JPH117928A - 電動車両用バッテリユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】バッテリセルの冷却性能を確保すると共に、防
水性を確保することが可能である。 【解決手段】端部に電極を有する複数のバッテリセル５
１を束ねて車両に搭載する電動車両用バッテリユニット
５０において、複数のバッテリセル５１の端部を連結し
て支持するバッテリ支持枠１００によって、バッテリセ
ル５１の端部以外の部分を露出して束ねている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電動車両用バッ
テリユニットにかかり、特に、電動スクータ等の鞍乗り
型電動車両に適したバッテリユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電動車両としては、例えば、鞍乗
り型車両に適用されたものが知られている。この電動車
両は、長尺形状の複数のバッテリセルを束ねたバッテリ
ユニットがその長手方向を車体の前後方向と一致させて
車体の下部に配置される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電動車両に
搭載されるバッテリユニットでは、充放電時にバッテリ
セルが発熱するが、チューブパックによる構造になって
おり、あるいは車体に備えられた収納ケースに入れて搭
載されるため、各バッテリセルの全周に対して十分に冷
却風を導くことが困難で、十分な冷却性や放熱性が得ら
れなかった。

【０００４】また、従来の電動車両にあっては、実際に
実用に適するものとするためには、例えば箱型のバッテ
リユニットを車両の下方位置に配置しなければならず、
特に雨天時等に走行する場合、特に灌水時には水が侵入
することがあり、バッテリセルの電極に水が付着し耐久
性が低下する等の問題があった。

【０００５】この発明は、かかる点に鑑みてなされたも
ので、バッテリセルの冷却性能を確保すると共に、防水
性を確保することが可能な電動車両用バッテリユニット
を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し、かつ
目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、『端
部に電極を有する複数のバッテリセルを束ねて車両に搭
載する電動車両用バッテリユニットにおいて、前記複数
のバッテリセルの端部を連結して支持するバッテリ支持
枠によって、前記バッテリセルの端部以外の部分を露出
して束ねたことを特徴とする電動車両用バッテリユニッ
ト。』であり、バッテリセルの端部以外の部分を露出し
て束ねたから、バッテリセルの全周に対して十分に冷却
風を導くことができ、十分な冷却性や放熱性が得られ
る。

【０００７】請求項２に記載の発明は、『前記バッテリ
支持枠は、一対の半体からなり、この半体を互いに連結
して、前記バッテリセルを挟み付けて組み付けたことを
特徴とする請求項１に記載の電動車両用バッテリユニッ
ト。』であり、半体を互いに連結してバッテリセルを挟
み付けて組み付けることで、構造が簡単でかつ組付けが
容易である。

【０００８】請求項３に記載の発明は、『前記バッテリ
支持枠には、前記バッテリセルの端部を保持する保持部
が形成され、この保持部とバッテリセルの端部との間に
前記電極の周囲を取り囲むシール部材を介在させたこと
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動車両
用バッテリユニット。』であり、バッテリセルの端部が
シール部材によりシールされており、バッテリセルの電
極に水が付着することがなく、バッテリセルの耐久性が
向上する。

【０００９】請求項４に記載の発明は、『前記バッテリ
支持枠の保持部は凹部であり、この凹部には前記バッテ
リセルの端部の電極に対向する孔が形成され、この孔か
ら導電板を挿通させて隣接するバッテリセルを電気的に
接続したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいず
れかに記載の電動車両用バッテリユニット。』であり、
バッテリセルの端部が凹部により確実に保持されると共
に、バッテリセルの電極を簡単、かつ確実に接続でき
る。

【００１０】請求項５に記載の発明は、『前記電気的に
接続されるバッテリセルに対応する凹部が等間隔である
ことを特徴とする請求項４に記載の電動車両用バッテリ
ユニット。』であり、導電板の共通化が可能である。

【００１１】請求項６に記載の発明は、『前記バッテリ
支持枠には、前記孔同士を連通しつつ前記孔及び導電板
を覆うキャップを、シール材を介して組付けたことを特
徴とする請求項４または請求項５に記載の電動車両用バ
ッテリユニット。』であり、バッテリ支持枠に組み付け
たキャップにより水や塵埃が侵入してバッテリセルの端
部に付着することを防止できる。また、キャップで孔同
士を連通するから、ガスによって空気圧力が上昇しシー
ル性が損なわれることを防止することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面を
参照して説明する。図１乃至図１７はこの発明を鞍乗り
型電動車両に適用した一実施例を示し、図１乃至図４が
バッテリユニットを搭載した鞍乗り型電動車両である電
動スクータを、図５乃至図１７が電動車両用バッテリユ
ニットを表す。

【００１３】電動スクータ１の車体を構成する車体フレ
ーム１１は、ヘッドパイプ１２と、後部フレーム１３と
を、メインフレーム１４、中間フレーム１５で連結して
構成される。ヘッドパイプ１２にはステアリング軸が挿
通され、このステアリング軸の上端に操向ハンドル１８
を結着し、下端にはフロントフォーク１６を結着してい
る。これにより、フロントフォーク１６の下端に支持さ
れた前輪１７が操向ハンドル１８で操向操作される。

【００１４】ヘッドパイプ１２の下部にメインフレーム
１４が接続され、このメインフレーム１４の後下端に左
右一対の中間フレーム１５が接続され、この左右一対の
中間フレーム１５の後部に後部フレーム１３が接続され
ている。これらの車体を構成する車体フレーム１１は、
フロントカバー２０、センターカバー２１、リヤカバー
２２で覆われ、センターカバー２１は上面が乗員足載面
となるステップフロア２３ａとこのステップフロア２３
ａの下方を覆うアンダーカバー２３ｂから形成され、リ
ヤカバー２２の上部には、シート２４が設けられる。

【００１５】後部フレーム１３には、前部ブラケット３
０と後部ブラケット３１が設けられ、前部ブラケット３
０にはスイング式動力ユニット３２の前上部３２ａがピ
ボット軸３３を介して支持され、後部ブラケット３１に
はスイング式動力ユニット３２の後部３２ｂがクッショ
ンユニット３４を介して懸架されている。

【００１６】スイング式動力ユニット３２は、ピボット
軸３３を支点に上下揺動自在であり、このスイング式動
力ユニット３２の後端に後輪３５が支持されている。ス
イング式動力ユニット３２は、出力軸を車幅方向に向け
て配設される電動モータ３６を有し、この電動モータ３
６の出力を後輪３５に伝達するベルト式無段変速機３７
等を収容する電動ケース３８に前記電動モータ３６を組
付一体化して構成される。

【００１７】この電動スクータ１には、後述のバッテリ
ユニットが前記電動モータ３６を駆動する車両走行用電
源として搭載される。

【００１８】左右一対の中間フレーム１５は前端が斜め
上方へ湾曲する中空パイプ状であり、この前端がメイン
フレーム１４に溶接等で固着される。この左右一対の中
間フレーム１５の前後２箇所の上側には、図４に示すよ
うに取付ブラケット４０を溶接し、この取付ブラケット
４０にはクロスプレート４１を当てがい、ボルト４２を
取付ブラケット４０に溶接したナット４３に螺着して取
り付ける。

【００１９】この左右一対の中間フレーム１５の前後２
箇所の下側には、図４に示すようにバッテリ支持プレー
ト４４の両端部が溶接により固定されている。バッテリ
支持プレート４４は、Ｕ字状に形成され、左右一対の中
間フレーム１５の間にバッテリユニット５０を収納可能
にしている。即ち、バッテリ支持プレート４４にバッテ
リ収納ケース４５の底部がボルト４６とナット４７とに
より取り付けられている。このバッテリ収納ケース４５
は、図４に示すように上方に上部開口部４５ａを有し、
図１に示すように前側には前部開口部４５ｂを有し、後
側には斜め後上方に延びる風ガイド部４５ｃを有する皿
状に形成されている。

【００２０】バッテリ収納ケース４５の底部には、内部
を４区画するリブ４５ｄが形成され、さらに側壁にはバ
ッテリユニット５０の挿入を案内するガイド４５ｅが設
けられ、４個のバッテリユニット５０がバッテリ収納ケ
ース４５に上方からすなわちステップフロア２３ａ側よ
り収納される。バッテリユニット５０は、バッテリ収納
ケース４５の底部に敷かれたダンパ４８の上に置かれ、
さらにダンパ４９を介してクロスプレート４１で支持さ
れ、振動することがないように確実に支持されている。

【００２１】バッテリ収納ケース４５の風ガイド部４５
ｃの排風口には、ファン９０が配置されている。バッテ
リ収納ケース４５内には前部開口部４５ｂから取り入れ
られた走行風を、風ガイド部４５ｃを介してファン９０
に導くダクト９１が形成されている。走行時には、フロ
ントカバー２０に位置する冷却風導入部９２（ルーバ
ー）より走行風が導入され、この走行風はフロントカバ
ー２０内を通ってセンターカバー２１内へ至りバッテリ
収納ケース４５の前部開口部４５ｂからバッテリ収納ケ
ース４５内に導入され、バッテリユニット５０を冷却し
つつ後方へ送られ、風ガイド部４５ｃの排風口を介して
リヤカバー２２内へ排出される。尚、センターカバー２
１のアンダーカバー２３ｂは、前輪１７のはね上げる泥
水がバッテリ収納ケース４５内に侵入しないように、前
輪１７の後方を覆っている。冷却風導入部９２は、バッ
テリ収納ケース４５の前部開口部４５ｂの直前に配置さ
れることが好ましく、この場合には前輪１７の泥はねを
避けるためにフロントフォーク１６にフェンダを固着
し、このフェンダが前輪１７と一体に走行操作される所
謂可動フェンダ型にする。

【００２２】また、停車時（充電待機時・充電時）に
は、バッテリ収納ケース４５の風ガイド部４５ｃの排風
口に設置されるファン９０により強制冷却される。な
お、ファン９０はバッテリセル５１の温度を因子とし車
両コントローラにより最適に制御される。また、ファン
９０は走行時にも駆動するようにして、冷却風をバッテ
リ収納ケース４５内へ積極的に導入して、バッテリユニ
ット５０を冷却するようにしてもよい。

【００２３】また、バッテリ収納ケース４５の風ガイド
部４５ｃを廃止し、バッテリ収納ケース４５の後面に後
部開口部を形成し、バッテリ収納ケース４５内を通った
走行風がスイング式動力ユニット３２の前側にも当たる
ようにして電動モータ３６を冷却するようにしてもよい
し、図１に示すように後部開口部にファン９０を配置し
て、ファン９０によりスイング式動力ユニット３２の前
側に積極的に風を送り冷却するようにしてもよい。更に
バッテリ収納ケース４５の前部開口部４５ｂにファン９
０を配置して、バッテリ収納ケース４５内及びスイング
式動力ユニット３２へ風を送風するようにしてもよい。

【００２４】次に、４個のバッテリユニット５０は、そ
れぞれ同様に構成されているから、１個のバッテリユニ
ット５０について説明するが、バッテリユニット５０
は、両端に電極を有する複数のバッテリセル５１を束ね
て車両に搭載するように構成されている。

【００２５】この実施の形態では１３個のバッテリセル
５１を束ねており、バッテリセル５１は、長尺形状の円
筒型バッテリを用いている。バッテリセル５１として
は、Ｎｉ−Ｃｄ電池を用いているが、例えば鉛電池、Ｎ
ｉ−ＭＨ電池、Ｌｉイオン電池等を用いることができ
る。

【００２６】バッテリユニット５０は、複数のバッテリ
セル５１の端部を連結して支持するバッテリ支持枠１０
０を有し、バッテリ支持枠１００は一対の半体５２，５
３からなる。このバッテリ支持枠１００の半体５２，５
３はそれぞれ４箇所の隅部と中央の４箇所に脚部５２
ａ，５３ａを有し、この脚部５２ａ，５３ａには、取付
孔５２ｂ，５３ｂが貫通して形成されている。

【００２７】この一対の半体５２，５３は、脚部５２
ａ，５３ａ同士を突き当てて、取付孔５２ｂ，５３ｂに
カラー７２を介して締付ボルト５４を挿通し、ナット５
５を螺着して締付固定して連結され、バッテリセル５１
の両端部５１ａ，５１ｂを挟み付けてサンドイッチ状態
で簡単かつ確実に組付け、バッテリセル５１の端部５１
ａ，５１ｂ以外の部分を露出して束ねている。

【００２８】また、半体５２，５３には、バッテリセル
５１の端部５１ａ，５１ｂを保持する凹部５２ｃ，５３
ｃが略等間隔に形成されている。このそれぞれの凹部５
２ｃ，５３ｃにシール部材５６を介在させバッテリセル
５１の端部５１ａ，５１ｂが保持されている。電気的に
接続されるバッテリセル５１に対応する凹部５２ｃ，５
３ｃは等間隔であり、これにより導電板５７の共通化が
可能である。

【００２９】このように、バッテリセル５１の端部５１
ａ，５１ｂが凹部５２ｃ，５３ｃにより確実に保持され
ると共に、シール部材５６によりシールされており、バ
ッテリセル５１の端部５１ａ，５１ｂの端面に形成され
る電極に水が付着することがなく、バッテリセル５１の
耐久性が向上する。また、このシール材５６は緩衝材と
しても機能を発揮し、耐振動性能も向上させることがで
きる。さらに、凹部５２ｃ，５３ｃの周囲にＯリング等
を設置すればなお良好なシール性が得られる。

【００３０】また、一対の半体５２，５３を連結してバ
ッテリセル５１の両端部５１ａ，５１ｂを挟み付けて組
付け、バッテリセル５１の端部５１ａ，５１ｂ以外の部
分を露出して束ねたから、バッテリセル５１の全周に対
して十分に冷却風を導くことができ、十分な冷却性や放
熱性が得られる。

【００３１】また、半体５２，５３には、バッテリセル
５１の端部５１ａ，５１ｂを保持する凹部５２ｃ，５３
ｃが形成されており、バッテリセル５１の周囲にある一
定のクリアランスＬがあり、バッテリセル５１同士が接
しないため、接触による損傷がなく耐久性が向上すると
共に、冷却風の通路となり、十分な冷却性や放熱性が得
られる。

【００３２】一対の半体５２，５３の凹部５２ｃ，５３
ｃには、バッテリセル５１の端部５１ａ，５１ｂの電極
に対応する孔５２ｄ，５３ｄが形成されている。この孔
５２ｄ，５３ｄに半体５２，５３の外側から導電板５７
の端部５７ａ，５７ｂを挿通させて隣接するバッテリセ
ル５１のプラス電極とマイナス電極を電気的に接続して
おり、導電板５７によりバッテリセル５１の電極を簡
単、かつ確実に接続でき、しかもそれぞれの導電板５７
の形状が同じで部品の共通化が可能である。

【００３３】この実施の形態では、バッテリユニット５
０の複数のバッテリセル５１は導電板５７により直列に
接続され、さらにバッテリユニット５０には、バッテリ
ユニット５０同士あるいは電動モータ３６等に接続する
ターミナル７０，７１が設けられ、４個のバッテリユニ
ット５０は直列に接続されて電動モータ３６の駆動電源
となっている。

【００３４】一対の半体５２，５３の外側には凹部５２
ｅ，５３ｅが形成され、この凹部５２ｅ，５３ｅに嵌合
して孔５２ｄ，５３ｄ及び導電板５７を覆うキャップ５
８がガスケット８０を介して組付ける。このキャップ５
８はビス６０で取り付けられ、キャップ５８により孔５
２ｄ、５３ｄ及び導電板５７を密閉して覆いつつ、孔５
２ｄ同士、孔５３ｄ同士を連通する部屋５９が形成され
ている。半体５２，５３に組み付けたキャップ５８によ
り水や塵埃が侵入してバッテリセル５１の電極に付着す
ることを防止できる。

【００３５】また、バッテリセル５１内の圧力が上昇す
ると、バッテリセル５１に内蔵されるバッテリ弁が開い
てガスを放出するが、孔５２ｄ同士、孔５３ｄ同士を連
通する比較的容量の大きい部屋５９が形成されているた
め、ガスによって空気圧力が上昇しシール性が損なわれ
ることを防止している。また、キャップ５８に気体のみ
通過させる材料を設置することにより、バッテリ弁作動
時の圧力を解放することができる。

【００３６】このように、図１乃至図１７の実施例で
は、車体に複数の長尺形状のバッテリセル５１を束ねて
構成されるバッテリユニット５０を搭載し、このバッテ
リユニット５０から電動モータ３６に給電して電動モー
タ３６の動力で走行するが、バッテリユニット５０のバ
ッテリセル５１の長手方向が、車体の車幅方向と一致す
るようにバッテリユニット５０を車体の下部に配置され
ている。

【００３７】バッテリユニット５０のバッテリセル５１
の長手方向を車体の車幅方向と一致させることで車両前
後方向のレイアウトに大きな自由度が得られ、例えば図
１８に示すようにバッテリユニット５０の前下角部５０
ａまたは後下角部５０ｂにバッテリセル５１を配置しな
いようにすることができる。したがって、バッテリユニ
ット５０の前下角部５０ａまたは後下角部５０ｂの石打
が軽減され、また電動スクータ１が道路の縁石に乗り上
げるとき等に、バッテリユニット５０の前下角部５０ａ
または後下角部５０ｂが道路の縁石に接触することが防
止される。また、バッテリセル５１の長手方向が車体前
後方向と直交することになり、バッテリセル５１の両端
部を支持して束ねるようにバッテリユニット５０を構成
すると、走行風がバッテリセル５１の周囲に効率よく当
たるため冷却性が向上する。

【００３８】図１９及び図２０はこの発明を鞍乗り型電
動車両に適用した他の実施例を示し、図１乃至図１７と
同じ構造は同じ符号を付して説明を省略する。この実施
の形態では、５個のバッテリユニット５０が搭載され、
１個のバッテリユニット５０は１０個のバッテリセル５
１を束ねて構成されている。

【００３９】バッテリユニット５０は、前記したバッテ
リ収納ケース４５により車体の下部に配置されるが、バ
ッテリユニット５０のバッテリセル５１の長手方向が、
車体の上下方向と一致するようにバッテリユニット５０
を車体の下部に配置されている。

【００４０】バッテリユニット５０のバッテリの長手方
向を車体の上下方向と一致させることで車幅方向のレイ
アウトに大きな自由度が得られる。したがって、図２１
に示すようにバッテリユニット５０の前左右角部５０ｃ
のバッテリ配置を無くすことができる。このため、メイ
ンフレーム１４に連結される左右の中間フレーム１５の
急激な曲がりを無くすことができ、左右の中間フレーム
１５の剛性が向上する。

【００４１】また、この実施の形態でもバッテリセル５
１の長手方向が車体前後方向と直交することになり、バ
ッテリセル５１の両端部を支持して束ねるようにバッテ
リユニット５０を構成すると、走行風がバッテリセル５
１の周囲に効率よく当たるため冷却性が向上する。

【００４２】なお、上述した実施例では、電動車両とし
て鞍乗り型車両である電動スクータを例示するが、この
発明は、鞍乗り型車両に限らず４輪の電動車両等にも適
用できるものである。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、バッテリセルの端部以外の部分を露出し
て束ねたから、バッテリセルの全周に対して十分に冷却
風を導くことができ、十分な冷却性や放熱性が得られ
る。

【００４４】請求項２に記載の発明によれば、半体を互
いに連結してバッテリセルを挟み付けて組み付けるか
ら、構造が簡単でかつ組付けが容易である。

【００４５】請求項３に記載の発明によれば、バッテリ
セルの端部がシール部材によりシールされており、バッ
テリセルの電極に水が付着することがなく、バッテリセ
ルの耐久性が向上する。

【００４６】請求項４に記載の発明によれば、バッテリ
セルの端部が凹部により確実に保持されると共に、バッ
テリセルの電極を簡単、かつ確実に接続できる。

【００４７】請求項５に記載の発明は、電気的に接続さ
れるバッテリセルに対応する凹部が等間隔であり、導電
板の共通化が可能である。

【００４８】請求項６に記載の発明によれば、バッテリ
支持枠に組み付けたキャップにより水や塵埃が侵入して
バッテリセルの端部に付着することを防止できる。ま
た、キャップで孔同士を連通するから、ガスによって空
気圧力が上昇しシール性が損なわれることを防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電動スクータの側面図である。

【図２】電動スクータのバッテリ廻りの部分側断面図で
ある。

【図３】電動スクータのバッテリ廻りの平面図である。

【図４】図２のIV-IV線に沿う断面図である。

【図５】バッテリユニットの側面図である。

【図６】キャップを取り外したバッテリユニットの側面
図である。

【図７】バッテリユニットの平面図である。

【図８】図５のＡ矢視図である。

【図９】図５のIX-IX線に沿う断面図である。

【図１０】図５のX-X線に沿う断面図である。

【図１１】バッテリ支持枠の半体の側面図である。

【図１２】バッテリ支持枠の半体の平面図である。

【図１３】図１１の背面図である。

【図１４】図１１のＢ矢視図である。

【図１５】図１１のXV-XV線に沿う断面図である。

【図１６】図１３のXVI-XVI線に沿う断面図である。

【図１７】キャップの側面図である。

【図１８】バッテリユニットの配置を説明する電動スク
ータの側面図である。

【図１９】他の実施の形態の電動スクータのバッテリ廻
りの部分側断面図である。

【図２０】他の実施の形態の電動スクータのバッテリ廻
りの平面図である。

【図２１】バッテリユニットの配置を説明する電動スク
ータのバッテリ廻りの平面図である。

【符号の説明】

５０ バッテリユニット ５１ バッテリセル ５２，５３ 半体 １００ バッテリ支持枠

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】端部に電極を有する複数のバッテリセルを
   束ねて車両に搭載する電動車両用バッテリユニットにお
   いて、前記複数のバッテリセルの端部を連結して支持す
   るバッテリ支持枠によって、前記バッテリセルの端部以
   外の部分を露出して束ねたことを特徴とする電動車両用
   バッテリユニット。
2. 【請求項２】前記バッテリ支持枠は、一対の半体からな
   り、この半体を互いに連結して、前記バッテリセルを挟
   み付けて組み付けたことを特徴とする請求項１に記載の
   電動車両用バッテリユニット。
3. 【請求項３】前記バッテリ支持枠には、前記バッテリセ
   ルの端部を保持する保持部が形成され、この保持部とバ
   ッテリセルの端部との間に前記電極の周囲を取り囲むシ
   ール部材を介在させたことを特徴とする請求項１または
   請求項２に記載の電動車両用バッテリユニット。
4. 【請求項４】前記バッテリ支持枠の保持部は凹部であ
   り、この凹部には前記バッテリセルの端部の電極に対向
   する孔が形成され、この孔から導電板を挿通させて隣接
   するバッテリセルを電気的に接続したことを特徴とする
   請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電動車両用バ
   ッテリユニット。
5. 【請求項５】前記電気的に接続されるバッテリセルに対
   応する凹部が等間隔であることを特徴とする請求項４に
   記載の電動車両用バッテリユニット。
6. 【請求項６】前記バッテリ支持枠には、前記孔同士を連
   通しつつ前記孔及び導電板を覆うキャップを、シール材
   を介して組付けたことを特徴とする請求項４または請求
   項５に記載の電動車両用バッテリユニット。