(57)【要約】【課題】車両の振動による電池パックの損傷を抑制する。【解決手段】電池スタック２０，２２が、その長手方向に沿って並列にロアケース１２の上面に配置され、ロアケース１２は、当該長手方向の両端部において固定部８で車両６に固定されており、電池スタック２０，２２の間に長手方向に沿った屈曲部１２ａを有する車両搭載用の電池パック１０とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される複数の電池スタックと、
前記電池スタックを収納する電池パックの下部部材であるロアケースと、
を備え、
前記電池スタックは、その長手方向に沿って互いに並列に前記ロアケースの上面に配置され、
前記ロアケースは、前記長手方向の両端部に車両本体に固定されるための固定部と、前記電池スタックの間に前記長手方向に沿った屈曲部と、を有することを特徴とする車両搭載用の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両搭載用の電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の高圧電池を収納する電池パックは、車両における搭載可能な空間の制約から、後部座席の下側や、荷室構造の下側等に配置される。例えば、特許文献１には、車両のサスペンション装置からの衝撃が伝わるリアホイールハウスの剛性を向上させるために、フロアパネルに底面が固定されたバッテリトレイの側面をリアホイールハウスに固定する構造が述べられている。この構造では、電池パックに相当するバッテリトレイが車両の車体に締結されるフロアパネルやリアホイールハウスに固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１６９８４９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、車両が走行するとその振動が車体に固定された電池パックに伝達されるので、電池パックに収納される高圧電池が振動することが生じる。一方、近年の車両の仕様向上のため、高圧電池である電池スタックを構成するセル数が増加する傾向にある。セル数が増加すると、電池スタックの長さ寸法や質量が増加し、電池スタック単体の共振周波数が低下する。その結果、車両に生じた振動が電池パックに伝達され、電池パックがその振動に共振することによって電池パックや電池スタックの構成部材等が損傷するおそれがある。
【０００５】
したがって、車両の振動によって損傷が生じ難いように電池パックを構成することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの形態に係る車両搭載用の電池パックは、車両に搭載される複数の電池スタックと、前記電池スタックを収納する電池パックの下部部材であるロアケースと、を備え、前記電池スタックは、その長手方向に沿って互いに並列に前記ロアケースの上面に配置され、前記ロアケースは、前記長手方向の両端部に車両本体に固定されるための固定部と、前記電池スタックの間に前記長手方向に沿った屈曲部と、を有することを特徴とする。
【０００７】
上記構成の車両搭載用の電池パックによれば、電池スタックの間に設けられたロアケースの屈曲部を挟んで電池スタックが互いに反対側に倒れる方向に分散して振動する。これにより、それぞれの電池スタックに生じる振動の加速度は屈曲部を設けない場合に比べて低減される。また、電池スタックの長手方向に沿って屈曲部を設けることによって、当該長手方向に沿ったロアケースの変形量を低減することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、車両の振動に伴う電池パックへの損傷の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態における車両搭載用の電池パックの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるロアケースの断面を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における長手方向（左右方向）に沿ったロアケースの振動の様子を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態における幅方向（前後方向）に沿ったロアケースの振動の様子を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるロアケースの別例の断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下で述べる形状、寸法、材質、配置関係等は、説明のための例示であって、車両搭載用の電池パックの仕様等に合わせ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１１】
図１は、車両搭載用の電池パック１０を示す図である。図１には、電池パック１０について、直交する３つの方向として、前方側と後方側に関する前後方向、左側と右側に関する幅方向、上方側と下方側に関する上下方向を示す。前後方向は、車両の前後方向と同じ方向であり、幅方向は車両の車幅方向と同じ方向であり、上下方向は車両の上下方向と同じ方向である。
【００１２】
電池パック１０は、パックケースと呼ばれるケース体の内部空間に高圧電池である電池スタック２０，２２を収納したものである。パックケースは、略直方体のケースで、下部部材であるロアケース１２と、ロアケース１２と組み合わされて内部空間を形成するアッパーケースとで構成される。図１は、アッパーケースを取り外した状態の電池パック１０を示す図である。
【００１３】
なお、図１には、車両の車体６と、電池パック１０を車体６に固定する固定部８を示した。固定部８は、例えば、電池パック１０を車体に固定する締結部材を含む。締結部材は、例えば、ボルトとナットの組合せとすればよい。
【００１４】
ロアケース１２は、適当な厚さを有する略矩形の平面形状を有する金属板１４と、金属板１４の四辺を囲む補強部１６を含む。補強部１６は、金属板１４の周辺を囲む額縁状の部材である。補強部１６は、例えば、左右方向に延びる二辺を構成する２つの板材と、前後方向に延びる二辺を構成する２つの板材とを組み合わせて構成することができる。補強部１６の剛性は、金属板１４の剛性よりも高くすることが好適である。すなわち、補強部１６は、金属板１４の周囲の四辺の剛性を高めるために設けられる。補強部１６の四隅は、固定部８を介して車体６に固定される。
【００１５】
ロアケース１２は、適当な強度を有する板金をプレス加工等で金属板１４の部分を含む所定の形状に成形したものである。また、補強部１６は、金属板１４とは別部材である板金をプレス加工等で成形した後、金属板１４に溶接等にて固定する。なお、これに代えて、プレス加工の際に、金属板１４となる板金の周辺部を折り返す加工を施して補強部１６としてもよい。この場合、金属板１４と補強部１６とは一体構造となる。
【００１６】
電池スタック２０，２２は、それぞれ複数の単電池を直列及び並列接続した組電池を含む。電池スタック２０，２２は、車両に搭載された電気機器に必要な高電圧、大電流を出力可能な高圧電池である。単電池は、一般的にセルと呼ばれ、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等を適用することができる。
【００１７】
電池スタック２０，２２は、それぞれ略直方体の最も長い辺の方向を長手方向として、その長手方向に沿って並列にロアケース１２の上面に配置される。電池スタック２０，２２は、それぞれ長手方向の両端側において、取付部材２４を用いてロアケース１２に取付けられる。図１では、長手方向を電池パック１０の左右方向に合わせて電池スタック２０，２２をロアケース１２上に配置した例を示している。図１の例では、電池スタック２０，２２は、同じ形状及び同じサイズとしている。
【００１８】
本実施の形態では、ロアケース１２の上面に配置された２つの電池スタック２０，２２の間において、電池スタック２０，２２の長手方向に沿ってロアケース１２を段差状に曲げた屈曲部１２ａが設けられる。屈曲部１２ａは、ロアケース１２の左右方向の左端部から右端部に亘って設けられる。図２は、前後方向に沿ったロアケース１２の断面図である。図２に示すように、ロアケース１２には、前後方向の略中央部に屈曲部１２ａを有し、これによって後方側が下段部１２ｂ、前方側が上段部１２ｃの上下方向に段差を有する形状とされる。
【００１９】
屈曲部１２ａは、金属板１４及び補強部１６をプレス加工する際に同時に形成すればよい。または、金属板１４及び補強部１６を組み合わせた後、屈曲部１２ａに対応する箇所を曲げ加工して形成してもよい。
【００２０】
電池パック１０を車両に搭載した場合、車両が振動すると電池パック１０にもその振動が伝達される。ロアケース１２は、その剛性が高いので、固定部８を介して車体６からの振動が伝わって全体が振動する。
【００２１】
車両の仕様に応じて、電池スタック２０，２２を構成するセル数を増加させると、電池スタック２０，２２の長手方向の寸法が長く、重量が重くなる。その結果、電池スタック２０，２２の共振周波数が低下し、車両に発生する一般的な振動に対して共振し易くなる傾向がある。また、電池スタック２０，２２は長手方向に沿った寸法が幅方向に沿った寸法に比べて長いので、これらが取り付けられるロアケース１２も長手方向（左右方向）に沿った辺の長さが、幅方向（前後方向）に沿った辺の長さよりも長くされる。したがって、特に、電池スタック２０，２２の長手方向（左右方向）に沿ったロアケース１２の振動の振幅（変形量）は、他の方向に沿った振動の振幅よりも大きくなり、電池スタック２０，２２へ損傷を生じさせるような影響を与え易い。
【００２２】
本実施の形態のロアケース１２には屈曲部１２ａが設けられており、屈曲部１２ａによって電池スタック２０，２２の長手方向（左右方向）に沿ったロアケース１２の機械的な剛性が高められる。これにより、電池パック１０に振動が与えられたときのロアケース１２の長手方向（左右方向）に沿った振動の振幅が低減される。例えば、図３（ａ）に示すように、ロアケース１２が屈曲部１２ａを有さない場合には電池スタック２０，２２の長手方向（左右方向）に沿った振動の振幅Ａが大きい。これに対して、図３（ｂ）に示すように、ロアケース１２に屈曲部１２ａを設けることによって、電池スタック２０，２２の長手方向（左右方向）に沿った振動の振幅Ａが低減される。
【００２３】
その結果、電池スタック２０，２２の長手方向（左右方向）に沿った曲げ変形の変形量も低減でき、電池スタック２０，２２の損傷の発生を抑制することができる。
【００２４】
また、プレス加工や曲げ加工により形成された屈曲部１２ａは、ロアケース１２の屈曲部１２ａ以外の領域（図２に示した下段部１２ｂや上段部１２ｃ）に比べて前後方向に沿った機械的な曲げ剛性が低下する。このような屈曲部１２ａを挟んで電池スタック２０，２２を両側に配置した電池パック１０では、電池スタック２０，２２に対する上下方向の振動の入力は、ロアケース１２の変形に応じて、電池スタック２０，２２の前後方向の振動に変換される。すなわち、電池スタック２０側においてロアケース１２の下段部１２ｂの上面の法線が前方側を向くように変形が生じ、電池スタック２０が前方側に倒れ込むような振動を生じる。また、電池スタック２２側においてロアケース１２の上段部１２ｃの上面の法線が後方側を向くように変形が生じ、電池スタック２２が後方側に倒れ込むような振動を生じる。特に、屈曲部１２ａが設けられていることによって、図４に示すように、前後方向に沿った曲げ剛性の低い屈曲部１２ａを中心としてロアケース１２が変形し易く、電池スタック２０，２２に対する上下方向への振動を前後方向に振れる振動の成分へより分散させることができる。
【００２５】
これにより、上下方向に与えられた振動を前後方向の成分に分散させることができ、ロアケース１２の上下方向への変形に伴う電池スタック２０，２２の曲げ変形を抑制することができる。その結果、電池スタック２０，２２の損傷の発生も抑制することができる。
【００２６】
なお、ロアケース１２に設ける屈曲部１２ａの形状は特に限定されものではない。例えば、図５の断面図に示すように、逆Ｖ字型の屈曲部１２ａとしてもよい。
【００２７】
また、本実施の形態では、２つの電池スタック２０，２２を備える電池パック１０について説明したが、３つ以上の電池スタックを備える場合であっても本発明を適用することができる。すなわち、３つの電池スタックのそれぞれの間に屈曲部１２ａを備えるロアケース１２とすることによって同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００２８】
６  車体、８  固定部、１０  （車両搭載用の）電池パック、１２  ロアケース、１２ａ  屈曲部、１２ｂ  下段部、１２ｃ  上段部、１４  金属板、１６  補強部、２０，２２  電池スタック、２４  取付部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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