(57)【要約】【課題】航続距離の向上と電池パックの保護性能の向上とを両立させることができる車両用電池パック保護構造を得ること。【解決手段】電池パック保護構造１０は、車両の床下に配置される電池パック１２と、前記電池パック１２の側面を取り囲むように配置され、当該電池パック１２を支持する電池パックフレーム１４と、前記電池パック１２の車幅方向外側において車両前後方向に延在すると共に、前記電池パックフレーム１４にそれぞれ接合された左右一対のアンダーリーンフォース１８と、前記電池パックフレーム１４の車幅方向外側の一方と他方とを車幅方向に連結するブレース１６と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の床下に配置される電池パックと、
前記電池パックの側面を取り囲むように配置され、当該電池パックを支持する電池パックフレームと、
前記電池パックの車幅方向外側において車両前後方向に延在すると共に、前記電池パックフレームにそれぞれ接合された左右一対のアンダーリーンフォースと、
前記電池パックフレームの車幅方向外側の一方と他方とを車幅方向に連結するブレースと、
を備えた車両用電池パック保護構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載する電池パックの保護構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車体下部に電池パックを搭載した車両が開示されている。この特許文献１に開示されている構造では、車両側方の外側に設けたロッカーパネルの内側にスペースを設けている。さらに、このスペース内には、車両の側面衝突時に当該衝突荷重の一部を車両上方側へ分散させるための構造を設けている。このような構造によれば、衝突によるエネルギーを分散させて電池パックを保護することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０２８１９１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、引用文献１に開示されている構成では、ロッカーパネルと電池パックとの間に、衝突荷重の方向を変化させるための十分なスペースを確保することが必要となる。また、車両の左右両方向からの衝突荷重に対応するためには、電池パックの左右両側に十分なスペースを確保することが必要となる。
【０００５】
一方で、このようなスペースを確保すると、電池パックを配置するためのスペースが相対的に小さくなってしまう。一般的に、大きな容量を有する電池パックは、そのサイズも大きくなる傾向にある。そのため、引用文献１の構成では、電池パックのサイズが制限されてしまい、電池パックを使用して航行する車両の航続距離も短くなってしまう傾向があった。
【０００６】
本発明は、上記事実を考慮し、航続距離の向上と電池パックの保護性能の向上とを両立させることができる車両用電池パック保護構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の本発明に係る電池パック保護構造は、車両の床下に配置される電池パックと、前記電池パックの側面を取り囲むように配置され、当該電池パックを支持する電池パックフレームと、前記電池パックの車幅方向外側において車両前後方向に延在すると共に、前記電池パックフレームにそれぞれ接合された左右一対のアンダーリーンフォースと、前記電池パックフレームの車幅方向外側の一方と他方とを車幅方向に連結するブレースと、を備えている。
【０００８】
請求項１記載の本発明によれば、車両側方からの衝突が生じた際、アンダーリーンフォースに入力された衝突荷重が、電池パックフレームとアンダーブレースとを介して、反衝突側へと伝えられる。このように、側面から入力された衝突荷重が、電池パックを迂回して反衝突側へ分散されることで、電池パックにかかる荷重を減らすことができる。
【０００９】
また、このように衝突荷重が伝達されることで、電池パックの側方に、電池パック保護のためのスペースを設ける必要がなくなり、小さなスペースで電池パックを効果的に保護することができる。これにより、より大きな電池パックを車両に搭載することが可能となり、航続距離の向上が図られる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明に係る電池パック保護構造は、航続距離の向上と電池パックの保護性能の向上とを両立させることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る電池パック保護構造を示す斜視図である。
【図２】図１の電池パック保護構造における、電池パックを示す斜視図である。
【図３】図１の電池パック保護構造における、フロアパネルと、センターパネルと、ブレースと、を示す斜視図である。
【図４】図１の電池パック保護構造における、電池パックフレームと、アンダーリーンフォースと、を示す斜視図である。
【図５】図１の電池パック保護構造における電池パック保護構造を、車両下方側から見た斜視図である。
【図６】本実施形態に係る電池パック保護構造及び車両の周辺部品の一部を、図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明に係る電池パック保護構造の一実施形態について説明する。なお、各図に適宜示される矢印ＦＲは車両前方を、矢印ＵＰは車両上方を、矢印ＲＨは車両右方向を、それぞれ示している。また、以下の説明で特記なく前後、上下、左右の方向を用いる場合は、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、進行方向を向いた場合の左右を示すものとする。
【００１３】
まず、本実施形態における電池パック保護構造は、車両の左右のロッカーの間、すなわち車両の座席シートの下側に配置されることを想定している。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る電池パック保護構造１０を斜め上方側から見て示している。この図に示されるように、電池パック保護構造１０の保護対象となる電池パック１２は、車体の床下、つまりフロアパネル２０とリアフロア３０の車両下方側に配置されている。別の言い方をすれば、電池パック１２の上面は、フロアパネル２０及びリアフロア３０に覆われている。また、フロアパネル２０の前部上面には、車両幅方向に沿って連続したシート取付け連結ブレース２２（以下、適宜、「連結ブレース２２」と称する）が配設されており、この連結ブレース２２に図示しないシートの前端部が取り付けられている。
【００１５】
図２は、電池パック１２を示している。図２に示すように、本実施形態に係る電池パック１２は、高さ方向の厚みが薄く、前後及び左右方向の長さが厚みに対して長い（幅広い）形状となっている。この電池パック１２は、上面視においては、前方が矩形状、後方は前方よりもやや幅が狭い多角形状となっている。また、電池パック１２の側面部には、全周に亘って、水平方向外側に延びるフランジ２８が設けられている。
【００１６】
図６は、図１におけるＡ−Ａ断面に相当する部分の電池パック保護構造１０及びその周辺部品の断面図である。図６に示すように、フランジ２８は、電池パック１２の側面部のうち、やや下端寄りに設けられている。
【００１７】
図１に戻り、上述したようにフロアパネル２０は、電池パック１２の前部側の上面を覆うように配置されている。また、フロアパネル２０の前端部は、下方に屈曲し、電池パック１２の前端側面を覆っている。さらに、フロアパネル２０の左右両端部も、それぞれ下方向に屈曲し、電池パック１２の側面のうち前方部分をそれぞれ覆っている。なお、フロアパネル２０の左右方向中央付近の前方上面部分には、矩形状の突起部が設けられた形状となっている。
【００１８】
図６に示すように、上述したフロアパネル２０の車幅方向外側の端部は、ロッカー２６に接合されている。ロッカー２６は、車両前後方向を長手方向とする車体骨格部材の一つであり、各々略ハット形の断面形状とされたロッカーアウタパネル２６Ａとロッカーインナパネル２６Ｂとによって略矩形の閉断面構造に構成されている。また、フロアパネル２０の車幅方向外側の端部付近の下面側には、車両前後方向を長手方向とするアンダーリーンフォース１８が配設されている。アンダーリーンフォース１８は、後述するように車両上方側が開放された断面形状を成しており、フロアパネル２０に接合されることで矩形の閉断面構造を構成している。このアンダーリーンフォース１８も車両骨格部材の一つである。
【００１９】
図４は、フロアパネル２０、リアフロア３０、連結ブレース２２の構成を示す図である。図４に示すように、フロアパネル２０の後方には、リアフロア３０が配置されている。このリアフロア３０は、電池パック１２の後部側の上面を覆うように配置されている。また、このリアフロア３０は、後端側が上方に弧を持つように湾曲した形状となっている。この湾曲部は、後方に行くにつれ、電池パック１２から離れ、車両の床下側へと寄っていくようになっている。
【００２０】
フロアパネル２０の上側には、前述した連結ブレース２２が配置されている。連結ブレース２２は、フロアパネル２０の前方寄の上面に沿うように配置されている。また、この連結ブレース２２は、リアフロア３０の左右の端部のうち、一端から他端へと亘って配置されている。フロアパネル２０の前方上面には、矩形状の突起部が設けられているため、連結ブレース２２も、この突起部に沿うように屈曲している。
【００２１】
また、図６に示すように、連結ブレース２２は、ハット形の断面形状とされており、フロアパネル２０の上面に接合されることにより、中空の閉断面を形成している。一方、この連結ブレース２２は、電池パック１２の側面に位置する部分では、電池パック１２の上部に位置する部分と比較して、より大きな中空断面を有している。また、連結ブレース２２の車幅方向外側の端部は、ロッカーインナパネル２６Ｂの内側上部に接合されている。
【００２２】
電池パック１２の周囲には、平面視で矩形枠状に構成された電池パックフレーム１４が配置されている。この電池パックフレーム１４は、電池パック１２の側面の外周に沿って配置されている。図３に示すように、この電池パックフレーム１４は、前方に位置する前部メンバ４０と、後方に位置する後部メンバ４４と、車両進行方向右側に位置する側部メンバ４２と、車両進行方向左側に位置する側部メンバ４６とによって、電池パック１２の側面の周囲を囲っている。電池パック１２は、周囲の四方（前後左右）が、それぞれ電池パックフレーム１４に取り付けられている。
【００２３】
図６に示すように、電池パックフレーム１４は、電池パック１２の側面部のうち、下部を覆う程度の高さを有している。また、電池パックフレーム１４の断面は、中空の閉断面形状となっている。また、電池パックフレーム１４の閉断面の形状は、車幅方向外側の上面が高く、内側上面が低いＬ字状とされている。
【００２４】
さらに、この電池パックフレーム１４の車幅方向外側の下端部には、車幅方向外側へ向かって延びるフランジ４８が設けられている。このフランジ４８は、電池パックフレーム１４の全周に亘って設けられており、前部メンバ４０においては車両前方へ、後部メンバ４４においては、車両後方へ向けてフランジ４８が延びている。
【００２５】
電池パックフレーム１４の内周上部には、段差が設けられている。具体的には、電池パックフレーム１４の車幅方向内側の上面が、車幅方向外側の上面よりも、階段状に一段低くなった段部４９が設けられている。なお、この段部４９の上面には、電池パック１２のフランジ２８が図示しない部材を介して配置されている。
【００２６】
図３は、電池パックフレーム１４及びアンダーリーンフォース１８（以下、適宜「リーンフォース１８」と称する）の構成を示している。電池パックフレーム１４の左右の側部メンバ４２、４６の上部には、アンダーリーンフォース１８がそれぞれ配置されている。このアンダーリーンフォース１８は、電池パックフレーム１４の側部メンバ４２、４６の一部から、それぞれの側部メンバ４２、４６に沿って車両前後方向に延在されている。
【００２７】
アンダーリーンフォース１８の車両前方側の端部は、車両前方に位置するフロントサイドメンバ（不図示）へとそれぞれ接続されている。なお、このアンダーリーンフォース１８は、電池パックフレーム１４の前部メンバ４０の上部付近において、車幅方向内側へと屈曲した形状となっている。
【００２８】
また、図６に示すように、アンダーリーンフォース１８の断面は、上方向に開口を有する開放断面形状となっている。さらに、この開放断面の開口部には、車幅方向外側及び内側へと延びるフランジ８２が設けられている。
【００２９】
図５は、本実施形態に係る電池パック保護構造１０の下面視の図である。なお、図１に示したアンダーリーンフォース１８及び連結ブレース２２は、本図においては省略している。この図５に示すように、電池パックフレーム１４の左右の側部メンバ４２、４６の下面側には、複数の電池パックアンダーブレース１６（以下、適宜、「アンダーブレース１６」と称する）が配置されている。各アンダーブレース１６は、電池パックフレーム１４の左右の側部メンバ４２、４６間に架け渡されるように車両幅方向を長手方向として配設されている。また、各アンダーブレース１６は、断面形状がハット形とされた長尺状の部材として構成されており、車両前方側及び車両後方側に延びる前後一対のフランジ６８を有している。アンダーブレース１６の長手方向の両端部に位置する前後一対のフランジ６８が、電池パックフレーム１４のフランジ４８の下面に溶接等の接合手段によって接合されることにより、矩形枠状に形成された電池パックフレーム１４に梯子状の骨が通されて電池パックフレーム１４自体が補強されると共に、電池パック１２の支持面が補強されている。なお、本実施形態では、アンダーブレース１６は、車両前後方向に所定の間隔で５本配置されている。説明の便宜上、車両前方から順にアンダーブレース６１、６２、６３、６４、６５と称す。
【００３０】
本実施形態においては、最も前方寄りに設置されたアンダーブレース６１と、電池パックフレーム１４の前部メンバ４０との間には、補強部材２４Ｒ、２４Ｌが配置されている。補強部材２４Ｒ、２４Ｌは、断面形状がハット形とされた長尺状の部材として構成されており、車両幅方向外側に延びる左右一対のフランジ９２を有している。
【００３１】
また、本実施形態においては、最も後方寄りに設置されたアンダーブレース６５と、電池パックフレーム１４の後部メンバ４４との間にも、補強部材２４Ｒ、２４Ｌが配置されている。補強部材２４Ｒ、２４Ｌは、断面形状がハット形とされた長尺状の部材として構成されている。また、補強部材２４Ｒ、２４Ｌの開放断面の上端部には、車幅方向外側に延びるフランジ９２が設けられている。
【００３２】
（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果を説明する。
【００３３】
まず、図６を用いて、車両の側面が衝突した際の作用及び効果を説明する。車両の右側面にバリア９９が衝突すると、衝突荷重Ｆが車両右側のロッカー２６に入力される。これにより、衝突荷重Ｆを受けたロッカー２６は、車幅方向内側に向かって変形及び移動する。このロッカー２６にはフロアパネル２０を介してアンダーリーンフォース１８が間接的に接合されているため、ロッカー２６に入力された衝突荷重Ｆの一部は、アンダーリーンフォース１８に伝達される。アンダーリーンフォース１８の直下には電池パックフレーム１４の側部メンバ４２が配置されており、両者はボルト締結等により接合されているため、アンダーリーンフォース１８に伝達された衝突荷重Ｆは車両右側の側部メンバ４２に伝達されることになる。さらに、車両右側の側部メンバ４２と車両左側の側部メンバ４６とはアンダーブレース１６によって車両幅方向に連結されている。このため、衝突側である車両右側の側部メンバ４２に伝達された衝突荷重Ｆは、アンダーブレース１６を介して反衝突側となる車両左側の側部メンバ４６へと伝達される。このようにして衝突荷重Ｆは、衝突側から反衝突側へと分散されて伝達される。
【００３４】
なお、アンダーリーンフォース１８へと伝わった衝突荷重Ｆの一部は、アンダーリーンフォース１８の先端に取り付けられたフロントサイドメンバ（不図示）へと分散される。また、アンダーリーンフォース１８へと入力された荷重のうち、他の一部は、アンダーリーンフォース１８の下側に取り付けられた電池パックフレーム１４の前部メンバ４０及び後部メンバ４４へと分散して伝達される。
【００３５】
このように、本実施形態に係る電池パック保護構造１０によれば、車両側面から入力された衝突荷重Ｆは、電池パック１２を迂回して衝突側から反衝突側へと分散されて伝達される。その結果、電池パック１２は、側面衝突時の衝撃から効果的に保護される。また、電池パック１２が変形及び破損することを防ぐことで、車両の衝突時の安全性が向上する。
【００３６】
本実施形態に係る構成によれば、電池パックフレーム１４、アンダーリーンフォース１８、アンダーブレース１６といった部品が、電池パック１２の外周に沿った位置に配置されている。このような構成によれば、衝突により部品が変形するための大きなスペースを設けることなく、電池パック１２を効果的に保護することができる。このように部品が変形するためのスペースを省略することで、電池パック１２のためのスペースを大きく確保することができる。大きな電池パック１２を搭載することで、車両の航続可能距離を延ばすことができる。
【００３７】
本実施形態に係る構成によれば、車両の前方又は後方からの衝突時においても、電池パック１２を効果的に保護することができる。車両前方、又は後方からの衝突の際、電池パック１２の前後に配置された部品（フロント又はリアサスペンションメンバー（不図示）等）が変形及び移動し、電池パックフレーム１４の前部メンバ４０又は後部メンバ４４に干渉（接触）する。これにより、前部メンバ４０又は後部メンバ４４は車両内側の電池パック１２へ向けて荷重を受ける。
【００３８】
例えば、荷重を受けた前部メンバ４０又は後部メンバ４４は、側部メンバ４２、４６を介して、電池パック１２を迂回して反衝突側の後部メンバ４４へと荷重の一部を伝える。これにより、電池パック１２に伝わる荷重を減少させ、電池パックの変形や破損を防ぐことができる。
【００３９】
また、本実施形態に係る構成によれば、連結ブレース２２も、衝突による荷重から、電池パック１２を保護する役割を持つ。例えば、車両の側面衝突時に、ロッカー２６が変形及び移動して、連結ブレース２２に干渉して荷重を伝える。この場合、連結ブレース２２は、取り付けられたシート及びフロアパネル２０へ荷重を分散させる。さらに、連結ブレース２２も、アンダーブレース１６と同様に、反衝突側のアンダーリーンフォース及び電池パックフレームの側部メンバ４２、４６へと、荷重の一部を分散させる。これにより、電池パック１２へ伝わる荷重を減少させることができる。
【００４０】
以上、実施形態に係る電池パック保護構造１０について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、図６において、アンダーリーンフォース１８の断面は開放断面形状をしているが、閉断面形状としてもよい。また、電池パックフレーム１４及び連結ブレース２２の断面は、閉断面形状となっているが、いずれかの方向に開口を有する開放断面形状としてもよい。
【００４１】
また、例えば、電池パックフレーム１４は、一体の部品として表しているが、別々に設けた側部メンバ４２及び４６と、前部メンバ４０と、後部メンバ４４とを結合したものであってもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１０   電池パック保護構造
１２   電池パック
１４   電池パックフレーム
１６   電池パックアンダーブレース（ブレース）
１８   アンダーリーンフォース
６１   アンダーブレース
６２   アンダーブレース
６３   アンダーブレース
６４   アンダーブレース
６５   アンダーブレース
【図１】
2019091605.tif 000003
【図２】
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【図３】
2019091605.tif 000005
【図４】
2019091605.tif 000006
【図５】
2019091605.tif 000007
【図６】
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