特開 2024-154125 駆動バッテリ搭載構造

(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】P2024154125

(43)【公開日】2024-10-30

(54)【発明の名称】駆動バッテリ搭載構造

(51)【国際特許分類】

   B60K 1/04 20190101AFI20241023BHJP

   B62D 21/02 20060101ALN20241023BHJP

【ＦＩ】

B60K1/04

B62D21/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023067774

(22)【出願日】2023-04-18

(71)【出願人】

【識別番号】521537852

【氏名又は名称】ダイムラー トラック エージー

(74)【代理人】

【識別番号】110003937

【氏名又は名称】弁理士法人前川知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】パテル プラティクマ

【テーマコード（参考）】

3D203

3D235

【Ｆターム（参考）】

3D203AA14

3D203AA31

3D203BA03

3D203DB05

3D235AA06

3D235BB27

3D235CC15

3D235DD37

3D235FF02

3D235FF35

3D235HH62

(57)【要約】

【課題】乗り心地を改善させることができる駆動バッテリ搭載構造を提供する。
【解決手段】駆動バッテリ搭載構造は、電動車両の前輪及び後輪の間に複数の駆動バッテリが搭載される。駆動バッテリは、少なくとも２つある。また、前輪及び後輪の間を、車長方向において前方部、中間部、後方部と、等間隔で分割した場合に、一方の駆動バッテリは前方部または中間部に、他方の駆動バッテリは後方部に、夫々同軸上に位置するよう搭載される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動車両の前輪及び後輪の間に複数の駆動バッテリが搭載される駆動バッテリ搭載構造であって、
前記駆動バッテリは、少なくとも２つあり、
前記前輪及び前記後輪の間を、車長方向において前方部、中間部、後方部と、等間隔で分割した場合に、一方の駆動バッテリは前記前方部または前記中間部に、他方の駆動バッテリは前記後方部に、夫々同軸上に位置するよう搭載されることを特徴とした駆動バッテリ搭載構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は駆動バッテリ搭載構造に関する。

【背景技術】

【0002】

電動車両は、例えば、特許文献１のように駆動用のバッテリであるバッテリユニットが搭載されるが、このバッテリは、トラックのような大型車両では、車両重量と走行距離の関係上、複数搭載されることがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－２０５６２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、駆動バッテリは重量が大きいため、駆動バッテリの搭載位置によっては、搭乗者の乗り心地に影響を与えることがある。したがって、上記のように複数の駆動バッテリを電動車両に搭載する場合、乗り心地を考慮して駆動バッテリの配置関係を決めることが望ましい。

【0005】

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電動車両における搭乗者の乗り心地を改善させることができる駆動バッテリ搭載構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。

【0007】

本適用例に係る駆動バッテリ搭載構造は、電動車両の前輪及び後輪の間に複数の駆動バッテリが搭載される駆動バッテリ搭載構造であって、前記駆動バッテリは、少なくとも２つあり、前記前輪及び前記後輪の間を、車長方向において前方部、中間部、後方部と、等間隔で分割した場合に、一方のバッテリは前記前方部または前記中間部に、他方のバッテリは前記後方部に、夫々同軸上に位置するよう搭載されることを特徴とする。

【0008】

このように構成された駆動バッテリ搭載構造は、走行中の電動車両のキャブにおける振動又は衝撃を抑制することができる。そのため、電動車両における搭乗者の乗り心地を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態１の電動車両の側面図である。

【図2】実施形態１の電動車両の平面図である。

【図3】実施形態２の電動車両の側面図である。

【図4】実施形態２の電動車両の平面図である。

【図5】電動車両の速度に対するキャブの加速度を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態１及び実施形態２を図面に基づき説明する。なお、各実施形態において、電動車両１の左右方向を車幅方向Ｙ，電動車両１の前後方向を車長方向Ｘ、電動車両１の上下方向を車高方向Ｚとする。

【0011】

（実施形態１）
図１は、電動車両１の左側から見た側面図である。図２は、キャブ３及び荷台４（又は荷箱）の図示を簡略化した電動車両１の平面図である。本実施形態の電動車両１は、ラダーフレーム２、キャブ３、荷台４、車輪機構５、駆動ユニット６、駆動電力供給部７、駆動バッテリ８を備える電動トラックである。また、電動車両１は、駆動バッテリ搭載構造９を備える。本実施形態の電動車両１は、走行用駆動源として電動機（後述するモータ６ａ）を備える電気自動車を想定しているが、電動車両としての機能を備えていればよく、例えばエンジンをさらに備えるハイブリッド自動車であってもよい。また、電動車両１は電気トラックに限定されることなく、車両を駆動するためのバッテリを備える他の商用車であってもよい。

【0012】

ラダーフレーム２は、左右一対のサイドフレーム２ａと複数のクロスメンバ２ｂを有している。サイドフレーム２ａは、電動車両１の車長方向Ｘ（前後方向）に沿って延在し、互いに車幅方向Ｙ（左右方向）に対して平行に配置された左サイドフレーム及び右サイドフレームを有する。複数のクロスメンバ２ｂは、左サイドフレームと右サイドフレームとを連結する。すなわち、ラダーフレーム２は梯子型フレームを構成する。ラダーフレーム２は、キャブ３、荷台４、駆動ユニット６、駆動電力供給部７、駆動バッテリ８、及び電動車両１に搭載されるその他の重量物を支持する機能を有する。

【0013】

キャブ３は、運転席を含む構造体であり、ラダーフレーム２の前部上方に設けられる。荷台４は、電動車両１によって搬送される荷物等が積載される構造体であり、ラダーフレーム２の後部上方に設けられている。

【0014】

車輪機構５は、本実施形態においては、車長方向Ｘの前方に位置する左右の前輪５ａ、２つの前輪５ａの車軸として機能するフロントアクスル５ｂ、車長方向Ｘの後方に位置しかつ左右に各２つ配置された後輪５ｃ、及び、後輪５ｃの車軸として機能するリアアクスル５ｄを有する。本実施形態に係る電動車両１は、後輪５ｃが駆動輪として機能するようにモータ６ａからの駆動力が後輪５ｃに伝達され、電動車両１を走行させる。なお、車輪機構５は、図示しないサスペンション機構を介してラダーフレーム２に懸架され、電動車両１の重量を支持する。

【0015】

駆動ユニット６はモータ６ａ、減速機構６ｂ、及び差動機構６ｃを有する。モータ６ａは、後述する駆動電力供給部７から交流電力が供給されることにより、電動車両１の走行に必要な駆動力を発生させる。減速機構６ｂは、図示しない複数のギアを含み、モータ６ａから入力された回転トルクを減速して差動機構６ｃに出力する。差動機構６ｃは、減速機構６ｂから入力される動力を左右の後輪５ｃに対して振り分ける。すなわち、駆動ユニット６は、減速機構６ｂ及び差動機構６ｃを介して、モータ６ａの駆動トルクを電動車両１の走行に適した回転速度に減速して、リアアクスル５ｄに駆動力を伝達する。これにより駆動ユニット６は、リアアクスル５ｄを介して後輪５ｃを回転させて電動車両１を走行させることができる。

【0016】

駆動電力供給部７は、いわゆるインバータであり、駆動バッテリ８から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ６ａへ供給し、電動車両１に対するアクセル操作に応じてモータ６ａの回転速度を制御する。

【0017】

駆動バッテリ８は、電動車両１を走行させるためのエネルギー源としてモータ６ａに電力を供給する二次電池である。本実施形態の駆動バッテリ８は、前後に長尺な略直方体状のバッテリハウジングと、該バッテリハウジングの内部に収容される大容量バッテリモジュール（不図示）を内部に備える。また、駆動バッテリ８は、複数の電動補機とそれらに電力を供給する配電ユニットとが電動車両１に搭載されている場合には（いずれも不図示）、当該配電ユニットにも電力を供給できるように構成されてもよい。

【0018】

図１及び図２に示すように、駆動バッテリ搭載構造９は、電動車両１の前輪５ａ及び後輪５ｃの間に複数の駆動バッテリ８が搭載される構造として構成される。駆動バッテリ搭載構造９の駆動バッテリ８は、少なくとも２つあり、車長方向Ｘに配置される。複数の駆動バッテリ８は、前輪５ａ及び後輪５ｃの間を、車長方向Ｘにおいて前方部Ｐ１、中間部Ｐ２、及び後方部Ｐ３の等間隔で分割した場合に、一方の駆動バッテリ８ａは前方部Ｐ１に、他方の駆動バッテリは後方部Ｐ３に、夫々略同軸上に位置するよう搭載される。駆動バッテリ８ａ及び駆動バッテリ８ｂは、図２の平面図に示されるように、電動車両１に対して車幅方向Ｙの略中央部において、略車軸Ｌに沿って車長方向Ｘに配置される。

【0019】

（実施形態２）
次に、実施形態２の電動車両１及び電動車両１が備える駆動バッテリ搭載構造９Ａについて説明する。図３は、本実施形態の電動車両１の左側から見た側面図である。図４は、キャブ３及び荷台４の図示を簡略化した本実施形態の電動車両１の平面図である。なお、実施形態２の説明において、実施形態１の電動車両１と同様の構成については、同一の符号付す等して、その説明を省略又は簡略化する。

【0020】

実施形態２の複数の駆動バッテリ８は、前輪５ａ及び後輪５ｃの間を、車長方向Ｘにおいて前方部Ｐ１、中間部Ｐ２、及び後方部Ｐ３の等間隔で分割した場合に、一方の駆動バッテリ８ａは中間部Ｐ２に、他方の駆動バッテリ８ｂは後方部Ｐ３に、夫々略同軸上に位置するよう搭載される。駆動バッテリ８ａ及び駆動バッテリ８ｂは、図４の平面図に示されるように、電動車両１に対して車幅方向Ｙの略中央部において、略車軸Ｌに沿って車長方向Ｘに配置される。

【0021】

次に、実施形態１及び実施形態２の駆動バッテリ搭載構造９，９Ａを電動車両１に適用した場合に、キャブ３に与える加速度の影響について説明する。図５は、空荷状態の電動車両１を継目などの凹凸を有する路面に走行させた場合において、電動車両１の走行速度に対するキャブ３が受ける加速度のシミュレーション結果を示す図である。従って、シミュレーションは、電動車両１のキャブ３が振動又は衝撃を受けやすい条件下で行われている。図５の横軸は速度である。また図５の縦軸は加速度であり、車長方向Ｘの加速度成分及び車高方向Ｚの加速度成分のベクトル和の絶対値である。

【0022】

図５は、駆動バッテリ搭載構造９を備える電動車両１のキャブ３が受ける加速度の特性ｆ１、及び、駆動バッテリ搭載構造９Ａを備える電動車両１のキャブ３が受ける加速度の特性ｆ２を示している。また、図５は、電動車両１が図１等に示した前方部Ｐ１及び中間部Ｐ２に駆動バッテリ８を配置した場合のキャブ３が受ける加速度の特性ｆ３を、比較例として示している。

【0023】

キャブ３が受ける加速度は、各特性ｆ１～ｆ３に示されるように、駆動バッテリ８をいずれの位置の組み合わせで配置した場合であっても、速度の増加に伴って山なりに変化する。すなわち、加速度は、低速領域では速度の増加とともに増加し、所定の速度を境に、高速領域では速度の減少とともに減少する。

【0024】

また、駆動バッテリ８を前方部Ｐ１及び後方部Ｐ３に配置した駆動バッテリ搭載構造９（特性ｆ１）の場合、又は、駆動バッテリ８を中間部Ｐ２及び後方部Ｐ３に配置した駆動バッテリ搭載構造９Ａ（特性ｆ２）の場合は、駆動バッテリ８を前方部Ｐ１及び中間部Ｐ２に配置した場合（特性ｆ３）と比べて、キャブ３の加速度はシミュレーションを行った略全体の速度領域において抑制される。すなわち、キャブ３が受ける加速度は、前輪５ａ及び後輪５ｃの間を車長方向Ｘにおいて前方部Ｐ１、中間部Ｐ２、後方部Ｐ３と、等間隔で分割した場合の少なくとも後方部Ｐ３に一方の駆動バッテリ８を設けることで、抑制される。従って、このような駆動バッテリ搭載構造９，９Ａを備える電動車両１は、搭乗者が受ける振動又は衝撃も緩和されて、良好な乗り心地を得ることができる。

【0025】

なお、荷台４に荷物が搭載されている場合は、図５の加速度は減少する傾向にある。荷台４に荷物が搭載されている場合であっても、電動車両１の加速度は、実施形態１，２の駆動バッテリ搭載構造９，９Ａを備えることでさらに抑制される。

【0026】

以上、各実施形態において、電動車両１の前輪５ａ及び後輪５ｃの間に複数の駆動バッテリ８（８ａ，８ｂ）が搭載される駆動バッテリ搭載構造９について説明した。この駆動バッテリ搭載構造９において、駆動バッテリ８は少なくとも２つあり、前輪５ａ及び後輪５ｃの間を、車長方向Ｘにおいて前方部Ｐ１、中間部Ｐ２、後方部Ｐ３と、等間隔で分割した場合に、一方の駆動バッテリ８ａは前方部Ｐ１または中間部Ｐ２に、他方の駆動バッテリ８ｂは後方部Ｐ３に、夫々同軸上に位置するよう搭載される。これにより、キャブ３の振動又は衝撃（加速度）を抑制することができるため、乗り心地が良好となるように改善可能な駆動バッテリ搭載構造９を構成することができる。

【0027】

また、駆動バッテリ搭載構造９は、駆動バッテリ８の配置を調整することでキャブ３が受ける加速度を抑制することができるため、搭乗者の乗り心地の向上を低コストで実現することができる。

【0028】

以上で本発明に係る駆動バッテリ搭載構造の実施形態についての説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。

【0029】

例えば、本実施形態では、駆動バッテリ８が少なくとも２つ設けられた駆動バッテリ搭載構造９を備える電動車両１について説明したが、駆動バッテリ８は３つ以上の複数設けられてもよい。この場合、駆動バッテリ８は、後輪５ｃ側（例えば、前輪５ａ及び後輪５ｃの間を車長方向Ｘにおいて前方部Ｐ１、中間部Ｐ２、中間部Ｐ２－１、後方部Ｐ３と、等間隔で分割した場合の後方部Ｐ３）に少なくとも１つ設けられる構成とすることができる。

【符号の説明】

【0030】

１ 電動車両
２ ラダーフレーム
２ａ サイドフレーム
２ｂ クロスメンバ
３ キャブ
４ 荷台
５ 車輪機構
５ａ 前輪
５ｂ フロントアクスル
５ｃ 後輪
５ｄ リアアクスル
６ 駆動ユニット
６ａ モータ
６ｂ 減速機構
６ｃ 差動機構
７ 駆動電力供給部
８，８ａ，８ｂ 駆動バッテリ
９，９Ａ 駆動バッテリ搭載構造
Ｌ 車軸
Ｐ１ 前方部
Ｐ２ 中間部
Ｐ３ 後方部
Ｘ 車長方向
Ｙ 車幅方向
Ｚ 車高方向
ｆ１～ｆ３ 特性

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】