特開 2023-25830 電動トラックへの電池搭載方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023025830

(43)【公開日】2023-02-24

(54)【発明の名称】電動トラックへの電池搭載方法

(51)【国際特許分類】

   B60K 1/04 20190101AFI20230216BHJP

【ＦＩ】

B60K1/04 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021131206

(22)【出願日】2021-08-11

(71)【出願人】

【識別番号】516268840

【氏名又は名称】株式会社サニックス

(71)【出願人】

【識別番号】301068767

【氏名又は名称】エーシーテクノロジーズ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】吉用茂

(72)【発明者】

【氏名】加藤徹朗

(72)【発明者】

【氏名】清水庄一

【テーマコード（参考）】

3D235

【Ｆターム（参考）】

3D235AA06

3D235BB06

3D235BB17

3D235BB22

3D235DD35

3D235DD37

3D235FF02

(57)【要約】      （修正有）

【課題】電池を荷台下とシャシフレームの間に存在する縦根太と横根太の間の空間部分に設置する事で、電池の搭載量を自由に設定する事が出来て、横からのダメージに強い電動トラックの電池搭載技術を提供する。
【解決手段】電動トラックはどこに電池を搭載するかが問題であり、１つはシャシフレームの外側に搭載するやり方、又は、シャシフレームの間に設置する方法がこれまで提案され実施されているが、前者は横からのダメージ対して弱いのでその対策が必要となり、後者ではシャシフレーム内は種々の機器が存在するので、電池の積載できる電池量に制限が生じる。そこで、電池を荷台とシャシフレームの間に構成される根太を活用し、根太と根太の間の空間を利用して電池を搭載する事を基本としており、根太の形状を工夫する事で電池の積載量に自由度を与える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

トラックのシャシフレームと荷台の間に存在する根太と呼ぶ構造物の隙間に電池を搭載する事を特徴とした電動トラックの電池搭載方法

【請求項2】

請求項１に関わり、根太の高さを電池の高さよりも等しいか高くする事を特徴とした電動トラックの電池搭載方法

【請求項3】

請求項１に関わり、根太の高さが電池の高さよりも低い場合は、第二の根太を第一の根太の上に構築して、2個の根太の合計した高さを電池の高さと同じか、高くする事を特徴とした電動トラックの電池搭載方法

【請求項4】

請求項１に関わり、根太の間に搭載した電池は、根太の下にあるシャシフレームの空いている空間にも設置する事を特徴とした電動トラックの電池搭載方法

【請求項5】

請求項１と請求項４に関わり、請求項１と請求項４で記した電池の搭載場所以外となるシャシフレームの外側とその上の空いている空間にも電池を設置する事を特徴とした電動トラックの電池搭載方法

【請求項6】

請求項１に関わり、根太は横根太と縦根太から構成され、縦根太の上に横根太が乗る構造において、縦根太の空間に電池を搭載する事、あるいは横根太の空間に電池を搭載する事、あるいは横根太と縦根太の両方の空間に電池を搭載する事を特徴とした電動トラックの電池搭載方法

【請求項7】

請求項１に関わり、根太は横根太と縦根太から構成され、横根太の上に縦根太が乗る構造において、縦根太の空間に電池を搭載する事、あるいは横根太の空間に電池を搭載する事、あるいは横根太と縦根太の両方の空間に電池を搭載する事を特徴とした電動トラックの電池搭載方法

【請求項8】

請求項６と請求項７に関わり、電池を支える構造は電池の下に支持板を設ける方法、電池の下に支持板を設ける方法、あるいは横根太や縦根太から治具を用いて電池を固定する方法を用いた電動トラックの電池搭載方法

【請求項9】

請求項１に関わり、縦根太と横根太は格子状に構成された構造において、縦根太と横根太で構成される空間に電池を搭載する事を特徴とした電動トラックの電池搭載方法

【請求項10】

請求項１から請求項９に関わり、搭載する電池は単位となる電池モジュール複数個を1個にボックスに収納し、BMS（Battery Management System）を同梱する事で、収容された電池ボックスが、ある決められた単位（バンク）の電力量を扱える機能を有する事を特徴とした電動トラックの電池搭載方法

【請求項11】

請求項１から請求項１０に関わり、運転手が乗車する車両とその後には、牽引される荷台を主としたトレーラと呼ぶ車両で構成される車両に関し、その両方の車両にも電池を搭載する事を特徴とした電動トラックの電池搭載方法

【請求項12】

請求項１から請求項１０に関わり、根太の上に構築される床板の決められた場所は荷台側から取り外しが行え、その下に搭載した電池の交換やメンテナンスを行えるように工夫した電動トラックの電池搭載方法

【請求項13】

請求項６に関わり、横根太の間に搭載された電池をトラックの下から凸型の治具と共に下に移動させて取り出せる方法、あるいは縦根太の間に搭載された電池をトラックの後方からスライドさせて取り出せる方法を取り入れるともに、必要に応じて電池にアクセス出来る扉やそれと同等の役目を負う治具を設ける事を特徴とした電動トラックの電池搭載方法

【請求項14】

請求項１から請求項１０に関わり、根太の部分部分に空気が通る空気穴を設けて電池の冷却を行えるように工夫した電動トラックの電池搭載方法

【請求項15】

請求項６と請求項９に関わり、電池を支持する支持板には空気冷却のためのフィンを設ける事を、さらに各電池ボックスに空気を送付するための冷却パイプを配置する事特徴とした電動トラックの電池搭載方法

【請求項16】

トラックへの電池搭載に関し、運転席と貨物室の間に空間を設け、電池をその場所に搭載する事を特徴とした電動トラックの電池搭載方法

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はドライバー席の後ろの荷台に貨物を搭載するタイプの所謂トラックに関し、電池で駆動する電動トラックの電池搭載方法に関する。

【背景技術】

【0002】

二次電池駆動によるＥＶ車両は二酸化炭素（CO2）の排出がないクリーンな交通機関として注目されている。第一の理由は内燃機関で走行する車両と異なり、二次電池に蓄積された電力でモーターを駆動して走行するので、CO2排出がなく静かであり乗り心地も優れていることによる。第二の理由として燃料代を含む維持費はディーゼルエンジン等の車両に比べて安いことから導入する利点は大きいと考えられている。

【0003】

しかし、現状の電動トラックは、電池を搭載する手段として荷台の一部を電池の搭載場所するために、貨物の搭載量が制限される等の不都合が生じる。これを解決する方法として、電池をタイヤの間に搭載する方法が提案されているが（特許第４０３９２０７号）、本方法では電池の搭載量はトラックの側面の空いている空間に収めるために、電池量の制限が生じてしまい、結果的にトラックの走行距離に影響を与える。さらに、電池がトラックの側面に搭載されているために、トラックが事故を起こした時の安全性に問題があり、そのための対策が必要となる。

【0004】

この解決策として、トラックの荷台の下に構築されるシャシフレームと呼ばれる頑丈な金属素材の間に電池を搭載する方法が提案されている（特開２０２１-８２２１等）。確かに本方法では丈夫なシャシフレームの間に電池を収めているので横からのダメージには強く安全性は向上する。しかし、一般的にシャシフレームの間は種々の装置が搭載されている場合が多く、また、エンジンと電池の両者で駆動する所謂ハイブリッド車両では、前側に設置されるエンジンと、後輪を駆動するデフ装置の間にプロペラシャフトが存在するので、電池を搭載するには多くの制限が起こり得る。

【0005】

ところでトラックを製造に当たっては、トラック本体を製造するトラック製造メーカと、顧客の要望に合わせて積載物を搭載する荷台部分を設計製造するトラック架装メーカが分担するのが一般的である。トラック製造メーカでは駆動装置を含む運転席部分と、荷台を搭載するための丈夫なシャシフレームと呼ぶ2本の金属材料による枠組みと後輪部分を製造する。トラック架装メーカは、その後に顧客の要望に沿って必要な貨物室又は貨物を荷台内に留め置く側面板を構築する。そのために、シャシフレームと貨物室等の間に横根太と縦根太からなる土台を製造する。

【0006】

本発明は、この横根太と縦根太を利用して電池を搭載する方法に関し、根太を種々の形に構成する事により、電池の搭載量が自由に変えられ、かつ、横からのダメージにも強い電動トラックの電池搭載方法を提供するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第4039207号 電気自動車のバッテリ装置

【特許文献2】特開２０２１-８２２１ 電動トラック

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明によって解決しようとする課題は、電動トラックの電池搭載方法に関し、トラックの荷台の下のタイヤと他の装置を避けた空間に電池を搭載する方法では、スペースが限られるため電池の搭載量が制限を受ける事に加えて、横からのダメージに対して安全性で問題が生ずる。また、丈夫な金属シャシフレームの間に電池を搭載する方法では、横からのダメージには強固となるが、シャシフレーム内は種々の装置やプロペラシャフトが存在するので、電池の搭載量に制限がある等である。

【課題を解決するための手段】

【0009】

これらの問題を鑑みて、本提案によれば荷台とシャシフレームの間に構築する根太の間に電池を搭載する方法により、横からのダメージに強く、電池の搭載量は自由に設計可能な電動トラックの電池搭載方法を提供する。以下に、図面に沿って説明を行う。

【0010】

図１はトラックの横から見た図１（A）と上から見た図１（B）の略図である。運転席の車両とシャシフレーム部分の車両が連結された状態でトラック製造メーカら車両を引き継いだトラック架装メーカは、図に示すようにシャシフレームの上に縦根太および横根太と呼ぶ荷台を支える丈夫な金属材料を用いた構造を構築する。縦根太は一般的にシャシフレームの上に固定され、横根太はその上に90度の角度で配置される。なお本例は一般的な縦根太と横根太の構造を示しているが、これに限定したわけではなく、種々の電池形状等の状態に合わせて構成は変更を行える。

【0011】

図２は電動トラックの運転席部分から後ろの荷台の略図である。図２（A）は最も基本となる電池搭載方法を示し、１はトラックを前後方向から見た図であり、２は側面から見た図である。３は後ろのタイヤを示し、４はドライバーが乗車する車両部分から荷台車用の後方に取り付けられる金属製の頑丈なシャシフレームである。５はシャシフレームと６の床板の間に作製される根太と呼ばれる枠組みであり、７は顧客の要望によって屋根がある箱型の荷台構造や、屋根のない枠組みだけの構造等まちまちである。８は搭載される電池を示し、本図では５の根太が電池を搭載するだけの高さを確保した例を示している。本図による電池の搭載方法の１つの長所として、電池が荷台の下に設置される事で、荷台の重量によっては重心が高くなりがちなトラックにあっても、ある程度重量のある電池が重心を下げる効果が期待できる。

【0012】

図２（B）は別の電池搭載方法を示す図であり、図２（A）と同じ役目を行う部分は同じ番号で示している。本図では電池の高さが標準の形状の根太５－１よりも高いため、第二の根太となる５－２を５－１の上に積み上げた形状を取っている。なお、荷台７の上方部分は省略している。

【0013】

図２（C）はさらに別の電池搭載方法を示す図であり、図２（A）と同じ役目を行う部分は同じ番号で示している。本図では電池の高さを稼ぐためにシャシフレーム４の内側にも電池を搭載している。

【0014】

図２（D）はさらに別の電池搭載方法を示す図であり、図２（A）と同じ役目を行う部分は同じ番号で示している。本図ではさらに電池の搭載量を増量するために、図２（C）の電池搭載方法(8-1)に加えて、シャシフレーム４と根太５の外側にも電池（8-2）を搭載している。なお、電池搭載方法としては、図に示してはいないが図２の（A）から（D）４を組み合わせた方法が種々考えらえる。

【0015】

図３の（A）から（D）はシャシフレーム、根太（横根太と縦根太）、台枠、床板、電池等をより具体的に描いた図である。図３（A）と図３（C）は横根太、縦根太、台枠と床板を斜め上から眺めた図であり、床板の一部は根太部分が見えるように切り取って示している。本図では縦根太が車両の前後方向と平行に構成され、横根太が縦根太の上に構成されている。横根太の周辺には台枠と呼ぶ枠が存在する。床板は横根太の上に構成されており、搭載する荷物はこの上に置かれる。図３（B）は（A）を前後から見た断面図であり、図３（A）には無いシャシフレームとクロスメンバーが描かれている。シャシフレームと縦根太の間にはスペーサーが存在する。本図では電池は縦根太の間に搭載されている様子を示している。そして、電池はトラックの後方から図３（A）の矢印のようにスライドさせて取り出せるようになっている。

【0016】

図３（D）は図３（C）を横側から見た断面図であり、電池は横根太の間に搭載される様子を示している。電池は横根太の下に取り付けた凸型の治具の上に搭載されている。電池をメンテナンスする場合は図３（C）のように、電池は凸型の治具と共に下にとりだす。

【0017】

図４は図２の電池搭載方法をより具体的に示した図であり、図４（A）は縦根太の間に電池を搭載する様子を示しており、電池の下には電池を支える支持板があり、本支持板は電池を下からの水や消雪剤による侵入を防ぐ役目も負う。さらに本支持板は空気の流れを利用した冷却板の役目も行う。また、冷却効果を増すために支持板の下にフィンを設ける事も出来る。

【0018】

図４（B）は電池の上に取り付けた電池支持板が縦根太の上に被さるように取り付けた例である。この支持板は電池を支えると共に、空冷を行う冷却板の役目も担う。
図４（C）は別の電池支持方法を示しており、タイプAは箱型の支持治具が縦根太と電池の間に取り付けられている。タイプBは横根太と電池の間にL字型の支持治具で取り付けられている様子を示している。

【0019】

図４（D）は横根太の間に電池を搭載する方法を示しており、本例では電池の支持板は電池の下に配置する方法を示しているが、電池の上側に支持板を配置する方法も考えられる。本例でも支持板は冷却の役目も負う。図４（E）は、図３（A）から図３（D）の電池搭載形態を組み合わせて、電池を縦根太と横根太の中央に存在する空間に配置することで、電池の深さ方向が増すことにより電池積載量の増加が可能となる事を示している。電池の支持治具は凸型の形状であり、治具のトップの部分が横根太とボルトなどで固定され、電池は凸型の横の部分に設置される。この場合は、電池の上の床板の部分は取り外しが行えて、電池の交換等のメンテナンスが可能なように構成されている。

【0020】

図５は横根太と縦根太が格子状に組み合わされている例を示している。図５（A）の電池ボックスは電池モジュール6個を1組とした構成を取っていて、横根太と縦根太の間の空間に配置する。図５（Ａ）図の下には1個の電池モジュールの形状と寸法を示し、ここでは東芝製のSCiB電池を例にとっている。本図では電池ボックスを2個搭載した例を示しているが、横根太と縦根太の空間に余裕があれば、さらに電池ボックスを搭載する事が可能となる。また、横根太の一部に電池を空気で冷却するための空気穴を記したが、これらの空気穴はどの横根太と縦根太のどこにあっても良く、全ての根太に存在する場合も、また空気穴がない場合も当然ながらあり得る。

【0021】

図５（Ｂ）は電池を12個搭載して1バンクとした電池ボックスを2個搭載した例である。このようにすると電池1モジュールを12個使用した1バンクを1個のボックスに収める事が可能となる。下図は１つのバンクであり、本バンクには電池の状態を監視する等の機能を持つBMS（Battery Management System）も搭載した様子を示している。

【0022】

図６これまでの電池搭載方法と異なり、運転手の乗る車両にも電池を搭載可能なトレーラタイプのトラックの例である。トレーラタイプなので、運転手が乗る車両で牽引されるトレーラ部分にも後輪タイヤが装備されている。トレーラ部分には駆動機構はなく、運転手の乗る車両に駆動機構が設置されるので、その部分に電池１を搭載するが、その電池は運転者の乗る車両が走行するだけの電池容量で良いので小容量となる。一方、トレーラ部分（牽引される車両）には貨物が乗るため、それに見合った容量の電池２を搭載する。このように、電池を2箇所に分けて搭載する事により、走行形態に適合した電池搭載方法を提案する。

【0023】

図７はさらに別の電動トラックの電池搭載方法を示している。本方法では運転席側の車両と貨物室側の車両の間の空間に電池を搭載する。図７（A）はトラックの側面図であり、図７（B）はトラックを上から見た鳥瞰図である。架装メーカはトラック製造メーカから引き取った車両を改造して荷台部分を設計製造するので、電池を搭載する場所を設ける事は容易である。図中には電池パックが3個縦済みにされた様子を示している。さらに、図３で代表される根太の間に電池を搭載した構成も合わせて利用可能である。

【産業上の利用可能性】

【0024】

本発明は電動トラックの電池搭載方法に関し、これまでの電池搭載方法であるシャシフレームの間に搭載する方法では電池搭載量が制限される問題が、電池をフレームの外側でタイヤ等を避けて搭載する方法では横からのダメージに弱いなどの問題があるが、電池を荷台下とシャシフレームの間に存在する縦根太と横根太の間の空間部分に設置する事で、電池の搭載量を自由に設定する事が出来て、横からのダメージに強い電動トラックが実現出来るので、物流を司るトラック輸送の電動化に貢献出来ることからCO2の削減に有効である。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】トラックの側面図の図１（Ａ）と鳥瞰図の図１（Ｂ）

【図2】電動トラックの荷台とシャシフレームの間にある根太の空間に電池を搭載した図２（Ａ）と図２（Ｂ）の図例であり、図２（Ｃ）はシャシフレームの間にも電池を搭載した例、図２（Ｄ）はさらにシャシフレームの外側にも電池を搭載し、電池搭載量を増加した例

【図3】図３(Ａ) と図３（C）は縦根太、横根太と床板を斜め上から見た図であり、図３（Ａ）を前後から見た断面図が図３（Ｂ）となり、横から見た断面図が図３（D）となる。図３（A）と図３（C）には電池のメンテナンスや交換等が容易なように、縦根太あるいは横根太の空間に設置した電池を横または下からの取り出す様子を示した図

【図4】電池を縦根太と横根太の空間に搭載する種々の方法を示しており、図４（Ａ）は縦根太の間の空間に、電池の下に電池支持板を設けて設置した例、図４（Ｂ）は電池支持板を電池の上に設置した例、図４（Ｃ）は電池を縦根太から箱型の治具で支える方法を示したタイプＡと横根太からＬ字形の治具で支えたタイプＢ、図４（Ｄ）は横根太の空間に電池を搭載して、電池の下に電池支持板を設けて設定した例、図４（Ｅ）は横根太の下に凸型の支持板を設けて電池を搭載した例

【図5】電池を横根太と縦根太が格子状に組み合わされた構造の空間に配置した図であり、図５（Ａ）は電池モジュールを6個一組にして配置した例であり、図５（Ｂ）は電池モジュール12個とＢＭＳを搭載した電池バンクを配置した例

【図6】トレーラタイプのトラックの電池搭載方法を示した図

【図7】トラックの運転席の部分と貨物室の間に電池を搭載する様子を示した図であり、図７（Ａ）は横から見た図であり、図７（Ｂ）は上から見た鳥瞰図

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】