TWI422501B - The electric vehicle is equipped with a battery - Google Patents

Description

電動機車用電池搭載構造

本發明，係有關於電動機車用電池搭載構造。

傳統以來，在油電混合電動機車等之電動機車中，係提案有將電池配置在踏腳部之下方的構造者。

藉由將身為重量物之電池配置在踏腳部之下方，能夠謀求車輛之低重心化(參考專利文獻1)。

[先行技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2005-139942號公報

然而，上述之電池裝置，由於係為使用在機車中者，因此，例如，相較於使用在汽車的情況中，係易於受到振動之影響。特別是，由於輪基距(wheelbase)係為短，因此，在車輛之前進方向上的前後移動之振動係成為顯著。又，此種電池，由於一般係為將被稱作電池元件(cell，以下簡稱為元件)之最小單位的電池作複數連接所構成者，因此，從外部而來之作用在車輛上之力的影響，係成為容易對於元件彼此之連接部分造成影響。故而，係期望能夠提供一種可將對於元件間的連接狀態所造成的影響抑制在最小限度之電池搭載構造。

因此，本發明，係以提供一種能夠將對於構成電池之元件間的連接狀態所造成的影響抑制在最小限度之電動機車用電池搭載構造作為目的。

為了達成上述目的，申請項1中所記載之發明，係為一種電動機車用電池搭載構造，其係具備有：將把元件(例如，在實施形態中之元件54)彼此作連接所構成之單模組(例如，在實施形態中之單模組37T)作了複數連接之電池(例如，在實施形態中之電池模組37)、和基於從前述電池所供給之電力來產生車輛的驅動力之電動機(例如，在實施形態中之電動馬達50)、和對於前述電動機之驅動作控制之控制部(例如，在實施形態中之控制裝置34)，該電動機車用電池搭載構造，其特徵為：將前述複數之模組作結合的端子部分(例如，在實施形態中之陽極連接端子67、陰極連接端子68)，係被集中於車輛之寬幅方向之其中一側地被設置。

申請項2中所記載之發明，其特徵為：前述複數之元件，係在上下方向而被作複數配置，對於各元件之電壓等作監視的單元(例如，在實施形態中之電壓、溫度監視基板64)，係被設置在下方側處。

申請項3中所記載之發明，其特徵為：前述單元，係被設置在與前述端子部分同側且為其之下側處。

申請項4中所記載之發明，其特徵為：用以使前述模組間彼此作通訊的連接器(例如，在實施形態中之通訊連接器75)，係被設置在前述單元與前述端子部分之間。

申請項5中所記載之發明，其特徵為：在前述元件處，係設置內壓釋放閥(例如，在實施形態中之內壓釋放閥59)，並設置將經介於前述內壓釋放閥所收集而來之電解液作收集的電解液排放管(例如，在實施形態中之電解液排放管62)，前述電解液排放管，係集中在車輛之寬幅方向的其中一側地被設置。

申請項6中所記載之發明，其特徵為：前述模組彼此，係藉由網線而被作電性連接。

申請項7中所記載之發明，其特徵為：前述模組彼此之物理性結合，係成為將另外一方之凸部(例如，在實施形態中之凸部80、82、84)插入至其中一方之凹部(例如，在實施形態中之凹部81、83、85)中而作固定的構造。

若依據在申請項1中所記載之發明，則就算是當在車輛處作用有大的外力並在車輛之前進方向上產生有前後移動的情況時，由於係設置有「將設置在與車輛前進方向相異之車輛寬幅方向上的模組間作連接」的端子部分，因此，係不易受到前後振動中之振動的振幅之影響，而能夠將外力之影響抑制在最小限度。

若依據申請項2、3中所記載之發明，則能夠謀求低重心化，並且能夠節省配置空間。

若藉由申請項4中所記載之發明，則能夠對空間作有效利用。

若藉由申請項5中所記載之發明，則維修係成為容易進行。

若藉由申請項6中所記載之發明，則由於係採用有由網線所形成之連接，因此，就算是由於振動而使得模組彼此間之相對性距離有所改變，亦能夠對於此作柔軟的對應。

若依據申請項7中所記載之發明，則能夠使前述模組彼此間之亦包含有電性連接狀態的結合成為更確實。

接下來，根據圖面來說明本發明之實施型態。在以下之說明中，FR係代表車輛前側，L係代表車輛左側。

圖1，係為本發明之實施形態的電動機車之側面圖。又，圖2，係為對於將電動機車1之外裝構件卸下後的狀態作展示之立體圖。

如圖1、圖2中所示一般，電動機車1，係為具備有踏腳部F之速克達(Scooter)型的機車，並藉由被內裝於擺臂(SWING ARM)12中的行走驅動用之電動馬達50的旋轉驅動力，來對後輪WR作驅動。另外，將電力供給至電動馬達50處之高電壓電池31，係經由將外部電源連接於被設置在車體處之未圖示的充電口處，而被作充電。

在主框架2之前方側端部處，係被結合有將轉向桿7a可自由旋轉地作軸支之頭管(head pipe)3。在轉向桿7a之上部，係被安裝有方向操作桿7，在下部，係被安裝有左右一對之前叉(front fork)4。在前叉4之下端部處，前輪WF係被可自由旋轉地作軸支。

在主框架2之上下方向略中央部處，係被連結有左右一對之側框架5、5之上端部，側框架5，係從該處起而朝向斜下方延伸並彎曲，而後在水平方向上延伸，以被此左右之側框架5的水平部分作挾持的方式，而配設有將電力供給至電動馬達50處之72V的高電壓電池31。側框架5，其水平部分係朝向斜後方而立起並彎曲於車體上方，並被連結有將置物箱17等作支持的後框架6。

在側框架5、5之間，係於前側處安裝有下橫向框架24，在下橫向框架24之中央部處，係被連結有主框架2之下端部。在下橫向框架24之後方，係於側框架5、5之間而被安裝有下橫向後框架25。藉由下橫向框架24與下橫向後框架25，而將高電壓電池31從前後來作挾持。亦即是，藉由左右之側框架5、5和下橫向框架24以及下橫向後框架25，而將高電壓電池31之周圍作包圍，並強固地安裝在車輛側。

於此，在各側框架5處，係於高電壓電池31之側部處安裝有ㄈ字狀剖面之側托架23，並以橫跨各側托架23的方式，而被安裝有：從車輛寬幅方向將高電壓電池31固定在側框架5上的固定板22。

在側框架5之後部處，係被安裝有樞軸板20，於該樞軸板處，係被形成有擺臂樞軸11。在擺臂樞軸11處，係可自由搖動地軸支有擺臂12之前端部，該擺臂12，係為僅藉由車輛寬幅方向左側之臂來將後輪WR作支持之懸臂式。在擺臂12之後部處，係經由車軸19而可自由旋轉地軸支有後輪WR，擺臂12之後端部，係經由後避震單元13而被懸吊於後框架6處。

在擺臂12之下部處，將從高電壓電池31所供給而來之直流電流變換為交流電流並供給至電動馬達50處之動力驅動單元35，係被收容在蓋構件21中。從此動力驅動單元35，而經介於配線L來將電力供給至馬達50處，並從馬達50起而依序經介於第1減速齒輪G1、第2減速齒輪G2地將動力傳輸至車軸19、後輪WR處。另外，H，係代表平滑電容器。

在方向操作桿7之車體前方側處，係被設置有作為外裝零件之前整流罩9，在前整流罩9之上部處，係被安裝有包含速度計等之儀表單元8。

在前整流罩9之車體前方側處，係被設置有前照燈10。又，在高電壓電池31之上部處，係被形成有乘坐者將腳作放置的踏腳部F，在後框架6之外方處，係被設置有座位整流罩15。在座位整流罩15之上部處，係被安裝有藉由車體前方側之鉸鏈來作開閉之座位14。又，於座位整流罩15之後端部，係被安裝有尾燈裝置16。在樞軸板20處，係被安裝有具備著在車輛寬幅方向上而相分離之2根的腳部之中駐車架(center stand)18。

在頭管3之車輛寬幅方向右側處，係於電池盒30a處，被載置有將電力供給至前照燈10等之輔助機器類或是控制裝置34等處的12V之低電壓電池30，並經由推壓板30b而被固定在電池盒30a處。低電壓電池30，係經由高電壓電池31之電力而被作充電。在座位整流罩15之內側的置物箱17之前方處，係被配設有：將高電壓電池31之72V電壓變換為12V的DC-DC變流器32、和將保險絲或是中繼器等作收容的接觸器箱33。進而，在車輛寬幅方向右側之後框架6的外側處，係被配設有經介於動力驅動單元35等而對於電動馬達50作控制之控制裝置(ECU)34。

圖3，係為高電壓電池周圍之框架的側面圖，圖4，係為圖3之立體圖，圖5，係為圖3之俯視圖，圖6，係為沿著圖5之A-A線的剖面圖，圖7，係為沿著圖5之B-B線的剖面圖。

如圖3~圖5中所示一般，高電壓電池31，係由被設置在踏腳部F之下方的電池盒36、和被配置在此電池盒36之內部的電池模組37所構成。在下橫向框架25之後方的上部，係以橫跨側框架5、5之間的方式，而被安裝有中橫向框架26。

於此，在下橫向框架24與下橫向後框架25處，係以將各別的兩端部作連結的方式，而被設置有當車輛翻倒、跨越階段差時用以對於高電壓電池31作保護之保護板27。跨越下橫向框架24與下橫向後框架25地，而於前後方向上安裝有一對之下保護構件28(參考圖6)，以對於電池盒36之底壁36t作保護。

在側托架23處，係以避開固定框架22的方式，而形成有被設置在電池盒36之側部處的凸緣部36f，此凸緣部36f，係在被熔接固定於側框架5處的側托架23之上面，經由螺桿29而被作固定。於此，如圖6中所示一般，在凸緣部36f之螺桿29的鎖合部位處，係被安裝有橡膠製之安裝構件38。

如圖6、圖7中所示一般，電池盒36，係藉由有底箱型之盒本體39與將盒本體39之上部開口部40作覆蓋的蓋41所構成。盒本體39，係與底壁36t之下面處，具備有用以將剛性提高之肋36l，在底壁36t之上面的兩側緣處，係被形成有溝42。在盒本體39之上部開口部40的兩側緣處，係被形成有前述之凸緣部36f。在盒本體39之上部開口部40的週緣處，係被形成有嵌合溝43，在蓋41之開口週緣處，係被形成有嵌入至嵌合溝43中之嵌合部44，將此些之盒本體39的嵌合溝43與蓋41之嵌合部44相嵌合，來防止從盒本體39之與蓋41間的連接部而進水，而確保有水密性。

而後，如圖7中所示一般，在電池盒36之盒本體39的前面，具體而言，在前側之縱壁36k之下部，係被形成有左右一對之吸入埠47。在構成電池盒36之上部的蓋41之後部上面處、亦即是在上壁41z之後部處，係被設置有開口部41h，在此開口部41h處，係被安裝有具備著排出埠48之身為吸引風扇的多翼風扇(SIROCCO FAN)49。

如圖3~圖5中所示一般，在電池盒36之各吸入埠47處，係被連接有彎曲而朝向上方延伸之吸入管51，此吸入管51，係使上端之開口部51k，在較踏腳部F而更上方且較側框架5之對於主框架2的連接部而更下方處作開口。

又，在多翼風扇49之排出埠48處，係被連接有彎曲而朝向上方延伸之排出管52，此排出管52，亦係使上端之開口部52k，在較踏腳部F而更上方處，而在與吸入管51相同之高度處開口。於此，吸入管51之開口部51k，係在前整流罩9內作開口，排出管52之開口部52k，係在座位整流罩15內而作開口。另外，吸入管51之開口部51k，係被形成為剖面圓形狀，排出管52之開口部52k，係在被形成為剖面四角形狀。

圖8、圖9，係為對於設置在電池盒36之內部處的元件54、元件單元54u、單模組37T之配置作展示。

如圖6~圖8中所示一般，電池模組37，係為將單模組37T在車輛前後方向上配置3組而構成者。單模組37T，其物理性之構成，係將元件54作上下二層的配列而構成元件單元54u，並將元件單元54u隔出有空隙地而在車輛寬幅方向上配列15組，再藉由後述之單模組37T的前後壁37f、37r而在前後作挾持地作支持，而構成之。

於此，單模組37T，係除了前後壁37f、37r之外，亦具備有上下壁37u、371、側壁37s，在上下壁37u、371處，係在車輛前後方向上而被形成有細縫S。在上下壁37u、371處，係被設置有在車輛之前後方向上作延伸之補強肋63，細縫S，係被形成於此些之補強肋63之間。

又，在前壁37f之前，係被設置有罩蓋56。在將電極D朝向前側地作配列之元件54的電極D之間，係被設置有內壓釋放閥59，在前壁37f處，係於內壓釋放閥59之位置處，涵蓋上下二層地而水平設置有電解液導引路61，並與在上下方向上作延伸之電解液排放管62相通連連接。此電解液排放管62，係被集中在車輛之寬幅方向的其中一側，在本實施形態中，係被集中於左側，而成為易於進行維修。

在下壁371之角落部處，係被設置有與電池盒36之底壁36t相抵接的突起部53。此突起部53，係被形成在和電池盒36的底壁36t之與前後壁37f、37r、側壁36s(僅有右側壁)間之角部36d相接觸的位置處，具體而言，係被形成在底壁36t之四角落處。藉由突起部53，在盒本體39之底壁36t與電池模組37之下壁371之間，係被形成有空隙60。

單模組37T，由於係在相鄰接之單模組37T之間，介存有前壁37f、後壁37r，因此，在單模組37T之間，係被確保有空隙58，但是，在此空隙58處，係被設置有在前壁37f、後壁37r之上下方向中央部與盒本體39之內壁處，延伸於車輛寬幅方向上的肋57。

因此，藉由此肋57，空氣係不會從空隙58而漏洩至上方，並從電池盒36之盒本體39的下部之空隙60起而被均等地分配至各單模組37T之下壁37l的下側處。而後，此空氣，係從單模組37T之下壁37l的細縫S起而沿著元件單元54u來均等地在上方流動。於此，肋57，係被設置在吸入埠47之上側處，被吸入之空氣，係成為首先朝向電池盒36之下部而移動。

而後，在如此這般而構成的單模組37T之車輛的寬幅方向之其中一側、具體而言，在車輛之寬幅方向的左側，係被配置有陽極連接端子67、陰極連接端子68、陽極纜線65、陰極纜線66、電壓、溫度監視基板64、通訊連接器75、纜線導引構件69、69。

具體而言，在單模組37T之側壁37s的外側之上下方向下半部處，係配置有被作了樹脂模封之電壓、溫度監視基板64。又，在單模組37T之左側的側壁37s之上下方向上半部處，係於電壓、溫度監視基板64之後部上面處，被安裝有防水型之通訊連接器75，並且，係被配設有陽極纜線65、陰極纜線66。於此，陽極纜線65、陰極纜線66之芯線79，係藉由網線而被構成。

在與電壓、溫度監視基板64所被配置之側為同側的上部處、亦即是在左側之側壁37s的上部處，係被設置有陽極連接端子67、陰極連接端子68。在此陽極連接端子67、陰極連接端子68處，係被連接有陽極纜線65、陰極纜線66。陽極纜線65、陰極纜線66，係被挾持在被設置於側壁37s處的剖面C字狀之纜線導引構件69、69中。因此，通訊連接器75，係被設置在電壓、溫度監視基板64與陽極連接端子67、陰極連接端子68之間，而將空間作了有效率的利用。

於此，係將元件54電性地在車輛寬幅方向上作3個的並聯連接，並將此3個的並聯連接者作了10組的串聯連接。於圖8中，將各元件54以蛇行的狀態來作連接的原因，是因為，車輛寬幅方向之連接線，係代表將3個元件54作了並聯連接的狀態，而上下方向之連接線，則係代表將一組3個所成者作了串聯連接之狀態。

如此這般地在上下而被作了10組連接者，其陽極側與陰極側之連接線，係被與陽極連接端子67、陰極連接端子68相連接，前述之電壓、溫度監視基板64，係對於此10組份作監視，亦即是進行以單模組37T作為單位之監視。

圖9，係展示有將單模組37T在車輛前後方向上配置了3組的狀態。被連接於前側之單模組37T的陰極連接端子68處之陰極纜線66，係被插通保持於單模組37T之其中一方的纜線導引構件69中，被連接於前側之單模組37T的陽極連接端子67處之陽極纜線65，係被連接於相鄰接之中央部的單模組37T之陰極連接端子68處，後側之單模組37T，亦同樣地被作了電性連接。

又，各電壓、溫度監視基板64，係藉由被彎曲了的狀態之導線(Harness)72而被作連接。於此，在後側之單模組37T的上壁37u之上面處，係於右側而被設置有以單模組37T作為單位之充放電管理的均等化單元70，均等化單元70之導線71，係被連接於各電壓、溫度監視基板64處。在均等化單元70處，係被一併設置有將對於電流測定之基準作設定的分路(shunt)基板與保險絲作了一體化之充放電電流測定單元73。另外，在導線71、72之芯線處，亦以使用網線為理想。

若依據上述實施形態，由於是將被配置在車輛之前後方向上之3個的單模組37T作電性結合之陽極連接端子67、陰極連接端子68還有電解液排放管62，集中設置在車輛之寬幅方向的其中一側(在本實施形態中，係被集中設置於左側)，因此，就算是當有大的外力作用在電動機車之前後方向上的情況時，亦能夠將外力對「被設置在與車輛前進方向相異之車輛寬幅方向上的將單模組37T間作連接之陽極連接端子67、陰極連接端子68」所造成之影響，抑制在最小限度。

又，元件54，由於係作為被配置於上下二層處之元件單元54u而被構成，因此，相較於配置為一層的情況，在俯視時之配置空間係能夠減少，又，對於各元件54之電壓等進行監視的電壓、溫度監視基板64，由於係在單模組37T之左側的側壁37s之上下方向上而被設置於下方側之下半部處，因此，能夠謀求低重心化，並且能夠節省配置空間。

另外，由於將單模組37T彼此作連接之陽極纜線65、陰極纜線66的芯線，係藉由網線所構成，因此，就算是由於振動而使得模組彼此間之相對性距離有所改變，亦能夠對於此作柔軟的對應。故而，對於振動，亦能夠作柔軟的對應，對於電動機車而言，係為適合。

另外，當電動機車1正在行走的情況時，若是驅動多翼風扇49，則如同圖7中以箭頭所展示一般，空氣會被從電池盒36之吸入管51的開口部51k而強制吸入。被吸入的空氣，係被導引至電池盒36之底壁36t與電池模組37之間的空隙60中，更正確來說，係被吸入至電池盒36之底壁36t與單模組37T之下壁37l之間的空隙60中。

於此，在被設置於前後方向上之3個的各單模組37T之間以及與電池盒36之縱壁36k之間的空隙58處，由於係設置有肋57(亦可藉由如同海綿一般之構件來構成)，因此，空氣係不會從空隙58而朝向上方流動，被導入之空氣，係從單模組37T之下壁37l的細縫S而均等地擴散至各單模組37T之下部，並從各單模組37T之下部起，而在被支持於元件保持部55處之各元件54的周圍處而流動至上側，並將元件54作冷卻。而後，係從電池盒36之蓋41的上壁41z之開口部41h起，而藉由多翼風扇49來通過排出管52並從開口部52k而被排出。故而，能夠將電池模組37冷卻確實地進行。

另外，本發明，係並不被限定於上述實施形態，例如，亦可採用如同圖10中所示一般之構造。亦即是，亦可設為：在前側之單模組37T的後壁37r之中央部處，設置凸部80，並在車輛前後方向之中央部的單模組37T處，於前壁37f處而設置與此凸部80作物理性、電性連接之凹部81，又，在車輛前後方向之中央部的單模組37T之後壁37r處，設置凸部82，並在後側之單模組37T的前壁37f處，設置與中央部之單模組37T的凸部82作物理性、電性連接之凹部83，進而，在前側之電壓、溫度監視基板64的後端部處，設置凸部84，並在車輛前後方向之中央部的電壓、溫度監視基板64的前端部處，設置與凸部84作物理性、電性連接之凹部85，又，在車輛前後方向之中央部的電壓、溫度監視基板64之後端部處，設置凸部86，並在後側之電壓、溫度監視基板64的前端部處，設置與凸部86作物理性、電性連接之凹部87。

藉由如此這般地來構成，由於係能夠將相鄰接之單模組37T彼此作物理性、電性之插入固定，並能夠將電壓、溫度監視基板64彼此作物理性、電性之插入固定，因此，能夠使單模組37T彼此之結合成為更加確實，且亦能夠簡單地來進行結合作業。又，關於凸部80、82、84以及凹部81、83、85之設定，只要是能夠藉由相互嵌合而作物理性、電性連接者，則關於將哪一側作為凸部或是凹部一事，係可自由地作設定。

又，雖係針對在單模組37T之左側處而設置了電壓、溫度監視基板64等之情況而作了說明，但是，亦可設置在右側。

34．．．控制裝置(控制部)

37．．．電池模組(模組)

37T．．．單模組(模組)

50．．．電動馬達

54．．．元件

59．．．內壓釋放閥

62．．．電解液排放管

64．．．電壓、溫度監視基板(單元)

67‧‧‧陽極連接端子(端子部分)

68‧‧‧陰極連接端子(端子部分)

75‧‧‧通訊連接器

81、83、85‧‧‧凹部

80、82、84‧‧‧凸部

[圖1]本發明之實施形態的電動機車之側面圖。

[圖2]本發明之實施形態的將外裝構件卸下後的狀態時之電動機車之立體圖。

[圖3]高電壓電池周圍之框架的側面圖。

[圖4]圖3的立體圖。

[圖5]圖3的平面圖。

[圖6]沿著圖5之A-A線的剖面圖。

[圖7]沿著圖5之B-B線的剖面圖。

[圖8]單模組之分解立體圖。

[圖9]電池模組之立體圖。

[圖10]其他之實施形態的模式性立體圖。

37‧‧‧電池模組(模組)

37f‧‧‧前壁

37r‧‧‧後壁

37s‧‧‧側壁

37T‧‧‧單模組(模組)

56‧‧‧蓋體

58‧‧‧空隙

59‧‧‧內壓釋放閥

60‧‧‧空隙

63‧‧‧補強肋

64‧‧‧電壓、溫度監視基板(單元)

65‧‧‧陽極纜線

66‧‧‧陰極纜線

67‧‧‧陽極連接端子(端子部分)

68‧‧‧陰極連接端子(端子部分)

69‧‧‧纜線導引構件

70‧‧‧均等化單元

71‧‧‧導線

72‧‧‧導線

73‧‧‧充放電電流測定單元

75‧‧‧通訊連接器

79‧‧‧芯線

Claims (6)

1. 一種電動機車用電池搭載構造，係具備有：將把元件(54)彼此作連接所構成之單模組(37T)作了複數連接之電池(37)、和基於從前述電池所供給之電力來產生車輛的驅動力之電動馬達(50)、和對於前述電動機之驅動作控制之控制部(34)，該電動機車用電池搭載構造，其特徵為：將前述複數之模組作結合的端子部分(67、68)，係被集中於車寬幅方向之其中一側地被設置；用以使前述模組間彼此作通訊的連接器(75)，係被設置在用來監視各前述元件之電壓、溫度的單元(64)與前述端子部分(67、68)之間。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之電動機車用電池搭載構造，其中，複數之前述元件(54)，係在上下方向而被作複數段配置，對於前述單元(64)，係被設置在單模組之下方側處。
3. 如申請專利範圍第2項所記載之電動機車用電池搭載構造，其中，前述單元(64)，係被設置在與前述端子部分(67、68)同側且為其之下側處。
4. 如申請專利範圍第1項~第3項中之任一項所記載之電動機車用電池搭載構造，其中，在前述元件(54)處，係設置內壓釋放閥(59)，並在單模組(37T)處，設置將經介於前述內壓釋放閥所收集而來之電解液作收集的電解液排放管(62)，前述電解液排放管(62)，係集中 在車輛之寬幅方向的其中一側地被設置。
5. 如申請專利範圍第1項~第3項中之任一項所記載之電動機車用電池搭載構造，其中，前述模組彼此，係藉由網線而被作電性連接。
6. 如申請專利範圍第1項~第3項中之任一項所記載之電動機車用電池搭載構造，其中，前述模組彼此之物理性結合，係成為將另外一方之凸部(80、82、84)插入至其中一方之凹部(81、83、85)中而作固定的構造。