(57)【要約】【課題】一対のクロスメンバの間に配置される電池スタックを拘束するための新しい技術を提供する。【解決手段】電池部２２は、車長方向に積層される電池スタック２４を備える。電池スタック２４は、電池ケース２６に収容されている。電池ケース２６は、絶縁性の材料から構成される。電池ケース２６は、積層方向に第１外周面２６ａおよび第２外周面２６ｂを有している。第１外周面２６ａは、第１クロスメンバ１２の側面１２ａに対向している。第２外周面２６ｂは、第２クロスメンバ１４の側面１４ａに対向している。第１外周面２６ａは側面１２ａに接し、第２外周面２６ｂは側面１４ａに接している。これにより、電池部２２は、第１クロスメンバ１２と第２クロスメンバ１４によって拘束される。公知の締結部材を設けることで、電池部２２の拘束度を高めてもよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の骨格の一部を形成し、車幅方向または車長方向に平行に設けられる一対の剛性部材と、
前記剛性部材の間に設けられる電池部と、を備え、
前記電池部は、電池スタックと、前記電池スタックを収容する絶縁ケースと、を備え、
前記電池スタックの積層方向は、前記車幅方向または車長方向であり、
前記積層方向に位置する前記剛性部材によって前記電池部が拘束される
ことを特徴とする車載電池の拘束構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両に搭載される電池スタックの拘束構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
国際公開第２０１４／１２８８６９号は、一対のクロスメンバの間に電池ケースが配置された車体構造を開示する。クロスメンバは、車幅方向に伸びる車両骨格の一部である。電池ケースは、電池スタックと、エンドプレートと、を備えている。電池スタックは、車幅方向に積層されている。エンドプレートは、電池スタックの積層方向における両端面に設けられている。エンドプレートは、所定のプレートを介して、左右のロッカーパネルにそれぞれ接続される。ロッカーパネルは、車長方向に伸びる車両骨格の一部である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１２８８６９号
【特許文献２】特開２０１７−１９３２８７号公報
【特許文献３】特開２０１２−０９１６３５号公報
【特許文献４】特開２０１８−０６９８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記エンドプレートおよび所定のプレートは、電池スタックを拘束するための専用部材である。したがって、専用部材の重量の分だけ車体の重量が増加する。また、専用部材のコストも無視できない。
【０００５】
本発明の１つの目的は、一対のクロスメンバの間に配置される電池スタックを拘束するための新しい技術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、車載電池の拘束構造であり、次の特徴を有する。
前記拘束構造は、一対の剛性部材と、電池部と、を備える。
前記剛性部材は、車両の骨格の一部を形成する。
前記剛性部材は、車幅方向または車長方向に平行に設けられる。
前記電池部は、前記剛性部材の間に設けられる。
前記電池部は、電池スタックと、前記電池スタックを収容する絶縁ケースと、を備える。
前記電池スタックの積層方向は、前記車幅方向または車長方向である。
前記電池部は、前記積層方向に位置する前記剛性部材によって拘束される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電池スタックの積層方向に位置する一対の剛性部材によって電池部が拘束される。そのため、上記専用部材の使用を省くことができる。したがって、専用部材の適用に伴う各種の課題を解決できる。
【０００８】
電池スタックを収容するケースを導電性の材料から構成する場合は、この導電ケースと電池スタックの間にスペースを設けて絶縁する必要がある。この点、本発明によれば、電池スタックが絶縁ケースに収容される。そのため、上記スペースを省くことができる。したがって、上記スペースの分だけ電池部を小型化することができ、または、上記スペースの分だけ電池スタックのセル数を増やすことができる。絶縁処理に要するコストを削減することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】拘束構造が適用される車両の構成を説明する図である。
【図２】拘束構造の第１の例を説明する図である。
【図３】拘束構造の第２の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
【００１１】
１．拘束構造の要部構成
本実施の形態に係る拘束構造は、電気エネルギを動力源とするハイブリッド車、電気自動車等の車両に適用される。図１は、本実施の形態に係る拘束構造が適用される車両の構成を説明する図である。図１に示す車体１０は、第１クロスメンバ１２と、第２クロスメンバ１４と、フロアパネル１６と、左ロッカーパネル１８と、右ロッカーパネル２０と、を備えている。
【００１２】
第１クロスメンバ１２および第２クロスメンバ１４は、車幅方向（左右方向）に延びる一対の横骨格部材である。第１クロスメンバ１２および第２クロスメンバ１４は、車長方向（前後方向）に間隔を空けて平行に配置されている。第１クロスメンバ１２の一端は、左ロッカーパネル１８に溶接等により固定されている。左ロッカーパネル１８は、車長方向に延びる縦骨格部材である。第１クロスメンバ１２の他端は、右ロッカーパネル２０に固定されている。第２クロスメンバ１４は、第１クロスメンバ１２と同様に、左ロッカーパネル１８および右ロッカーパネル２０に固定されている。
【００１３】
フロアパネル１６は、車体の底部を構成する板状の部材である。フロアパネル１６は、車外空間と車室外空間とを隔てる。車室外空間は、車内空間の一部であり、図示しないフロアボードまたはフロアカーペットによって車室内空間から隔てられる。フロアパネル１６は、膨らみ部１６ａを有する。膨らみ部１６ａは、車体１０の中心軸に沿って車長方向に延びる。膨らみ部１６ａは、フロアパネル１６の下の車外空間にフロアトンネルを形成する。フロアトンネルには、図示しない排気管、触媒コンバータ、消音器などが収容される。
【００１４】
図１に示す車体１０は、更に、電池部２２を備えている。電池部２２は、第１クロスメンバ１２、第２クロスメンバ１４および膨らみ部１６ａによって区画される空間に収容される。電池部２２は、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池の電池モジュールを複数個配置して構成される電池スタックを含んでいる。
【００１５】
２．拘束構造の例
２．１  第１の例
図２は、拘束構造の第１の例を説明する図である。第１の例では、電池部２２が、車長方向に積層される電池スタック２４を備えている。電池スタック２４は、電池ケース２６に収容されている。電池ケース２６は、電池スタック２４と共に電池部２２を構成する。電池ケース２６は、絶縁性の材料から構成される。電池ケース２６は、積層方向に第１外周面２６ａおよび第２外周面２６ｂを有している。第１外周面２６ａは、第１クロスメンバ１２の側面１２ａに対向している。第２外周面２６ｂは、第２クロスメンバ１４の側面１４ａに対向している。
【００１６】
第１外周面２６ａは側面１２ａに接し、第２外周面２６ｂは側面１４ａに接している。これにより、電池部２２は、第１クロスメンバ１２と第２クロスメンバ１４によって拘束される。公知の締結部材を設けることで、電池部２２の拘束度を高めてもよい。対向面の接触状態は、例えば、電池ケース２６の車長方向における長さを、側面１２ａと側面１４ａの間の距離と等しく設計することにより実現される。
【００１７】
電池ケース２６に収容される電池スタック２４は、積層方向に膨張する。この膨張は、主に、二次電池が経年劣化した場合に起こる。二次電池が劣化していない場合でも、モジュール温度が上昇したときや、モジュール内部でガスが発生したときにも、膨張が起こる。膨張が起こると、電池スタック２４の周囲に膨張力が作用する。この反作用として、剛性の高い第１クロスメンバ１２および第２クロスメンバ１４から、第１外周面２６ａおよび第２外周面２６ｂが荷重を受ける。つまり、膨張が起こると、電池部２２が強く拘束される。
【００１８】
２．２  第２の例
図３は、拘束構造の第２の例を説明する図である。電池スタック２４が電池ケース２６に収容される点は、第１の例と同じである。ただし、第２の例では、電池スタック２４が車幅方向に積層される。また、第２の例では、電池スタック２４の積層方向に、左ブレース２８および右ブレース３０が位置している。これらのブレースは、車長方向に延びる一対の骨格補強材である。これらのブレースは、車幅方向に間隔を空けて平行に配置されている。これらのブレースは、第１クロスメンバ１２および第２クロスメンバ１４に溶接等により固定されている。左ブレース２８の側面２８ａには、第１外周面２６ａが対向している。右ブレース３０の側面３０ａには、第２外周面２６ｂが対向している。
【００１９】
第１外周面２６ａは側面２８ａに接し、第２外周面２６ｂは側面３０ａに接している。これにより、電池部２２は、左ブレース２８と右ブレース３０によって拘束される。公知の締結部材を設けることで、電池部２２の拘束度を高めてもよい。対向面の接触状態は、例えば、電池ケース２６の車長方向における長さを、側面２８ａと側面３０ａの間の距離と等しく設計することにより実現される。
【００２０】
電池ケース２６の膨張が起こると、電池スタック２４の周囲に膨張力が作用する。この反作用として、剛性の高い左ブレース２８および右ブレース３０から、第１外周面２６ａおよび第２外周面２６ｂが荷重を受ける。つまり、膨張が起こると、電池部２２が強く拘束される。
【００２１】
３．拘束構造による効果
本実施の形態に係る拘束構造によれば、車体１０の剛性を利用して電池部２２の拘束荷重を担保することができる。そのため、電池部単体で電池スタックを強固に拘束する構造を採用せずに済むので、電池部の重量が増加するのを抑えることができる。また、拘束構造のコストを抑えることもできる。
【００２２】
仮に、導電性の電池ケースを使用した場合には、この電池ケースと電池スタックの間にスペースを設けて絶縁する必要がある。この点、本実施の形態に係る拘束構造によれば、絶縁性の電池ケースを使用できる。そのため、上記スペースを省くことができる。したがって、上記スペースの分だけ電池部を小型化することができ、または、上記スペースの分だけ電池スタックのセル数を増やすことができる。絶縁処理に要するコストを削減することもできる。
【００２３】
なお、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【符号の説明】
【００２４】
１０  車体
１２  第１クロスメンバ
１４  第２クロスメンバ
１６  フロアパネル
１６ａ  膨らみ部
１８  左ロッカーパネル
２０  右ロッカーパネル
２２  電池部
２４  電池スタック
２６  電池ケース
２８  左ブレース
３０  右ブレース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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