特開 2024-93138 車両

(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】P2024093138

(43)【公開日】2024-07-09

(54)【発明の名称】車両

(51)【国際特許分類】

   B60K 1/04 20190101AFI20240702BHJP

   B60K 11/06 20060101ALI20240702BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20240702BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20240702BHJP

   H01M 10/6563 20140101ALI20240702BHJP

【ＦＩ】

B60K1/04

B60K11/06

H01M10/613

H01M10/625

H01M10/6563

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022209323

(22)【出願日】2022-12-27

(71)【出願人】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110003410

【氏名又は名称】弁理士法人テクノピア国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 岳史

【テーマコード（参考）】

3D038

3D235

5H031

【Ｆターム（参考）】

3D038AA09

3D038AB01

3D038AC02

3D038AC22

3D235AA01

3D235BB04

3D235BB07

3D235BB17

3D235BB36

3D235BB45

3D235CC15

3D235DD25

3D235DD27

3D235FF07

3D235HH25

5H031KK08

(57)【要約】      （修正有）

【課題】後方衝突時のさらなる安全性を向上する。
【解決手段】車両は、バッテリ１１と、バッテリより後方側で左右方向に沿って設けられるクロスメンバー３１と、バッテリの内外で空気を流通させるためのダクト１５と、を備え、ダクトは、クロスメンバーの後方側に、ダクトにおける他の部分より剛性が高い高剛性部１５ｃを有する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリと、
前記バッテリより後方側で左右方向に沿って設けられるクロスメンバーと、
前記バッテリの内外で空気を流通させるためのダクトと、
を備え、
前記ダクトは、前記クロスメンバーの後方側に、前記ダクトにおける他の部分より剛性が高い高剛性部を有する
車両。

【請求項2】

前記高剛性部は、上下方向において前記クロスメンバーとオーバーラップするように配置される
請求項１に記載の車両。

【請求項3】

前記ダクトは、前記バッテリの後方側に、前記高剛性部より剛性が低い低剛性部を有する
請求項１に記載の車両。

【請求項4】

前記低剛性部は、上下方向において前記バッテリとオーバーラップするように配置される
請求項３に記載の車両。

【請求項5】

前記バッテリの左右方向の両側及び中央において前後方向に沿って配置されるシートヒンジと、
前記バッテリより前方側で左右方向に沿って配置される車体クロスメンバーと、
を備え、
前記シートヒンジ、前記車体クロスメンバー及び前記クロスメンバーは、８の字の構造体を形成する
請求項１または請求項２に記載の車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリを備える車両に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、後部座席の下方にバッテリが搭載された車両では、後方からの追突エネルギーを吸収するための衝撃吸収部材が設けられたものが提案されている（例えば特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１１２２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

後部座席の下方にバッテリが搭載された車両では、後方衝突時のさらなる安全性を向上することが望まれている。

【0005】

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、安全性を向上することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一実施の形態に係る車両は、バッテリと、バッテリより後方側で左右方向に沿って設けられるクロスメンバーと、バッテリの内外で空気を流通させるためのダクトと、を備え、ダクトは、クロスメンバーの後方側に、ダクトにおける他の部分より剛性が高い高剛性部を有する。
これにより、車両は、後方衝突時に高剛性部がクロスメンバーに接触して潰れることになるため、後方衝突時の衝突エネルギーを、高剛性部が潰れることにより消費することが可能となる。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、安全性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】車両の構成概要を示した図である。

【図2】バッテリ１１周辺の上面図である。

【図3】図２におけるＡ－Ａ断面図である。

【図4】図２においてＢ方向から見た図である。

【図5】後方衝突時の車両１を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

＜１．車両の概要構成＞
図１は、車両１の構成概要を示した図である。以下では、車両１の進行方向を前方向、車両１の後退方向を後方向、車両１の進行方向に対して右側を右方向、車両１の進行方向に対して左側を左方向、鉛直上方を上方向、鉛直下方を下方向として説明する。

【0010】

図１に示すように、車両１は、エンジン２、モータ３、バッテリパック４、インバータ５、送電ケーブル６を備えるハイブリッド自動車である。バッテリパック４は、バッテリ１１及びＢＣＵ（Battery Control Unit）等の電子部品１２が収容される。

【0011】

エンジン２及びモータ３は、車両１を走行させる動力源である。なお、車両１は、動力源としてモータ３のみを備える電気自動車であってもよい。
車両１は、例えば、動力源であるエンジン２及びモータ３からの動力が変速機、フロントディファレンシャルギヤ等を介して前輪に伝達されるとともに、変速機、プロペラシャフト及びリヤディファレンシャルギヤ８（図２、図３参照）等を介して後輪に伝達される４輪駆動自動車である。

【0012】

エンジン２は、例えば、一対のシリンダ群がクランクシャフトを挟んで左右方向に水平に対向配置された水平対向エンジンである。エンジン２は、ガソリンと空気の混合気をシリンダ内で燃焼させることにより得られる燃焼圧によってピストンを往復動させる。そして、エンジン２は、ピストンにコネクティングロッドを介して接続されたクランクシャフトを回転させることで動力を得る。なお、エンジン２は、直列エンジン、Ｖ型エンジン等であってもよい。また、エンジン２は、ディーゼルエンジンであってもよい。

【0013】

モータ３は、例えば三相交流モータである。モータ３は、バッテリ１１から送電ケーブル６及びインバータ５を介して供給される電力によって動力を発生させる。
また、モータ３は、回生運転を行うことによって電気（電力）を生成する。モータ３の回生運転によって生成された電気は、インバータ５及び送電ケーブル６を介してバッテリ１１に供給される。

【0014】

インバータ５は、バッテリ１１から供給される直流電流を三相の交流電流に変換し送電ケーブル６を介してモータ３に供給する。また、モータ３が回生運転を行う場合、インバータ５は、モータ３から供給される交流電流を直流電流に変換し送電ケーブル６を介してバッテリ１１に供給する。

【0015】

バッテリ１１は、高電圧二次電池であり、モータ３に供給するための電気を蓄電可能である。バッテリ１１は、モータ３による回生運転によって充電される。また、バッテリ１１は、不図示の外部装置からの電気供給によっても充電が可能であってもよい。

【0016】

電子部品１２にはＢＣＵが含まれる。ＢＣＵは、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit）によって構成されており、バッテリ１１の状態を監視し、また、バッテリ１１の動作を制御する。ＢＣＵは、バッテリ１１の電流、電圧及び温度をそれぞれ測定するセンサが接続されており、これらセンサから測定結果を取得する。そして、ＢＣＵは、センサから取得した測定結果を他のＥＣＵに送信したり、センサから取得した測定結果や他のＥＣＵの指示に基づいてバッテリ１１の動作を制御したりする。

【0017】

図２は、バッテリ１１周辺の上面図である。図３は、図２におけるＡ－Ａ断面図である。図４は、図２においてＢ方向から見た図である。なお、図２及び図４では後部座席７を省略している。

【0018】

図２～図４に示すように、バッテリパック４（バッテリ１１）は、後部座席７の下方であって、リヤディファレンシャルギヤ８より上方に配置される。後部座席７は、例えば３列シートのうち、最も後方側のシートである。

【0019】

この位置にバッテリパック４が配置されていることにより、車両１では、プロペラシャフトやリヤディファレンシャルギヤ８を配置する空間ができ、４輪駆動を実現可能としている。また、車両１では、燃料タンクを配置する空間が確保することができるとともに、燃料タンクの大型化が可能となる。

【0020】

一方で、後部座席７の下方にバッテリパック４を配置する場合、車両１が後方から衝突されると、その衝突によってバッテリ１１が損傷するおそれがある。

【0021】

そこで、車両１では、バッテリ１１周辺の構造を以下のようにしている。車両１は、前後方向に沿って一対の車体フレーム２１が設けられる。一対の車体フレーム２１は、左右方向（幅方向）に離隔して設けられており、車両１に加えられる振動、ねじり、曲げ等を受けるために高い剛性を有している。

【0022】

また、車両１は、前後方向における後部座席７の下方に、一対の車体フレーム２１に架け渡されるように左右方向に沿って車体クロスメンバー２２が設けられる。車体クロスメンバー２２は、左右方向の両端部が高くなるとともに左右方向の中央部が両端部よりも低くなるように形成される。
車体クロスメンバー２２は、車体フレーム２１と同様に、車両１に加えられる振動、ねじり、曲げ等を受けるために高い剛性を有している。

【0023】

バッテリパック４は、上記したバッテリ１１及びＢＣＵ１２に加え、バッテリケース１３、蓋部１４及び排気ダクト１５を備える。

【0024】

バッテリケース１３は、上部が開口した凹形状に形成されており、開口の全周に亘ってリブ１３ａ～１３ｄが設けられるとともに、左右方向の中央に前後方向に沿ってリブ１３ｅが設けられる。バッテリケース１３の中には、バッテリ１１及び電子部品１２等が収容される。

【0025】

リブ１３ａ、１３ｂは左右方向に沿って配置され、リブ１３ｃ、１３ｄ、１３ｅは前後方向に沿って配置されている。リブ１３ｃは左側の車体フレーム２１に沿って配置され、リブ１３ｄは右側の車体フレーム２１に沿って配置されている。
そして、バッテリパック４は、リブ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｅが連結されることで、全体として略長方形状に開口される。

【0026】

リブ１３ａ～１３ｅは、例えばアルミニウム等の金属材でなり、下方向に開口するように断面が略Ｕ字形状となっていて剛性が高められている。バッテリパック４は、リブ１３ａが車体クロスメンバー２２に載せられ、リブ１３ｂが一対の車体フレーム２１に架け渡され、リブ１３ｃが左側の車体フレーム２１に載せられ、リブ１３ｄが右側の車体フレーム２１に載せられる。これにより、バッテリパック４は、全体として車体（車体フレーム２１及び車体クロスメンバー２２）に支持される。
そして、バッテリパック４は、リブ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｅが車体フレーム２１及び車体クロスメンバー２２に不図示の締結ボルト等で締結されることで固定される。

【0027】

蓋部１４は、バッテリケース１３の開口を塞ぐようにバッテリケース１３の上に設けられ、リブ１３ａ～１３ｅに不図示の締結ボルト等で固定される。

【0028】

排気ダクト１５は、バッテリ１１の内外で空気を流通させるためのダクトの一例である。排気ダクト１５は、一端がバッテリ１１の下部に接続されるとともに、他端が車外に向けて開口されている。排気ダクト１５は、バッテリ接続部１５ａ、低剛性部１５ｂ、高剛性部１５ｃ及び外部配管部１５ｄが連続するように接続されている。

【0029】

バッテリ接続部１５ａは、バッテリケース１３内において左右方向の中央やや左側で、前後方向に沿って配置される。バッテリ接続部１５ａは、一端がバッテリ１１の下部に接続され、他端が低剛性部１５ｂの下端に接続される。

【0030】

低剛性部１５ｂは、バッテリケース１３内において最も後方側であって上下方向に沿って配置される。低剛性部１５ｂは、下端がバッテリ接続部１５ａに接続されるとともに、上端が高剛性部１５ｃに接続される。
低剛性部１５ｂは、高剛性部１５ｃよりも剛性が低い例えば樹脂によって形成されている。また、低剛性部１５ｂは、バッテリ１１より剛性が低い。
また、低剛性部１５ｂは、上下方向においてバッテリ１１とオーバーラップする（重なる）ように配置されている。

【0031】

高剛性部１５ｃは、低剛性部１５ｂに連続するように上下方向に沿って配置される。高剛性部１５ｃは、バッテリケース１３内から蓋部１４を通ってバッテリケース１３外にかけて配置される。
高剛性部１５ｃは、低剛性部１５ｂより剛性が高い例えば樹脂によって形成されている。なお、高剛性部１５ｃは、排気ダクト１５の他の部分（バッテリ接続部１５ａ、低剛性部１５ｂ、外部配管部１５ｄ）より剛性が高い。

【0032】

外部配管部１５ｄは、バッテリケース１３外において略左右方向に沿って配置される。外部配管部１５ｄは、一端が高剛性部１５ｃに接続されるとともに、他端が車外に開口されている。

【0033】

バッテリパック４では、不図示のファンによりバッテリケース１３内に空気が流入され、流入された空気が主にバッテリ１１を冷却する。そして、バッテリ１１を冷却して温められた空気が排気ダクト１５を通って車外に排出される。すなわち、バッテリ１１から発せられた熱が排気ダクト１５を通って車外に排出される。

【0034】

蓋部１４には、左右方向に沿って配置されたクロスメンバー３１が取り付けられている。クロスメンバー３１は、リブ１３ｃ及びリブ１３ｄ上に両端が載せられており、不図示の締結ボルト等でリブ１３ｃ及びリブ１３ｄに固定される。なお、クロスメンバー３１は、車体フレーム２１に固定されるようにしてもよい。

【0035】

また、クロスメンバー３１は、排気ダクト１５の高剛性部１５ｃよりも前方側に配置されている。また、クロスメンバー３１の最も後方側は、バッテリ１１の最も後方側よりも後方に位置している。

【0036】

クロスメンバー３１の上下方向の厚みは、高剛性部１５ｃの上下方向の厚みよりも薄い。そして、クロスメンバー３１は、上下方向において厚さの全てが高剛性部１５ｃとオーバーラップするように（重なるように）配置されている。

【0037】

バッテリパック４の上部には、後部座席７を支持するための３個のシートヒンジ３２（３２ａ～３２ｃ）が前後方向に沿って設けられる。シートヒンジ３２ａは、左側の車体フレーム２１に沿って配置される。シートヒンジ３２ｂは、車両１の左右方向の中央に配置される。シートヒンジ３２ｃは、右側の車体フレーム２１に沿って配置される。

【0038】

シートヒンジ３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、前方側の端部が車体クロスメンバー２２上に配置され、後方側の端部がクロスメンバー３１上に配置され、これらの端部が不図示の締結ボルト等によって車体クロスメンバー２２及びクロスメンバー３１に固定される。

【0039】

従って、バッテリ１１は、上方から見ると、車体クロスメンバー２２、クロスメンバー３１及びシートヒンジ３２ａ、３２ｂ、３２ｃによって８の字の構造体で囲まれることになる。これにより、車両１が例えば後方から衝突（追突）された場合に、８の字の構造体によって守られることになる。
そのため、車両１では、バッテリ１１の破損を低減することが可能となる。また、車両１では、バッテリ１１が８の字の構造体で守られることにより後部座席７が移動するおそれを低減でき、後部座席７に座っている乗員のダメージを低減することも可能となる。

【0040】

図５は、後方衝突時の車両１を説明する図である。車両１が後方から障害物１００に衝突された場合、図５上段に示すように、バッテリ１１の周辺では、まず障害物１００がバッテリケース１３のリブ１３ｂに接触する。そして、バッテリケース１３のリブ１３ｂが潰れていくことで障害物１００による衝突エネルギーを消費（減少）させる。なお、この段階では、低剛性部１５ｂ及び高剛性部１５ｃがリブ１４ｂの前方に設けられているため、低剛性部１５ｂ及び高剛性部１５ｃは変形することはない。

【0041】

その後、リブ１３ｂが潰れるだけでは衝撃エネルギーを受けきれない場合、図５中段に示すように、高剛性部１５ｃが障害物１００に接触して前方に押し込まれる。このとき、高剛性部１５ｃが上下方向においてクロスメンバー３１とオーバーラップするように配置されているため、前方に押し込まれた高剛性部１５ｃはクロスメンバー３１に接触することになる。

【0042】

そして、高剛性部１５ｃがクロスメンバー３１に接触した後にさらに押し込まれると、図５下段に示すように、高剛性部１５ｃが潰れていくことで障害物１００による衝突エネルギーを消費させる。
このとき、高剛性部１５ｃは、低剛性部１５ｂより剛性が高い部材によって形成されているため、潰れる際に消費されるエネルギーを大きくすることができ、より衝突エネルギーを消費させることが可能となる。

【0043】

一方で、低剛性部１５ｂが障害物１００によって前方に押し込まれてバッテリ１１に接触したとしても、低剛性部１５ｂは高剛性部１５ｃ及びバッテリ１１より剛性が低い部材によって形成されているため、低剛性部１５ｂが潰れることでバッテリ１１に損傷を与えてしまうことを低減することが可能となる。

【0044】

＜２．変形例＞
なお、以上の実施形態は本発明を実施する一例で有り、本発明の実施は以上の例に限定されず、各種の変形例が考えられる。

【0045】

例えば、上記した実施形態では、車体クロスメンバー２２、クロスメンバー３１及びシートヒンジ３２によってバッテリ１１が８の字の構造体で囲まれるようにした。しかしながら、８の字の構造体は必須でなく、例えばシートヒンジ３２ｂを抜いた四角形状の構造体で囲まれるようにしてもよい。

【0046】

また、上記した実施形態では、バッテリ１１が後部座席７の下方に配置されるようにしたが、これに限らず、例えば、バッテリ１１がトランクルームの下方に配置されるようにしてもよい。

【0047】

また、上記した実施形態では、バッテリ１１の内外で空気を流通させるためのダクトの一例として排気ダクト１５を例に挙げて説明した。しかしながら、排気ダクト１５は、構成を変えることなく、外部から空気をバッテリ１１に流入させるための吸気ダクトとして用いられるようにしてもよい。すなわち、バッテリ１１の内外で空気を流通させるためのダクトは、排気ダクトでも吸気ダクトでもよい。

【0048】

＜３．まとめ＞
上記のように実施形態の車両１は、バッテリ１１と、バッテリ１１より後方側で左右方向に沿って設けられるクロスメンバー３１と、バッテリ１１の内外で空気を流通させるためのダクト（排気ダクト１５）と、を備え、ダクト（排気ダクト１５）は、クロスメンバー３１の後方側に、ダクト（排気ダクト１５）における他の部分（バッテリ接続部１５ａ、低剛性部１５ｂ、外部配管部１５ｄ）より剛性が高い高剛性部１５ｃを有する。
これにより、車両１は、後方衝突時に高剛性部１５ｃがクロスメンバー３１に接触して潰れることになるため、後方衝突時の衝突エネルギーを、高剛性部１５ｃが潰れることにより消費することが可能となる。
これにより、車両１では、バッテリ１１の破損を低減することができる。また、車両１では、衝突エネルギーを高剛性部１５ｃが潰れることで消費することにより、バッテリ１１が前方へ移動してしまうおそれを低減することができる。かくして、車両１は、安全性を向上することができる。

【0049】

また、高剛性部１５ｃは、上下方向においてクロスメンバー３１とオーバーラップするように配置される。
これにより、車両１は、後方衝突時に高剛性部１５ｃがクロスメンバー３１に適切に接触することが可能となる。従って、後方衝突時に、高剛性部１５ｃを適切に潰させて衝突エネルギーを消費させることができる。

【0050】

また、ダクト（排気ダクト１５）は、バッテリ１１の後方側に、高剛性部１５ｃより剛性が低い低剛性部１５ｂを有する。
これにより、車両１は、後方衝突時に低剛性部１５ｂがバッテリ１１に接触することになるため、低剛性部１５ｂが前方に押し込まれて潰れる際にバッテリ１１を破損させるおそれを低減することができる。かくして、車両１は、より安全性を向上することができる。

【0051】

また、低剛性部１５ｂは、上下方向においてバッテリ１１とオーバーラップするように配置される。
これにより、車両１は、後方衝突時に低剛性部１５ｂがバッテリ１１に適切に接触することが可能となる。従って、後方衝突時に、低剛性部１５ｂが前方に押し込まれて潰れる際にバッテリ１１を破損させるおそれをより低減することができる。

【0052】

また、バッテリ１１の左右方向の両側及び中央において前後方向に沿って配置されるシートヒンジ３２ａ、３２ｂ、３２ｃと、バッテリ１１より前方側で左右方向に沿って配置される車体クロスメンバー２２と、を備え、シートヒンジ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、車体クロスメンバー２２及びクロスメンバー３１は、８の字の構造体を形成する。
これにより、バッテリ１１が８の字の構造体に囲まれることになるため、後方衝突時において８の字の構造体によってバッテリ１１が守られる。従って、車両１では、バッテリ１１の損傷をより低減することができる。また、車両１は、後部座席７が移動してしまうおそれも低減でき、後部座席７に座っている乗員へのダメージを与えてしまうおそれを低減することができる。

【符号の説明】

【0053】

１ 車両
４ バッテリパック
１１ バッテリ
１５ 排気ダクト
１５ｂ 低剛性部
１５ｃ 高剛性部
２１ 車体フレーム
２２ 車体クロスメンバー
３１ クロスメンバー
３２ シートヒンジ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】