(57)【要約】【課題】側面衝突時、車両のフロア下に搭載された電池パックを保護する。【解決手段】電池パックケースのケーストレイ３８の底面には前後方向に延びる固定ベース４４が配置される。固定ベース４４に接合されたスタック支持ブラケット４２が電池スタック３２の左右側面を支持している。電池パックケースは左右方向に延びる支持ビーム２０に支持される。支持ビーム２０のケーストレイ３８より外側にＬ字形のアウタブラケット４８が配置され、支持ビーム２０の上方かつケーストレイ３８の内側にＬ字形のインナブラケット５４が配置される。アウタブラケット４８とインナブラケット５４は、ケーストレイの側壁３８ａを挟んで対向している。アウタブラケット４８とインナブラケット５４が、側面衝突時に支持ビーム２０の曲げ変形に抗し、電池スタック３２を逃がし、損傷を防ぐ。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のフロア下に搭載される電池パックであって、
電池スタックを収容する電池パックケースと、
前記電池パックケース内の底部の左右を前後方向に延びる１対の固定ベースと、
前記固定ベースに固定され、前記電池スタックの左右の側面をそれぞれ支持する１対のスタック支持ブラケットと、
前記電池パックケースの下方を左右方向に延び、両端において車両のフロア骨格構造材に結合される支持ビームと、
前記電池パックケースより左右方向外側の支持ビームの上面に接合され、かつ前記電池パックケースの側壁の外側表面に接合された１対のＬ字形のアウタブラケットと、
前記アウタブラケットが接合された前記電池パックケースの側壁の内側表面に、前記アウタブラケットと対向するように接合され、かつ前記固定ベースに接合された１対のＬ字形のインナブラケットと、
を有する電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のフロア下に搭載される電池パックに関し、特に側面衝突における保護構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両駆動用の原動機として電動機を備える車両において、電動機に電力を供給する電池を収容した電池パックをフロア下に搭載する車両が知られている。下記特許文献１には、車両のフロア下に搭載された電池（バッテリ１０）が示されている。電池（１０）は、格子状に配置されたフレーム（１６，１７，１８，１９，２０）およびメンバ（５，６，７，８，９）により仕切られた空間内に配置される。電池（１０）をフレーム等で囲むことにより、側面衝突時に電池（１０）が保護される。なお、（  ）内の部材名および符号は、下記特許文献１において用いられている符号であり、本願の実施形態の説明で用いられる部材名および符号とは関連しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２１９３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
格子状に形成されたフレームおよびメンバが重量増の要因となり、また電池を搭載する空間が狭められる可能性がある。
【０００５】
本発明は、簡易で軽量な構造の保護構造を有する電池パックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る車両のフロア下に搭載される電池パックは、電池スタックを収容する電池パックケースと、電池パックケース内の底部の左右を前後方向に延びる１対の固定ベースと、固定ベースに固定され、電池スタックの左右の側面をそれぞれ支持する１対のスタック支持ブラケットと、電池パックケースの下方を左右方向に延び、両端において車両のフロア骨格構造材に結合される支持ビームと、電池パックケースより左右方向外側の支持ビームの上面に接合され、かつ電池パックケースの側壁の外側表面に接合された１対のＬ字形のアウタブラケットと、アウタブラケットが接合された電池パックケースの側壁の内側表面に、アウタブラケットと対向するように接合され、かつ固定ベースに接合された１対のＬ字形のインナブラケットと、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
電池パックケースの側壁を介してアウタブラケットとインナブラケットを対向して接合することにより、側面衝突時に支持ビームに入力した衝突荷重を電池パックに効率良く伝え、電池パックを衝突の反対側へ移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】車両の下部車体構造を下方から見た斜視図であり、フロアからバッテリパックを離した状態を示す図である。
【図２】電池パックの外観図である。
【図３】ケースカバーを外した状態で電池パックの内部を示す図である。
【図４】ケースカバーおよび電池スタックを外した状態で、電池パック内部、特に底面の構造を示す図である。
【図５】電池スタックを単体で示す図である。
【図６】左側の固定ベースを単体で示す図である。
【図７】支持ビームの端部およびその周囲の電池パックの構造を、車両の幅方向外側から見た状態で示す図である。
【図８】支持ビームの端部およびその周囲の電池パックの構造を、車両の幅方向内側から見た状態で示す図である。
【図９】アウタブラケットを単体で示す図である。
【図１０】インナブラケットを単体で示す図である。
【図１１】支持ビーム端部およびその周囲の電池パックの構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。図１は、車両の下部車体構造１０を示す模式図である。図中の矢印ＦＲの向きが車両の前方、矢印ＵＰの向きが車両の上方、矢印ＬＨの向きが車両の左方を示す。以降の説明において、特段の断りがない限り、前後左右上下等の方向および向きを表す語句は、車両に関する向きを表す。
【００１０】
下部車体構造１０のフロア１２の下には、車両の駆動用電動機に供給する電力を蓄える電池パック１４が搭載される。図１では、電池パック１４をフロア１２から離した状態で下部車体構造１０が示されている。電池パック１４は、バッテリを収めたパック本体１６と、パック本体１６の下面に配置された格子状の支持フレーム１８を含む。パック本体１６は、この車両の後部座席の下方に相当する部分では上下方向の寸法が厚く、それより前方では薄くなっている。支持フレーム１８は、左右方向に延びる複数の支持ビーム２０を有し、支持ビーム２０の端部がパック本体１６より側方に突出しており、この突出部分において、吊り下げボルト２２によりフロア１２に吊り下げ支持される。さらに、支持フレーム１８は、後端面１８ａにおいて、吊り下げブラケット２４によりフロア１２に吊り下げ支持される。
【００１１】
フロア１２下の左右の端縁部には、前後方向に延びる一対のアンダリインホースメント２６，２８が設けられている。さらに、アンダリインホースメント２６，２８をつなぐように左右に延びるクロスメンバ３０が設けられている。アンダリインホースメント２６，２８に吊り下げボルト２２が締結され、またクロスメンバ３０に吊り下げブラケット２４が結合されて、電池パック１４がフロア１２下に搭載される。
【００１２】
アンダリインホースメント２６，２８およびクロスメンバ３０は、フロア１２の強度および剛性を担うフロア骨格構造材である。フロア骨格構造材は、他にフロア１２の左右端縁に設けられるロッカーを含み、電池パック１４は、ロッカー等の他のフロア骨格構造材から吊り下げ支持されてもよい。
【００１３】
図２〜４は、電池パック１４を示す図であり、図２は外観図、図３および図４は内部を示す図である。電池パック１４は、電池スタック３２を収容する電池パックケース３４を有する。電池パックケース３４は、上側に位置するケースカバー３６と、下側に位置するケーストレイ３８を有する。ケースカバー３６およびケーストレイ３８は、例えば鋼板製である。ケースカバー３６とケーストレイ３８の周囲に設けられたフランジを、例えばボルトおよびナットを用いて接合することで、ケースカバー３６とケーストレイ３８が一体となり、密閉された内部空間を規定する電池パックケース３４が形成される。
【００１４】
格子状の支持フレーム１８は、電池パックケース３４の下方に配置され、ケーストレイ３８に溶接等の手法により接合されている。支持フレーム１８の横方向に延びる部材である支持ビーム２０は、電池パックケース３４の側方より突出して延び端部に吊り下げボルト２２が配置されている。
【００１５】
図３は、ケースカバー３６を取り外した状態を示す図であり、電池パックケース３４に収容される電池スタック３２が示されている。電池スタック３２は、直方体形状または横倒しされた角柱形状を有し、電池パックケース３４内で、左右方向に延びて複数収容される。この電池パック１４は、１１個の電池スタック３２を有し、電池パック１４の後部においては、電池スタック３２が２段に積まれている。１個の電池スタック３２が図５に示されている。電池スタック３２は、複数の電池セル４０を電池スタック３２の長手方向に積層して構成される。電池スタック３２の左右の側面には、電池スタック３２を電池パックケース３４に固定するためのスタック支持ブラケット４２が結合されている。スタック支持ブラケット４２は、鋼板製とすることができ、略Ｌ字形状を有する。
【００１６】
図４は、ケースカバー３６および電池スタック３２を取り外し、ケーストレイ３８の底面が見える状態とした図である。ケーストレイ３８の底面の左右端縁部には、前後方向に延びる１対の固定ベース４４，４６が配置されている。図６に、左側に配置される固定ベース４４が示されている。右側の固定ベース４６は、左側の固定ベース４４と左右対称の形状である。固定ベース４４，４６は、鋼板製とすることができ、ケーストレイ３８の底面に溶接等の手法によって接合されている。固定ベース４４，４６の上面にスタック支持ブラケット４２が溶接等の手法によって接合されている。スタック支持ブラケット４２は、Ｌ字形の縦画に対応する面において電池スタック３２とボルト等により結合され、Ｌ字形の横画に対応する面において固定ベース４４，４６に接合されている。
【００１７】
図７および図８は、支持ビーム２０の左端部およびその周囲のパック本体１６を示す図であり、ケースカバー３６は取り除かれ、ケーストレイ３８が半透明化した状態で示されている。支持ビーム２０の右端部は、左端部と対称である。
【００１８】
ケーストレイ３８よりも左右方向において外側に位置する支持ビーム２０の上面には、アウタブラケット４８が配置されている。アウタブラケット４８が図９に単独で示されている。アウタブラケット４８は、概略Ｌ字形状を有し、Ｌ字の縦画に対応する部分４８ａ（以下、縦画部分４８ａと記す。）においてケーストレイ３８の側壁３８ａの外側表面に接合され、Ｌ字の横画に対応する部分４８ｂ（以下、横画部分４８ｂと記す。）において支持ビーム２０の上面に接合される。アウタブラケット４８は鋼板製とすることができ、溶接等の手法によってケーストレイ３８および支持ビーム２０に接合することができる。
【００１９】
支持ビーム２０およびアウタブラケット４８の横断面形状はハット形であり、ハット形の両側の縁部において接合され、中央部分においては間隔があけられている。支持ビーム２０から、アウタブラケット４８の頂面にあけられた孔４８ｃを貫通するように上方に向けて延びる円管形状のスペーサ５０が配置されている。円管形状のスペーサ５０の内部空間を吊り下げボルト２２が貫いている。このスペーサ５０により、吊り下げボルト２２をアンダリインホースメント２６，２８に締結したとき、支持ビーム２０の高さが決定され、電池パック１４の上下方向の搭載位置が定められる。
【００２０】
支持ビーム２０の上方、かつケーストレイ３８の内部には、インナブラケット５４が配置されている。インナブラケット５４が図１０に単独で示されている。インナブラケット５４は、概略Ｌ字形状を有し、Ｌ字の縦画に対応する部分５４ａ（以下、縦画部分５４ａと記す。）において、ケーストレイ３８の側壁３８ａの内側表面、特に、アウタブラケットの縦画部分４８ａが接合している部分に、接合されている。また、インナブラケット５４は、Ｌ字形の横画に対応する部分５４ｂ（以下、横画部分５４ｂと記す。）において、ケーストレイ３８および固定ベース４４と接合されている。
【００２１】
図１１は、支持ビーム２０の右端およびその周囲の前後方向に直交する断面を示す図であり、（ａ）は側面衝突前の状態、（ｂ）は衝突後の変形した状態を示す図である。ケースカバー３６は省略されている。アウタブラケットの縦画部分４８ａとインナブラケットの縦画部分５４ａは、ケーストレイ３８の側壁３８ａを挟んで対向しており、それぞれ外側表面と内側表面に接合している。
【００２２】
側面衝突時において、車体、例えばフロアの左右に配置されるロッカー５６は、支持ビーム２０より外側に張り出しているため、最初に衝突対象物５８から衝突荷重Ｆを受け、内側に向けて変位する。この変位に伴って、衝突荷重が吊り下げボルト２２およびスペーサ５０を介して伝わり支持ビーム２０を曲げ変形させる。Ｌ字形のアウタブラケット４８とインナブラケット５４を対向するよう配置させた上述の構造は、上記の曲げ変形に抗する構造であり、支持ビーム２０の曲げを抑制し、また衝突荷重Ｆを支持ビーム２０を移動させる力として作用させる。これにより、電池スタック３２を侵入してくる衝突対象物５８とは反対側に逃がすことができる。また、インナブラケット５４は、固定ベース４４を介してスタック支持ブラケット４２と接続されており、インナブラケット５４に作用する力が、スタック支持ブラケット４２を介して電池スタック３２を伝わり、電池スタック３２を逃がすように作用する。これらにより、変形して電池スタック３２に接近してくる車体構造物との距離を確保することができ、電池スタック３２の損傷を抑制することができる。
【００２３】
上述の実施形態においては、１つの支持ビーム２０において、アウタブラケット４８とインナブラケット５４を対向配置する構成を採用したが、複数の支持ビーム２０にこの構造を採用してもよい。
【符号の説明】
【００２４】
１０  下部車体構造、１２  フロア、１４  電池パック、１６  パック本体、１８  支持フレーム、１８ａ  （支持フレームの）後端面、２０  支持ビーム、２２  吊り下げボルト、２４  吊り下げブラケット、２６，２８  アンダリインホースメント、３０  クロスメンバ、３２  電池スタック、３４  電池パックケース、３６  ケースカバー、３８  ケーストレイ、３８ａ  （ケーストレイの）側壁、４０  電池セル、４２  スタック支持ブラケット、４４，４６  固定ベース、４８  アウタブラケット、４８ａ  （アウタブラケットの）縦画部分、５０  スペーサ、５４  インナブラケット、５４ａ  （インナブラケットの）縦画部分、５６  ロッカー、５８  衝突対象物。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2019186072.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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