バッテリユニットは、上記フロアトンネル側に凹部を備えて構成されている。

本発明のハイブリッド自動車の車体構造によれば、プロペラシャフトを必要とする車両に一体型のバッテリパックを配設させることができる。

本発明の一実施の形態であるハイブリッド自動車の車体構造を模式的に示し、この車体構造の平面図である。 本発明の一実施の形態であるハイブリッド自動車の車体構造を模式的に示し、この車体構造の側方図である。 図１における線Ｉ−Ｉ´を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態のハイブリッド自動車の車体構造について、図１乃至図３を用いて説明する。図１は、本発明の一実施の形態であるハイブリッド自動車１０の車体構造を模式的に示し、この車体構造の平面図である。

また、図２は、本発明の一実施の形態であるハイブリッド自動車１０の車体構造を模式的に示し、この車体構造の側方図であり、図３は、図１における線Ｉ−Ｉ´を示す断面図である。

図１乃至図３に例示されるように、本実施の形態のハイブリッド自動車１０は、このハイブリッド自動車１０の進行方向における前方側にエンジン（内燃機関）１１を備えて構成されている。このエンジン１１には、図示しない電磁クラッチが接続されている。そして、電磁クラッチには、図示しない変速機が接続されている。

すなわち、ハイブリッド自動車１０は、変速機に電磁クラッチを介してエンジン１１からの駆動力を伝達している。この変速機は、無段変速機（例えば、ＣＶＴ等。）を用いて構成されている。そして、変速機には、図示しない前差動歯車が接続されている。

なお、本実施の形態の駆動力は、エンジンから供給されているが、エンジンに限らず、電力により稼動するモータなどの原動機から供給されるものであっても良い。また、駆動についても電磁クラッチに限らずの、通常のクラッチなど、他の伝達装置を介しても良い。更に変速機も無断変速機に限らず、マニュアルトランスミッションなど、他の変速機であっても良い。

この前差動歯車には、図示しない左右の前輪駆動軸が接続されている。すなわち、ハイブリッド自動車１０は、左右の前輪駆動軸に前差動歯車を介してエンジン１１の駆動力を伝達している。また、変速機の車両前後方向における後方側の端部には、トランスミッション１２が取り付けられている。

そして、トランスミッション１２には、プロペラシャフト１３が接続されている。このトランスミッション１２は、図示しないギアを備えて構成されている。そして、トランスミッション１２のギアが前差動歯車のリングギアに噛み合っているため、駆動力の一部がプロペラシャフト１３に伝達されている。

このプロペラシャフト１３は、車両上下方向におけるフロアパネル１４の下面側に車両前後方向に沿って延設されている。そして、プロペラシャフトの車両前後方向における後方側には、図示しない後差動歯車が接続されている。この後差動歯車には、図示しない左右の後輪駆動軸が接続されている。すなわち、駆動力の一部は、プロペラシャフト１３から後差動歯車を介して左右の後輪駆動軸に伝達されている。

また、車両上下方向におけるフロアパネル１４の下面側には、プロペラシャフト１３とともに、エンジン１１から発生する排ガスを排出するための排気管９が配設されている。このように、車両上下方向におけるフロアパネル１４の下面側には、上述したように、少なくともプロペラシャフト１３及び排気管９が配設されている。

本実施の形態において、ハイブリッド自動車１０の車体構造は、プロペラシャフト１３及び排気管９の他に、車両上下方向におけるフロアパネル１４の下面側にバッテリパック１５を備えて構成されている。

このバッテリパック１５は、バッテリモジュール１６、ＢＣＵ（バッテリコントロールユニット）１７、配線ケーブル１８、ジャンクションボックス１９及びサービスプラグ２０をまとめ、アッセンブリとしての役目を果たしている。

すなわち、本実施の形態のバッテリパック１５は、一体型で構成されている。ここで、ハイブリッド自動車１０の車体構造は、上述したように、フロアパネル１４の下面に車両前後方向に沿ってプロペラシャフト１３を備えて構成されている。

このため、従来のハイブリッド自動車の車体構造は、ＦＲ駆動方式及び４ＷＤ駆動方式の車両のフロアパネル１４の下面にバッテリパック１５を搭載する場合、車幅方向でプロペラシャフトを挟んで分けて構成されている。

これに対し、本実施の形態のハイブリッド自動車１０の車体構造は、上述したように、ＦＲ駆動方式及び４ＷＤ駆動方式のようなプロペラシャフト１３を必要とする車両に一体型のバッテリパック１５を搭載している。

具体的には、このバッテリパック１５は、車両前後方向で前方側、中央及び後方側に分けて前方側領域２１、中央領域２２及び後方側領域２３から構成されている。さらに、バッテリパックの中央領域２２は、この中央領域２２とともに、車幅方向で中央領域２２を挟んで右方側及び左方側に右方側領域２４及び左方側領域２５から構成されている。

すなわち、バッテリパック１５は、前方側領域２１、中央領域２２、後方側領域２３、右方側領域２４及び左方側領域２５からなる５つの領域に分けて構成されている。そして、バッテリパック１５は、これら前方側領域２１、中央領域２２、後方側領域２３、右方側領域２４及び左方側領域２５の何れかに、バッテリモジュール１６、ＢＣＵ（バッテリコントロールユニット）１７、配線ケーブル１８、ジャンクションボックス１９及びサービスプラグ２０を配設し、上述したように、アッセンブリとしての役目を果たしている。

ここで、本実施の形態のバッテリパック１５を構成するバッテリモジュール１６、ＢＣＵ（バッテリコントロールユニット）１７、配線ケーブル１８、ジャンクションボックス１９及びサービスプラグ２０については、既知の技術であるため、詳細な説明は省略し、簡易的な説明で留める。

バッテリモジュール１６は、バッテリパック１５の右方側領域２４及び左方側領域２５の夫々に配設されている。このバッテリモジュール１６は、駆動モータにこの駆動モータの駆動源である電力を供給する役目を果たしている。

なお、本実施の形態において、バッテリパック１５は、上述したように、車幅方向でプロペラシャフト１３を挟んだ左右の夫々に２個のバッテリモジュール１６を備えて構成されているが、例えば、左右の夫々に１個の大型のバッテリモジュール１６を備えても良い。また、左右の夫々に３個の小型のバッテリモジュール１６を備えても良い。

ＢＣＵ１７は、バッテリパック１５の中央領域２２に配設されている。このＢＣＵ１７は、バッテリモジュール１６を制御する役目を果たしている。すなわち、ＢＣＵ１７は、バッテリモジュール１６の状態を把握するために、このバッテリモジュール１６の電圧、電流及び温度等を測定している。また、ＢＣＵ１７は、バッテリモジュール１６から駆動モータへの電力の入力を監視している。

配線ケーブル１８は、ＢＣＵ１７と同様にバッテリパック１５の中央領域２２に配設されている。この配線ケーブル１８は、各バッテリモジュール１６を繋ぐ役目を果たしている。

そして、配線ケーブル１８には、ジャンクションボックス１９が配設されている。このジャンクションボックス１９は、各配線ケーブル１８同士を結合、分岐、中継する役目を果たしている。

サービスプラグ２０は、バッテリパック１５の前方側領域２１に配設されている。このサービスプラグ２０は、バッテリモジュール１６から生じる高電圧を遮断する役目を果たしている。このため、サービスプラグ２０は、バッテリパック１５の着脱時に、高電圧を遮断することで、安全に作業を行えるようにしている。

このように、本実施の形態のバッテリパック１５は、前方側領域２１、中央領域２２、後方側領域２３、右方側領域２４及び左方側領域２５の各領域にバッテリモジュール１６、ＢＣＵ（バッテリコントロールユニット）１７、配線ケーブル１８、ジャンクションボックス１９及びサービスプラグ２０を配設し、一体型で構成されている。

したがって、本実施の形態のハイブリッド自動車１０の車体構造によれば、ＢＣＵ１７、配線ケーブル１８、ジャンクションボックス１９及びサービスプラグ等の部品点数を軽減させることが可能になり、コストを低減させることができる。

そして、一体型で構成されたバッテリパック１５は、フロアパネル１４の下方側面にプロペラシャフト１３を覆って配置されている。また、バッテリパック１５は、プロペラシャフト１３を収容する凹部２６を備えて構成されている。すなわち、バッテリパック１５は、凹部２６によりプロペラシャフト１３を避けてフロアパネル１４の下面側に配設されている。

ここで、本実施の形態のバッテリパック１５は、車両上下方向における最も下方側に配設されている。すなわち、バッテリパック１５は、例えば、リアシートの背面側等のような凹凸をなして形成された部位に設置されていないため、車両上下方向における下方面を任意の形状に形成することが可能になる。

したがって、バッテリパック１５は、このバッテリパック１５の底面を平滑に形成されている。このため、本実施の形態のハイブリッド自動車１０の車体構造は、バッテリパック１５を構成するバッテリモジュール１６、ＢＣＵ（バッテリコントロールユニット）１７、配線ケーブル１８、ジャンクションボックス１９及びサービスプラグ２０の配設、特に、ＢＣＵ、配線ケーブル１８及びジャンクションボックス１９の配線を容易に行うことが可能になり、作業性を向上させることができる。

また、本実施の形態のバッテリパック１５の凹部２６は、この凹部２６のプロペラシャフト１３に対向する対向面に断熱部材を備えて構成されている。この断熱部材は、例えば、凹部面自体を断熱板で構成している。

これにより、本実施の形態のバッテリパック１５は、バッテリパック１５から発生する熱の凹部２６への伝達を抑制することが可能になる。一方で、バッテリパック１５は、凹部２６内に収容された排気管から発生する熱のバッテリパック１５への伝達を抑制することが可能になる。

また、バッテリパック１５は、上述したように、フロアパネル１４の下方側面にプロペラシャフト１３を覆って配置され、すなわち、車両上下方向における下方側からプロペラシャフト１３を覆うように配設されているため、プロペラシャフト１３を受け持つ受け部として機能させることが可能なる。

これにより、本実施の形態のバッテリパック１５は、プロペラシャフト１３の脱落を抑止することが可能になる。ここで、プロペラシャフト１３が脱落すると、このプロペラシャフト１３の張力により車両を浮き上がらせてしまう、いわゆる、棒高跳び現象が生じてしまう可能性がある。

すなわち、本実施の形態のバッテリパック１５は、プロペラシャフト１３を受け持つことで、棒高跳び現象の発生を予防することが可能になり、安全性を高めることができる。

なお、本実施の形態では、ＦＲ駆動方式及び４ＷＤ駆動方式のようなプロペラシャフト１３を必要とする車両としたが、そればかりではなく、ＦＦ駆動方式のようなプロペラシャフト１３の無い車両であっても、車両のフロアパネル１４の下面側に排気管９などが設置される車両でも同様の効果が得られる。

また、バッテリパック１５は、このバッテリパック１５の外周縁にフロアパネル１４に取り付けるためのフランジ部（取り付け部）２８を備えて構成されている。そして、このフランジ部２８には、ピンが設けられている。

このため、バッテリパック１５は、上述したように、一体型で構成されているため、このバッテリパック１５を取り付ける際、フロアパネル１４にピンを挿通させて取り付けることが可能になるため、取り付け作業を容易に行うことが可能になる。

また、バッテリパック１５は、フロアパネル１４にバッテリパック１５を取り付ける際、フロアパネル１４に当接する第１当接面２７及びサイドピラーに当接する第２当接面２９を備えて構成されている。

これにより、バッテリパック１５は、車両への側突時に生じる衝撃から、フロアパネル１４及びサイドピラーとともに、この衝撃を吸収する役目を果たしている。このため、ハイブリッド自動車１０の車体構造は、バッテリパック１５を側突時における補剛部材として機能させ、側突に対する安全性を向上させることできる。

また、本実施の形態において、バッテリパック１５は、このバッテリパック１５の前方側をエンジン１１のカバー部材に連結させている。このように、本実施の形態のハイブリッド自動車１０の車体構造は、一体型のバッテリパック１５で構成しているため、分離型のタイプよりも連結個所を容易に増やすことが可能になり、バッテリパック１５を強固に連結することが可能なる。

このように、本実施の形態のハイブリッド自動車１０の車体構造によれば、プロペラシャフト１３を必要とする車両のフロアパネル１４の下方面に一体型のバッテリパック１５を搭載することで、このバッテリパックの着脱時の作業性を向上させることが可能になる。

また、本実施の形態のハイブリッド自動車１０の車体構造によれば、フロアパネル１４の下面側のうち、前列シートの下方にバッテリパック１５を搭載している。ここで、前列シートの下方は、車輪から最も離れた位置であるため、他の部位よりも比較的、広いスペースとなっている。

このため、本実施の形態のハイブリッド自動車１０の車体構造によれば、フロアパネル１４の下方側にバッテリパック１５を配設しても、車室内空間を狭めることを抑止し、車室内空間への影響を低減させることが可能になる。

本実施の形態において、ハイブリッド自動車１０の車体構造は、バッテリパック１５の後方側領域２３に、このバッテリパック１５内に冷却風を供給するための冷却装置３０を接続させている。

この冷却装置３０は、冷却風を導出する冷却ファン３１と、バッテリパック１５に冷却ファン３１の冷却風を送風する冷却ダクト３２と、を備えて構成されている。この冷却装置３０を構成する冷却ファン３１及び冷却ダクト３２は、既知の技術であるため、説明を省略する。

ここで、本実施の形態のバッテリパック１５は、上述したように、一体型で構成されている。すなわち、本実施の形態のハイブリッド自動車１０の車体構造は、バッテリパック１５内に冷却ファン３１から送風された冷却風を分散させることなく送風しているため、バッテリパック１５内に均一に送風させることが可能になる。

これにより、本実施の形態のハイブリッド自動車１０の車体構造は、バッテリパック１５内のバッテリモジュール１６の温度のバラつきを抑制することが可能になる。

このように、本実施の形態のハイブリッド自動車１０の車体構造は、プロペラシャフト１３を必要とする車両に一体型のバッテリパック１５を配設させることが可能になることで、バッテリパック１５内の温度のバラつきを抑制することができる。

１０ ハイブリッド自動車
１１ エンジン（内燃機関）
１２ トランスミッション
１３ プロペラシャフト
１４ フロアパネル
１５ バッテリパック
１６ バッテリモジュール
１７ ＢＣＵ
１８ 配線ケーブル
１９ ジャンクションボックス
２０ サービスプラグ
２１ 前方側領域
２２ 中央領域
２３ 後方側領域
２４ 右方側領域
２５ 左方側領域
２６ 凹部
２７ 第１当接面
２８ フランジ部（取り付け部）
２９ 第２当接面
３０ 冷却装置
３１ 冷却ファン
３２ 冷却ダクト

Claims (8)

1. 内燃機関の動力と、２次電池から供給される電力によって駆動する駆動モータの動力と、を利用して駆動するハイブリッド自動車の車体構造であって、
   車両上下方向におけるフロアパネルの下方側面に配置されるとともに、車両前後方向に延設して配置され、少なくとも後輪に前記内燃機関の動力及び駆動モータの動力を伝達可能なプロペラシャフトと、
   前記フロアパネルの下方側面に前記プロペラシャフトを覆って配置され、少なくとも前記２次電池を有する一体型のバッテリユニットと、を備え、
   前記バッテリユニットは、前記プロペラシャフトを収容する凹部を備えたこと、
   を特徴とするハイブリッド自動車の車体構造。
2. 前記凹部は、当該凹部の前記プロペラシャフトに対向する対向面に断熱部材を備えたこと、
   を特徴とする請求項１記載のハイブリッド自動車の車体構造。
3. 前記バッテリユニットは、車両上下方向における前記バッテリユニットの下方面を平滑に形成してなること、
   を特徴とする請求項１又は２記載のハイブリッド自動車の車体構造。
4. 前記バッテリユニットは、車幅方向で、車両フレームに当接する当接面を備えたこと、
   を特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のハイブリッド自動車の車体構造。
5. 前記バッテリユニットは、当該バッテリユニットの外周縁に前記フロアパネルに取り付けるための取り付け部を備えたこと、
   を特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のハイブリッド自動車の車体構造。
6. 前記凹部は、前記プロペラシャフトを受ける受け部として機能すること、
   を特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のハイブリッド自動車の車体構造。
7. 前記バッテリユニットは、前記内燃機関のカバー部材に連結されたこと、
   を特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のハイブリッド自動車の車体構造。
8. 内燃機関の動力と、２次電池から供給される電力によって駆動する駆動モータの動力と、を利用して駆動するハイブリッド自動車の車体構造であって、
   フロアパネルを下方から上方に隆起させてなるフロアトンネルを持ち、
   前記フロアトンネルの下面に前記フロアトンネルを覆って配置され、少なくとも前記２次電池を有する一体型のバッテリユニットと、を備え、
   前記バッテリユニットは、前記フロアトンネル側に凹部を備えたこと、
   を特徴とするハイブリッド自動車の車体構造。

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