JP4334501B2 - 車両用の電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車に搭載されて自動車を走行させるモーターを駆動する電源装置に関する。

モーターで走行する電気自動車、あるいはモーターとエンジンの両方で走行するハイブリッドカー等の自動車は、モーターを駆動する電池をケースに収納している電源装置を搭載する。この電源装置は、モーターで自動車を走行させるので出力を大きくするために、多数の電池を直列に接続して出力電圧を高くしている。たとえば、自動車に搭載される電装用のバッテリの電圧は、ほとんど例外なく１２Ｖであるが、走行用のモーターを駆動する電源装置の出力電圧は、一般的には２００Ｖ以上と極めて高電圧である。

現在市販されているハイブリッドカーは、モーター出力を数十ｋＷ以上、電源装置の出力電圧を２００〜３００Ｖの範囲としている。電源装置は、このような大出力に耐えるように設計されるので、万一、自動車の衝突事故等で破損して内部でショートすると、極めて大きな電流が流れて車両火災等の原因となる。このような弊害を防止するために、クラッシュするときに破壊される状態をコントロールする電源装置が開発されている（特許文献１参照）。
特開２００３−４５３９２号公報

この公報に記載される電源装置は、ケースを前方の電池収納部と後方の衝撃吸収部に分割している。後ろから追突されるときには、衝撃吸収部を前方の電池収納部の下に押し込む状態として、衝撃を吸収しながらクラッシュする構造とする。すなわち、衝撃吸収部を電池収納部の下に押し込んで、電池収納部を水平な姿勢から垂直方向に傾動させて、安全性を確保しながらクラッシュさせる。

以上のように、電源装置は、複数に分割してクラッシュさせる構造で、衝撃を吸収しながら安全性を向上できる。ただ、このことを実現するために、クラッシュのときに確実に分割されるように、ケースを複数に分割して製作している。複数に分割されたケースは、接着して連結され、クラッシュのときに分離する構造としている。しかしながら、複数に分割されたケースは、接着に時間がかかって能率よく多量生産できない欠点がある。それは、接着剤が硬化するまで、連結部を所定の姿勢に保持する必要があるからである。また、接着して連結しているケースは、接着剤の経時的な劣化で外れやすくなる欠点もある。とくに、車両用の電源装置は、振動を受ける状態で使用されるので、接着剤が劣化すると外れやすくなる欠点がある。また、接着剤で防水構造に連結する構造にあっては、連結剤が劣化して防水性が低下して、ケース内に水が浸入する等の弊害も発生する。

本出願人は、このような欠点を解決することを目的として、電池を収納するプラスチックボックスとして、図１と図２に示す連結構造のものを開発した。このプラスチックボックス８３は、プラスチック製の電池収納ボックス８３Ａと衝撃吸収ボックス８３Ｂとをプラスチックで別々に成形して、電池収納ボックス８３Ａと衝撃吸収ボックス８３Ｂを互いに連結している。電池収納ボックス８３Ａは、衝撃吸収ボックス８３Ｂとの連結部に連結溝８６を設けている。衝撃吸収ボックス８３Ｂは、電池収納ボックス３Ａとの連結部に連結溝８６に挿入される連結凸条８７を設けている。プラスチックボックス８３は、連結凸条８７を連結溝８６に入れ、かつ連結溝８６の内面と連結凸条８７の表面との隙間に接着剤８８を充填して、電池収納ボックス８３Ａと衝撃吸収ボックス８３Ｂを連結している。さらに、連結溝８６と連結凸条８７の隙間には、溝形に成形している連結具８９を挿入している。この連結具８９は、連結溝８６への挿入方向では係止されず、連結溝８６からの引き抜き方向では連結溝８６の内面に抜けないように係止される外側係止突起８９Ａを弾性的に外側に突出して設けている。さらに、連結具８９は、連結凸条８７の挿入方向では係止されず、連結凸条８７の引き抜き方向では連結凸条８７の外側面に抜けないように係止される内側係止突起８９Ｂを弾性的に内側に突出して設けている。連結具８９を介して連結凸条８７が連結溝８６に連結される状態で連結凸条８７が連結溝８６に挿入され、接着剤８８で連結凸条８７を連結溝８６に接着して電池収納ボックス８３Ａと衝撃吸収ボックス８３Ｂを連結している。連結具８９は、Ｕ曲形状の金属板で、金属板の一部を切断、折曲して外側係止突起８９Ａと内側係止突起８９Ｂを設けている。

この構造のプラスチックボックスは、連結具を介して電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスとを連結しながら接着材で連結する。このため、この構造は製造に極めて手間がかかる。さらに、電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスとは、内部に水が侵入しないように、防水構造で連結する必要がある。このため、接着剤を隙間ができないように充填する必要があって、接着剤の充填を極めて慎重にする必要があり、この工程に極めて手間がかかる。さらに、プラスチック製の電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスを防水構造に保持しながら、しかも所定の強度で連結する必要があるので、接着剤に要求される特性が厳しく、接着剤のコストも高くなる。さらに、接着剤で接着している電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスとの連結強度は、接着剤の接着強度に依存するので、安定して長期間にわたって所定の強度に保持するのが難しい。このため、車両がクラッシュする衝撃では確実に電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスの境界で破断され、かつ、通常の使用状態では、防水構造を保持しながら、電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスとを確実に連結する状態に保持するのが難しい。接着剤が劣化して経時的に強度が低下し、また、振動等で連結部が剥離して防水構造が破壊されるからである。

本発明は、さらに以上の欠点を解決することを目的として開発されたもので、本発明の重要な目的は、電池を収納するプラスチックボックスを簡単かつ容易に、しかも安価に多量生産しながら、クラッシュの衝撃では電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスとを境界で確実に破断して衝撃を吸収し、さらに、通常の状態では電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスとを理想的な状態で連結して、電池を好ましい環境でプラスチックボックスに収納できる車両用の電源装置を提供することにある。

本発明の車両用の電源装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
車両用の電源装置は、ケースが電池を収納するプラスチックボックスを備える。このプラスチックボックスは、電池を収納している電池収納ボックスと、この電池収納ボックスに隣接して配設される衝撃吸収ボックスとからなる。プラスチックボックスは、ケースに加えられる衝撃で、衝撃吸収ボックスと電池収納ボックスを分離して、衝撃吸収ボックスを電池収納ボックスの下に移動させて、衝撃吸収ボックスで電池収納ボックスを傾動させて衝撃を吸収するようにしている。さらに、プラスチックボックスは、電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスをプラスチックで一体的に成形している。さらに、プラスチックボックスは、電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスとの境界に沿って、衝撃で破断される衝撃破壊薄肉部を設けており、クラッシュの衝撃で衝撃破壊薄肉部を破断して、衝撃吸収ボックスを電池収納ボックスの下に移動させるようにしている。

本発明の車両用の電源装置は、プラスチックボックスの衝撃破壊薄肉部を、電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスとの境界に沿って設けた破断溝とすることができる。

本発明の車両用の電源装置は、プラスチックボックスを防水構造として電池を収納することができる。

本発明の車両用の電源装置は、電池を収納するホルダーケースを備え、電池を収納しているホルダーケースを電池収納ボックスに収納して、ホルダーケースを介して電池を電池収納ボックスに配設することができる。

本発明の車両用の電源装置は、衝撃吸収ボックスに、電池を冷却する送風機を配設することができる。

本発明の電源装置は、電池を収納するプラスチックボックスを簡単かつ容易に、しかも安価に多量生産しながら、クラッシュの衝撃では電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスとを境界で確実に破断して衝撃を吸収し、さらに、通常の状態では電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスとを理想的な状態で連結して、電池を好ましい環境でプラスチックボックスに収納できる特徴が実現される。それは、本発明の電源装置が、電池を収納する電池収納ボックスと、クラッシュの衝撃を吸収する衝撃吸収ボックスをプラスチックで一体的に成形すると共に、電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスとの境界に沿って、クラッシュの衝撃で破断される衝撃破壊薄肉部を設け、クラッシュの衝撃を受けると、衝撃破壊薄肉部を破断して、衝撃吸収ボックスを電池収納ボックスの下に移動させるようにしているからである。とくに、電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスを一体的に成形して、その境界に衝撃破壊薄肉部を設けているプラスチックケースは、従来のように、電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスとを別々に成形して接着しているケースに比較すると、境界の防水構造を理想的な状態にできる。それは、衝撃破壊薄肉部を高い精度で成形できるために、水を通過しない状態に成形しながら、クラッシュの衝撃では分離するようにできるからである。このため、電池を理想的な防水状態でプラスチックケースに収納して、水による弊害を確実に防止できる特徴がある。

また、本発明の電源装置は、経年変化で電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスとが分離する等の弊害を有効に防止できる特徴も実現される。従来のプラスチックケースは、電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスとを接着して連結するので、接着剤が経時的に劣化して、連結部の強度が低下する欠点がある。これに対して、本発明の電源装置は、電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスの連結部の経時的な強度低下を防止し、衝撃や振動で連結部が破損するのを確実に阻止できる特徴がある。この特徴は、電池収納ボックスと衝撃破壊薄肉部とを接着して連結するのに代わって、電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスとに一体的に成形された衝撃破壊薄肉部で連結する独得の構造で解消する。このことは、耐用年数が長く、しかも温度や振動等の外的条件が悪い環境で使用される車両の電源装置として極めて大切である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための車両用の電源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。さらに、本発明は、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図３に示す車両は、フロア３０に電源装置を搭載している。車両のフロア３０に搭載される電源装置は、たとえば、図３の実線で示すように後部座席の後方に設けている荷台３２に、あるいは鎖線で示すように後部座席と前部座席との間のフロア３０に搭載される。電源装置は、ケース１の上面を車両のフロアパネル３１と同一平面となるように搭載して、ケース１の上面に固定しているカバープレート４を車両のフロアパネル３１の一部に使用できる。このケース１は、カバープレート４を、フロアパネル３１の耐荷重を実現する金属板とする。カバープレート４が荷台３２の積載量に相当する耐荷重を有する電源装置は、カバープレート４の上を、フロアパネル３１に匹敵する強度の耐荷重床で補強する必要はない。この電源装置は、フロアパネル３１に凹部や開口部を設け、凹部や開口部に電源装置を搭載して、その上面をフロアパネル３１に匹敵する耐荷重床にできる。

車両のフロア３０に搭載される電源装置は、後方から追突されてクラッシュする。このとき、ケース１を複数のブロックに分割して安全性を向上できる。フロア３０に搭載される電源装置に限らず、車両に搭載される全ての電源装置はケース１を複数のブロックに分離するようにクラッシュさせて安全性を向上できる。

以下、車両のフロアに搭載されて、クラッシュのときに前後に分割される電源装置の具体例を示す。ただし、本発明の車両用の電源装置は、必ずしも以下に示すように分割する必要はない。車両に搭載される姿勢や位置により、クラッシュのときに最適に分割される状態が異なるからである。

図４は、電源装置を車両の前後方向に切断した断面図である。この電源装置の上蓋のカバープレート４を外した斜視図を図５に示し、カバープレート４で閉塞した斜視図を図６に示している。これらの図に示すように、電源装置は、ケース１に、電池と、この電池を冷却する送風機８と、電池の充放電を制御する制御回路（図示せず）を内蔵している。ケース１は、第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂに分割して、第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂを境界部分で連結している。

図４と図５の電源装置は、ケース１を第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂに分割して、第１のケース１Ａを電池収納部６、第２のケース１Ｂを電池収納部６の後方に配設される衝撃吸収部７としている。第１のケース１Ａである電池収納部６には電池を収納する。第２のケース１Ｂである衝撃吸収部７には電池を冷却する送風機８を収納する。ただし、本発明の電源装置は、第１のケースを衝撃吸収部として第２のケースを電池収納部とすることもできる。

図４と図５のケース１は、電池収納部６である第１のケース１Ａを、衝撃吸収部７である第２のケース１Ｂよりも車両の前方に位置する姿勢、いいかえると第２のケース１Ｂを第１のケース１Ａの後方とする姿勢で車両に搭載される。前方に位置する第１のケース１Ａは電池収納部６であるから、図７に示すように、ホルダーケース５を介して複数本の電池モジュール２１を収納する。複数の電池モジュール２１はホルダーケース５に収納され、このホルダーケース５が電池収納部６に配設される。ケース１の後方に位置する第２のケース１Ｂは、ホルダーケース５の電池モジュール２１を強制冷却する送風機８を収納する。送風機８は、ホルダーケース５に連結されて、ホルダーケース５に冷却空気を強制送風して電池モジュール２１を冷却する。

図のケース１は、第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂの下面を構成する図８に示す金属製のベースプレート２と、このベースプレート２の上に固定している上方開口の図９に示すプラスチック製のプラスチックボックス３と、このプラスチックボックス３の上方開口部を閉塞するように固定している図１０に示す金属製のカバープレート４とを備える。

さらに、電源装置のケース１は、第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂに分割するために、ベースプレート２を、第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂの境界部分で前後に分割して連結し、プラスチックボックス３を、第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂの境界部分で前後に分割できる構造としている。ケース１を前後に分割できる構造とするのは、追突事故のときに、第１のケース１Ａの下に第２のケース１Ｂを押し込むようにして安全にクラッシュさせるためである。

第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂは、ベースプレート２を金属板で分離して製作し、これを連結してひとつのベースプレート２としている。図４に示すケース１は、第１のケース１Ａのベースプレート２である前ベースプレート２Ａと、第２のケース１Ｂのベースプレート２である後ベースプレート２Ｂを衝撃破壊ピン９で連結して、クラッシュのときにベースプレート２を分離する構造としている。衝撃破壊ピン９はアルミニウム製のリベットである。リベットはクラッシュの衝撃で破壊されて、第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂを確実に分離する。ただ、衝撃破壊ピンは、アルミニウム以外の金属、たとえば銅等の金属で製作でき、また硬質のプラスチック等で製作することもできる。プラスチック製のリベットは、端部を加熱押圧して変形させる。さらに、衝撃破壊ピンには、クラッシュの衝撃で破断されるネジ等も使用できる。

図４に示すケースは、前ベースプレート２Ａと後ベースプレート２Ｂをクラッシュの衝撃で分離して、第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂに分離する。クラッシュの衝撃で分離されるベースプレート２を図８に示す。このベースプレート２は、前後に分割されており、境界部分より前方を第１のケース１Ａの前ベースプレート２Ａ、後方を第２のケース１Ｂの後ベースプレート２Ｂとしている。前ベースプレート２Ａと後ベースプレート２Ｂは、境界部分を、車両がクラッシュするときの衝撃で破断される衝撃破壊ピン９で連結している。

さらに、前ベースプレート２Ａは、車両の後方に向かって上り勾配の上面傾斜部２ａを設けている。後ベースプレート２Ｂは、前ベースプレート２Ａの上面傾斜部２ａの下面に沿う下面傾斜部２ｂを設けている。前ベースプレート２Ａと後ベースプレート２Ｂは、図１１の拡大断面図に示すように、上面傾斜部２ａを下面傾斜部２ｂに積層して、衝撃破壊ピン９で連結している。前ベースプレート２Ａの上面傾斜部２ａと、後ベースプレート２Ｂの下面傾斜部２ｂは、クラッシュの衝撃で変形しない強度が要求される。このため、厚い金属板で製作して、ベースプレート２の本体部に溶接して固定している。ベースプレート２の本体部は、上面傾斜部２ａと下面傾斜部２ｂの金属板よりも薄い金属板をプレス加工して製作している。下面傾斜部２ｂは金属板を三角形の山形に成形して後ベースプレート２Ｂの本体部に固定している。

この構造のベースプレート２は、クラッシュの衝撃で衝撃破壊ピン９が切れると、上面傾斜部２ａの下面を下面傾斜部２ｂが摺動しながら後ベースプレート２Ｂを前方に移動させる。前進する後ベースプレート２Ｂは、図１２に示すように、下面傾斜部２ｂで上面傾斜部２ａを押し上げ、前ベースプレート２Ａの後端を押し上げて、その下方に押し込まれる。このため、後端が押し上げられる前ベースプレート２Ａは、水平な姿勢から垂直姿勢となる方向に傾動される。後ベースプレート２Ｂは、垂直方向に傾動する前ベースプレート２Ａの下に押し込まれる。図に示す後ベースプレート２Ｂは、後端をボルト２９を介して車両に固定して、第２のケース１Ｂを車両に固定している。

図８に示すベースプレート２は、第１のケース１Ａの前ベースプレート２Ａと第２のケース１Ｂの後ベースプレート２Ｂとを、両側部分の２カ所と、中間の３カ所において、衝撃破壊ピン９で連結している。両側部分の連結部は、車両に固定される固定プレート１５も積層して衝撃破壊ピン９で連結している。この連結部は、下から順番に、固定プレート１５、後ベースプレート２Ｂ、前ベースプレート２Ａを積層している。衝撃破壊ピン９は、固定プレート１５と後ベースプレート２Ｂと前ベースプレート２Ａを貫通して、クラッシュの衝撃で分離するように連結している。中間の３カ所は、第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂの相対位置を調整できるように、位置決プレート１４を介して第１のケース１Ａの前ベースプレート２Ａと第２のケース１Ｂの後ベースプレート２Ｂを衝撃破壊ピン９で連結している。

図９のプラスチックボックス３は、電池収納ボックス３Ａと衝撃吸収ボックス３Ｂをプラスチックで一体的に成形している。プラスチックボックスは、ＡＢＳ等のプラスチックで一体的に成形される。ＡＢＳ樹脂製のプラスチックボックスは、優れた衝撃強度を有する。ただし、本発明の電源装置は、プラスチックボックスを成形するプラスチックをＡＢＳ樹脂に特定せず、電池を収納して充分な強度のある全ての樹脂で成形できる。

電池収納ボックス３Ａと衝撃吸収ボックス３Ｂは、両者の境界に沿って、衝撃で破断される衝撃破壊薄肉部２２を設けている。衝撃破壊薄肉部２２は、車両がクラッシュするときの衝撃で破断されて、衝撃吸収ボックス３Ｂと電池収納ボックス３Ａを切り離す。電池収納ボックス３Ａから切り離された衝撃吸収ボックス３Ｂは、後ベースプレート２Ｂと一緒に前方に移動して、電池収納ボックス３Ａの下に押し込まれる。衝撃吸収ボックス３Ｂから切り離された電池収納ボックス３Ａは、下に押し込まれる衝撃吸収ボックス３Ｂで後端部が押し上げられて、前ベースプレート２Ａと一緒に傾動される。

衝撃破壊薄肉部２２でもって電池収納ボックス３Ａと衝撃吸収ボックス３Ｂを連結しているプラスチックボックス３は、ベースプレート２の上に固定される。プラスチックボックス３は、電池収納ボックス３Ａを前ベースプレート２Ａの上に、衝撃吸収ボックス３Ｂを後ベースプレート２Ｂの上に配置して、ベースプレート２の上に配置される。ただし、電源装置は、前ベースプレートと後ベースプレートの境界と、電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスの境界を必ずしも一致させる必要はない。クラッシュの衝撃で、ベースプレート２が前ベースプレート２Ａと後ベースプレート２Ｂにその境界で分離されると、プラスチックボックス３が衝撃破壊薄肉部２２で破断されて、電池収納ボックス３Ａと衝撃吸収ボックス３Ｂに分離されるように、ベースプレート２の上にプラスチックボックス３を配置する。互いに分離された電池収納ボックス３Ａは、前ベースプレート２Ａと一緒に傾動し、衝撃吸収ボックス３Ｂは、後ベースプレート２Ｂと一緒に電池収納ボックス３Ａに向かって移動する。

電池収納ボックス３Ａと衝撃吸収ボックス３Ｂを衝撃で分離する衝撃破壊薄肉部２２を図１３ないし図１５に示す。これ等の図に示すプラスチックボックス３、４３、５３は、電池収納ボックス３Ａ、４３Ａ、５３Ａの衝撃吸収ボックス３Ｂ、４３Ｂ、５３Ｂとの境界に沿って破断溝２３、４２３、５２３を設けて衝撃破壊薄肉部２２、４２２、５２２としている。図１３のプラスチックボックス３は、電池収納ボックス３Ａと衝撃吸収ボックス３Ｂの境界に位置する水平部の上面に破断溝２３を設けて、衝撃破壊薄肉部２２としている。図１４のプラスチックボックス４３は、電池収納ボックス４３Ａと衝撃吸収ボックス４３Ｂの境界に位置する立ち上がり部の側面に破断溝４２３を設けて、衝撃破壊薄肉部４２２としている。図１５のプラスチックボックス５３は、電池収納ボックス５３Ａと衝撃吸収ボックス５３Ｂの境界に位置する水平部の下面に破断溝５２３を設けて、衝撃破壊薄肉部５２２としている。これ等の図に示すプラスチックボックス３、４３、５３は、衝撃破壊薄肉部２２、４２２、５２２の破断溝２３、４２３、５２３をＶ溝としている。図１３と図１５に示すように、水平面に破断溝２３、５２３を設けているプラスチックボックス３、５３は、電池収納ボックス３Ａ、５３Ａと衝撃吸収ボックス３Ｂ、５３Ｂとを一体的に成形する金型で、成形時に設けることができる。このため、この構造は、衝撃破壊薄肉部２２、５２２のあるプラスチックボックス３、５３を能率よく安価に多量生産できる。図１４に示す破断溝４２３は、電池収納ボックス４３Ａと衝撃吸収ボックス４３Ｂとを一体的に成形した状態で、加熱して設けられ、あるいは刃物で切削して設けることができる。

Ｖ溝の衝撃破壊薄肉部２２は、衝撃で破断溝２３に沿って破断されやすい特徴がある。ただ、破断溝はＶ溝に限らず、たとえば図示しないが、Ｕ溝とし、あるいはコ字状とすることもできる。破断溝２３からなる衝撃破壊薄肉部２２は、破断溝２３によって肉厚を薄くして衝撃で破断されるようにする。たとえば、破断溝２３を設けた部分の肉厚を、他の部分の１／２〜１／４と薄くして、衝撃で破断されるようにする。衝撃破壊薄肉部２２の最適厚さは、プラスチックボックス３を成形するプラスチックの強度、プラスチックボックス３に収納する電池の種類や重量、プラスチックボックス３を破断する衝撃強度等を考慮して最適値に設計されるので、常に一定ではない。たとえば、プラスチックボックス３をＡＢＳ樹脂で成形し、内部にニッケル水素電池を約２００本収納する電源装置においては、たとえば衝撃破壊薄肉部２２に破断溝２３を設けて、その厚さを０．５ｍｍ〜２ｍｍとして、クラッシュの衝撃で分離するようにできる。

破断溝２３は、図１６の二点鎖線で示すように、電池収納ボックス３Ａと衝撃吸収ボックス３Ｂとの境界に沿って連続して設けられる。ただ、破断溝は必ずしも電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスとの境界に連続して設ける必要はなく、断続的に設けることもできる。断続的に破断溝を設けている衝撃破壊薄肉部は、破断溝を設けた部分の肉厚を薄くし、さらに隣接する破断溝との境界を接近させて、破断溝の境界でも破断されるようにする。

図に示す衝撃破壊薄肉部２２は、破断溝２３を設けて肉厚を薄くする。この構造の衝撃破壊薄肉部２２は、肉厚を薄くするが貫通することがないので、電池収納ボックス３Ａと衝撃吸収ボックス３Ｂの境界を防水構造にできる。

カバープレート４は、第１のケース１Ａの上面に固定されて、第１のケース１Ａの上面を閉塞している。図に示すカバープレート４は、第１のケース１Ａの上面から第２のケース１Ｂの上面まで延長しており、第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂの両方の上面を閉塞する１枚のプレートとしている。このカバープレート４は、耐荷重の優れた金属板で製作される。カバープレート４は、好ましくはアルミニウム合金で製作される。アルミニウム合金のカバープレート４は、軽くて強靭にできる。とくに、焼き入れできるアルミニウム合金が適している。このカバープレート４は、アルミニウム板をプレス成形した後、焼き入れしてさらに強度を向上する。

さらに、カバープレート４は、クラッシュの衝撃で第１のケース１Ａを傾動させるように車両に固定している。図に示すカバープレート４は、その前部を下方に折曲して垂直壁２４を設けており、この垂直壁２４の先端縁を車両に固定している。このようにカバープレート４を車両に直接に固定する構造は、第１のケース１Ａの開口部を閉塞するカバープレート４を車両にしっかりと固定して、クラッシュの衝撃でカバープレート４が開いて電池が飛び出すのを確実に阻止できる。

図のカバープレート４は、前方の垂直壁２４の下端部に、クラッシュの衝撃で折曲される取付金具２６を固定しており、この取付金具２６を介して車両に固定している。この取付金具２６は、金属プレートを折曲加工したもので、連結用のボルト２７をねじ込んでカバープレート４を車両に固定している。ただ、カバープレートは、取付金具に代わって、蝶番で垂直壁の先端縁を車両に固定することもできる。この構造は、カバープレートの垂直壁の先端縁に蝶番を固定し、この蝶番を介してケースを車両に固定する。蝶番を介して車両に固定される第１のケースは、クラッシュの衝撃で衝撃破壊ピンが破壊されると、無理なく傾動できる。

さらに、垂直壁２４を有するカバープレート４は、垂直壁２４をネジ止めして第１のケース１Ａにより強固に固定することができる。この構造は、クラッシュの衝撃でカバープレート４が開くのを防止して、電池が飛び出すのを確実に阻止できる。さらに、図に示すカバープレート４は、両側を部分的に下方に折曲して折曲部２８を設け、この折曲部２８を前ベースプレート２Ａにネジ止して連結している。

以上の構造のカバープレート４は、図１７に示すように、リングパッキン３８を介して周縁部をプラスチックボックス３の上縁に防水構造で連結される。リングパッキン３８は、カバープレート４とプラスチックボックス３の上縁との間に挟着されて、カバープレート４とプラスチックボックス３の境界を防水構造とする。

電池は、ホルダーケース５に入れてプラスチックボックス３内に配設される。ホルダーケース５は、図１８の断面図に示すように、電池を電池モジュール２１として水平面内に並べて収納している。図のホルダーケース５は、上下２段に電池モジュール２１を並べている。各段のホルダーケース５は、図示しないが、内部に複数本の電池モジュール２１を平行な姿勢で水平に配設している。ただ、本発明の電源装置は、図示しないが、ホルダーケースを１段として、電池モジュールを１段に収納することもできる。

ホルダーケース５に収納される電池モジュール２１は、複数の二次電池２０を直列接続して直線状に連結している。電池モジュール２１は、４〜８本の、たとえば５又は６本の二次電池２０を、直列接続して直線状に連結している。ただし、電池モジュールは、１本の二次電池で構成することもできる。電池モジュール２１は、円筒型あるいは角型の二次電池２０を、金属板の接続体を介して、あるいは接続体を介することなく電池端面を直接に直列接続して直線状に連結している。電池モジュール２１の両端には、正極端子と負極端子からなる電極端子を連結している。電極端子は、金属板のバスバー（図示せず）をネジ止して、隣接する電池モジュール２１を直列に、あるいは並列に連結する。

電池モジュール１の二次電池２０は、ニッケル−水素電池である。ただ、電池モジュールの二次電池は、ニッケル−カドミウム電池やリチウムイオン二次電池等を使用することもできる。

ホルダーケース５は、電池モジュール２１を冷却する空気を供給する送風口（図示せず）を開口している。この送風口は、第２のケース１Ｂに配設している送風機８に連結される。送風機８は、ホルダーケース５に冷却空気を強制送風して、電池を冷却する。ホルダーケース５は、第１のケース１Ａに固定される。ホルダーケース５の上面には、止ネジ３４を介して前ベースプレート２Ａを固定している。

以上の構造の電源装置は、後ろから追突してクラッシュすると、図１２に示すように、第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂとに分離される。このとき、ベースプレート２は前ベースプレート２Ａと後ベースプレート２Ｂとに分離され、プラスチックボックス３は衝撃破壊薄肉部１５で破断されて、電池収納ボックス３Ａと衝撃吸収ボックス３Ｂに分離される。第１のケース１Ａから分離された第２のケース１Ｂは、図１２に示すように、第１のケース１Ａの下に押し込まれるように移動し、第１のケース１Ａは水平姿勢から垂直方向に傾動する。

以上の実施例の電源装置のケースは、プラスチックボックスの下にベースプレートを配設しているが、ケースは、必ずしもベースプレートを配設する必要はない。ケースは、プラスチックボックスを十分な強度としてベースプレートを省略することもできる。図１９に示すケース６１は、第１のケース６１Ａを、下にベースプレートを配置することなく、プラスチックで成形してなる電池収納ボックス６３Ａのみで構成し、第２のケース６１Ｂを、プラスチックで成形してなる衝撃吸収ボックス６３Ｂとこの下に連結してなるベースプレート６２とで構成している。
なお、この図に示す電源装置において、６４はカバープレート、６５はホルダーケース、７４は垂直壁、７５は周壁７５、７６は取付金具、７７、７９はボルトをそれぞれ示しており、前述の実施例と同じ構成要件については、その詳述な説明を省略している。

第２のケース６１Ｂのベースプレート６２は、たとえば、衝撃吸収ボックス６３Ｂをプラスチックで成形するときにインサート成形して互いに連結される。この構造は、衝撃吸収ボックス６３Ｂをベースプレート６２で補強しながら確実に連結できる。ただ、衝撃吸収ボックスとベースプレートは、ネジ止めや接着等の方法で固定することもできる。さらに、図に示すベースプレート６２は、後端部を衝撃吸収ボックス６３Ｂから後方に突出させて、この部分をボルト７９で車両に固定して、第２のケース６１Ｂを車両に固定している。

プラスチックボックス６３は、電池収納ボックス６３Ａと衝撃吸収ボックス６３Ｂをプラスチックで一体的に成形している。プラスチックボックスは、ＡＢＳ等の優れた衝撃強度を有するプラスチックで一体的に成形される。プラスチックボックスは、電池収納ボックス３Ａと衝撃吸収ボックス３Ｂの境界に沿って、クラッシュの衝撃で破断される衝撃破壊薄肉部７２を設けている。図に示すプラスチックボックス６３は、電池収納ボックス６３Ａと衝撃吸収ボックス６３Ｂとの境界に沿って破断溝７３を設けて衝撃破壊薄肉部７２としている。図のプラスチックボックス６３は、電池収納ボックス６３Ａと衝撃吸収ボックス６３Ｂの境界に位置する水平部の上面に破断溝７３を設けて、衝撃破壊薄肉部７２としている。ただ、破断溝は、前述の実施例のように、電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスの境界に位置する立ち上がり部の側面に設けることも、電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスの境界に位置する水平部の下面に設けることもできる。さらに、図に示すプラスチックボックス６３は、衝撃破壊薄肉部７２の破断溝７３をＶ溝としている。ただ、破断溝は、Ｕ溝とし、あるいはコ字状とすることもできる。破断溝７３からなる衝撃破壊薄肉部７２は、破断溝７３によって肉厚を薄くして衝撃で破断されるようにする。

破断溝７３は、図示しないが、電池収納ボックス６３Ａと衝撃吸収ボックス６３Ｂとの境界に沿って連続して設けることができる。ただ、破断溝は必ずしも電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスとの境界に連続して設ける必要はなく、断続的に設けることもできる。断続的に破断溝を設けている衝撃破壊薄肉部は、破断溝を設けた部分の肉厚を薄くし、さらに隣接する破断溝との境界を接近させて、破断溝の境界でも破断されるようにする。

さらに、電池収納ボックス６３Ａは、車両の後方に向かって上り勾配の上面傾斜部６３ａを設けている。ベースプレート６２は、電池収納ボックス６３Ａの上面傾斜部６３ａの下面に沿う下面傾斜部７２ｂを設けている。この構造のケース６１は、後ろから追突してクラッシュすると、図２０に示すように、プラスチックボックス６３が電池収納ボックス６３Ａと衝撃吸収ボックス６３Ｂの連結部で分離され、第１のケース６１Ａと第２のケース６１Ｂとに分離される。第１のケース６１Ａから分離された第２のケース６１Ｂは、第１のケース６１Ａの下に押し込まれるように移動し、上面傾斜部６３ａの下面を下面傾斜部６２ｂが摺動しながら前方に移動する。前進する第２のケース６１Ｂは、図２０に示すように、下面傾斜部６２ｂで上面傾斜部６３ａを押し上げ、電池収納ボックス６３Ａの後端を押し上げて、その下方に押し込まれる。このため、後端が押し上げられる第１のケース６１Ａは、水平な姿勢から垂直姿勢となる方向に傾動される。この電源装置も、第１のケース６１Ａの開口部を閉塞するカバープレート６４を車両に固定しているので、クラッシュの衝撃でカバープレート６４が開いて電池が飛び出すのを確実に阻止できる。

本出願人が先に開発した車両用の電源装置のプラスチックケースを示す斜視図である。 図１に示すプラスチックケースの連結構造を示す拡大断面図である。 本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置を車両に搭載する状態を示す概略図である。 本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置を車両の前後方向に切断した断面図である。 図４に示す電源装置の分解斜視図である。 図４に示す電源装置の斜視図である。 図５に示す電源装置の第１のケースに電池モジュールを収納する状態を示す斜視図である。 ベースプレートの分解斜視図である。 プラスチックボックスの斜視図である。 カバープレートの斜視図である。 第１のケースと第２のケースの連結部を示す断面図である。 図４に示す電源装置が衝撃を受けて第１のケースと第２のケースとに分離される状態を示す断面図である。 電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスの連結部であって、衝撃破壊薄肉部を示す拡大断面図である。 衝撃破壊薄肉部の他の一例を示す拡大断面図である。 衝撃破壊薄肉部の他の一例を示す拡大断面図である。 図７に示す電源装置の収納物を取り除いた状態を示す平面図である。 プラスチックボックスとカバープレートでリングパッキンを挟着する状態を示す分解斜視図である。 ホルダーケースの拡大断面図である。 本発明の他の実施例にかかる車両用の電源装置を車両の前後方向に切断した断面図である。 図１９に示す電源装置が衝撃を受けて第１のケースと第２のケースとに分離される状態を示す断面図である。

符号の説明

１…ケース １Ａ…第１のケース
１Ｂ…第２のケース
２…ベースプレート ２Ａ…前ベースプレート ２ａ…上面傾斜部
２Ｂ…後ベースプレート ２ｂ…下面傾斜部
３…プラスチックボックス ３Ａ…電池収納ボックス
３Ｂ…衝撃吸収ボックス
４…カバープレート
５…ホルダーケース
６…電池収納部
７…衝撃吸収部
８…送風機
９…衝撃破壊ピン
１４…位置決プレート
１５…固定プレート
２０…二次電池
２１…電池モジュール
２２…衝撃破壊薄肉部
２３…破断溝
２４…垂直壁
２５…周壁
２６…取付金具
２７…ボルト
２８…折曲部
２９…ボルト
３０…フロア
３１…フロアパネル
３２…荷台
３４…止ネジ
３８…リングパッキン
４３…プラスチックボックス ４３Ａ…電池収納ボックス
４３Ｂ…衝撃吸収ボックス
４２２…衝撃破壊薄肉部
４２３…破断溝
５３…プラスチックボックス ５３Ａ…電池収納ボックス
５３Ｂ…衝撃吸収ボックス
５２２…衝撃破壊薄肉部
５２３…破断溝
６１…ケース ６１Ａ…第１のケース
６１Ｂ…第２のケース
６２…ベースプレート ６２ｂ…下面傾斜部
６３…プラスチックボックス ６３Ａ…電池収納ボックス ６３ａ…上面傾斜部
６３Ｂ…衝撃吸収ボックス
６４…カバープレート
６５…ホルダーケース
７４…垂直壁
７５…周壁
７６…取付金具
７７…ボルト
７９…ボルト
８３…プラスチックボックス ８３Ａ…電池収納ボックス
８３Ｂ…衝撃吸収ボックス
８６…連結溝
８７…連結凸条
８８…接着剤
８９…連結具 ８９Ａ…外側係止突起
８９Ｂ…内側係止突起

Claims (5)

1. ケースが電池を収納するプラスチックボックスを備え、このプラスチックボックスが、電池を収納している電池収納ボックスと、この電池収納ボックスに隣接して配設される衝撃吸収ボックスとからなり、
   ケースに加えられる衝撃で、衝撃吸収ボックスと電池収納ボックスを分離して、衝撃吸収ボックスを電池収納ボックスの下に移動させて、衝撃吸収ボックスで電池収納ボックスを傾動させて衝撃を吸収するようにしてなる車両用の電源装置であって、
   電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスをプラスチックで一体的に成形して、プラスチックボックスとしており、さらに、電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスとの境界に沿って、衝撃で破断される衝撃破壊薄肉部を設けており、クラッシュの衝撃で衝撃破壊薄肉部を破断して、衝撃吸収ボックスを電池収納ボックスの下に移動させるようにしてなる車両用の電源装置。
2. プラスチックボックスの衝撃破壊薄肉部が、電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスとの境界に沿って設けられた破断溝である請求項１に記載される車両用の電源装置。
3. プラスチックボックスが防水構造で電池を収納している請求項１に記載される車両用の電源装置。
4. 電池を収納するホルダーケースを備え、電池を収納しているホルダーケースを電池収納ボックスに収納して、ホルダーケースを介して電池を電池収納ボックスに配設している請求項１に記載される車両用の電源装置。
5. 衝撃吸収ボックスに、電池を冷却する送風機を配設している請求項１に記載される車両用の電源装置。
   

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