(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の床下に配置され、周囲が縦壁部で構成され、内部にバッテリが収容されたバッテリケースと、
冷媒入出部を有する配管接続台部を備え、前記配管接続台部が前記車両の前後方向前部側の縦壁部の内面に配置されて前記バッテリケース内に収容され、前記バッテリケース外の冷媒配管からの冷媒を前記冷媒入出部で受け前記バッテリを冷却する冷却ユニットと、
前記バッテリケース外の冷媒配管と前記冷却ユニットの冷媒入出部とを前記車両前後方向前部側の縦壁部を介して接続する配管取付部とを有し、
前記配管取付部が、前記車両前後方向前部側の縦壁部に形成された貫通口と、前記貫通口の周囲の縦壁部分に設けられたボルト挿通孔と、前記貫通口から前記冷媒入出部が臨み前記貫通口が前記冷却ユニットの配管接続台部で覆われる状態で、前記ボルト挿通孔から前記配管接続台部に螺挿され、前記貫通口の周囲の縦壁部分に前記配管接続台部を固定するボルト部材と
を有して構成されるバッテリパックであって、
前記車両前部側の縦壁部の外面において前記貫通口の周囲の開口縁部を覆うように配置される補強部材と、
前記補強部材に前記ボルト部材が挿通されるよう形成されたボルト通孔部とを有し、
前記補強部材が、前記ボルト通孔部に前記ボルト部材が挿通されることによって前記配管接続台部に前記縦壁部を介して締結されるよう構成される
ことを特徴とするバッテリパック。
【請求項２】
前記補強部材は、前記貫通口の全周の開口縁部を覆う枠形状に形成される
ことを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項３】
前記ボルト挿通孔は、前記貫通口を挟んだ車幅方向両側に配置され、
前記補強部材は、前記貫通口の下側の開口縁部および車幅方向両側の開口縁部を覆うＵ形状に形成され、
前記ボルト通孔部は、前記補強部材の車幅方向両側に形成される
ことを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項４】
前記補強部材は、前記貫通口の開口縁部と同貫通口から露出する配管接続台部との境界部に押し付けられるシールパッドを有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のバッテリパック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車やハイブリッド車などに搭載されるバッテリパックに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド車などに用いられるバッテリパックには、車両の床下に搭載するものがある。床下に配置されるバッテリパックの多くは、下側に配置されるトレイと上側に配置されるカバーの周縁部を接合して構成されるバッテリケース内に複数のバッテリセル（バッテリ）を収容する構造が用いられる。
またバッテリパック内には、バッテリセルと共に、バッテリセルの過熱を抑える冷却ユニットも収められている。冷却ユニットの多くは、車室内の冷房に用いられる冷凍サイクル機器（電動圧縮機、コンデンサ、膨張弁など）を流用して冷凍サイクルを形成するため、車両前部側に配置される冷凍サイクル機器と近い部位、具体的にはバッテリケース内のうち、車両前後方向前部側に配置される縦壁部の近くに、エバボレータおよびブロアをケース内に収めて構成される冷却ユニットが設けられる。
【０００３】
こうしたバッテリパックの冷却ユニット（バッテリケース内）とバッテリケース外の冷媒配管との接続には、バッテリセルを周囲から囲うトレイの縦壁部（バッテリケースの縦壁部）にケース内外を連通する貫通口を設け、この貫通口を内側から塞ぐよう、冷却ユニットの車両前後方向前側に形成されている配管接続台部を配置して、同配管接続台部に形成されている冷媒入出部を貫通口から臨ませる。そして、貫通口の周囲の縦壁部分に設けたボルト挿通孔から、ボルト部材を配管接続台部へ螺挿して、縦壁部に配管接続台部を締結を締結するという配管取付部が用いられ、バッテリケース外の冷媒配管が貫通口を通じ、冷却ユニットの冷媒入出部に接続されるようにしている。
【０００４】
通常、バッテリケースの貫通口は、内側から配管接続台部で塞がれるため、バッテリケース外から雨水などがバッテリケース内へ侵入するおそれはない。
ところが、バッテリケースは車両の床下に搭載されるため、バッテリケースの車両前部側が、車両走行の際、床下障害物との衝突で上側に押し上げられて、貫通口の有る縦壁部を変形させるおそれがある。
【０００５】
すなわち、バッテリケースは、貫通口の有る縦壁部分の剛性が他より低くなるため、開口車両前部側の縦壁部に下側から荷重が加わると、貫通口の下側の開口縁部が、車両前側へせり出されるよう変形して配管接続台部から離れ、配管接続台部との間に隙間が生じさせることがある。貫通口の周囲は、Ｏリングなどのシール部でシールされるが、シール部がもたらすシール性は、下側の開口縁部の変形を受けて低下するため、生じる隙間が雨水などを受ける受け口となって、バッテリケース外の雨水が、隙間を通じバッテリケース内へ侵入し、バッテリセルなどバッテリケース内の機器に影響を与えるおそれがある。
【０００６】
一方、バッテリパックでは、引用文献１に開示されているように、変形のしやすい各部に補強部材を添わせて補強することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−１１０２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、貫通口の開口縁部に対しても、補強部材を添わせて補強することが考えられる。
しかし、補強部材を設けるには、別途、補強部材をバッテリケースの縦壁部に固定するため、各種部材が必要で、単純に補強部材を取付ける構造では、配管取付部周辺の構造が複雑になるだけでなく、コスト的に高価になる問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、既存の部品を流用した簡素な固定構造で、補強部材を貫通口周囲に固定し当該貫通口の開口縁部の変形が抑えられるようにしたバッテリパックを提供る。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の態様は、車両の床下に配置され、周囲が縦壁部で構成され、内部にバッテリが収容されたバッテリケースと、冷媒入出部を有する配管接続台部を備え、配管接続台部が車両の前後方向前部側の縦壁部の内面に配置されてバッテリケース内に収容され、バッテリケース外の冷媒配管からの冷媒を冷媒入出部で受けバッテリを冷却する冷却ユニットと、バッテリケース外の冷媒配管と冷却ユニットの冷媒入出部とを車両前後方向前部側の縦壁部を介して接続する配管取付部とを有し、配管取付部が、車両前後方向前部側の縦壁部に形成された貫通口と、貫通口の周囲の縦壁部分に設けられたボルト挿通孔と、貫通口から冷媒入出部が臨み貫通口が冷却ユニットの配管接続台部で覆われる状態で、ボルト挿通孔から配管接続台部に螺挿され、貫通口の周囲の縦壁部分に配管接続台部を固定するボルト部材とを有して構成されるバッテリパックであって、車両前部側の縦壁部の外面において貫通口の周囲の開口縁部を覆うように配置される補強部材と、補強部材にボルト部材が挿通されるよう形成されたボルト通孔部とを有し、補強部材が、ボルト通孔部にボルト部材が挿通されることによって配管接続台部に縦壁部を介して締結されるよう構成されるものとした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、貫通口の周囲の開口縁部を補強する補強部材は、冷却ユニットの配管接続台部を固定するボルト部材による締結で、貫通口の有る縦壁部分に固定される。これにより、貫通口の周囲の開口縁部は、締結される補強部材および配管接続台部によってバッテリケースの内外方向から挟み付けられるので、貫通口の開口縁部が変形をしないよう補強ができる。
【００１２】
したがって、冷却ユニットの配管取付部を構成するボルト部材、配管接続台部といった既存の部品を流用した簡素な補強部材の固定構造を用いて、バッテリケースの車両前部側での突き上げを要因とした貫通口の開口縁部の変形を抑えることができ、安価なコストで補強ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る態様となるバッテリパックの車両搭載状態を示す斜視図。
【図２】バッテリケース内の冷却ユニットと外部冷媒配管とを接続するための配管取付部の構造を、貫通口を補強する構造と共に示す斜視図。
【図３】補強構造を分解した斜視図。
【図４】図２中のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る態様となるバッテリパックの各部を分解した斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を図１から図４に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
図１はバッテリパックの搭載状態を示し、図２はバッテリパック内に冷却ユニットを据付けた状態を示し、図３は同冷却ユニットをバッテリパックから外した状態を示し、図４はバッテリケース内の冷却ユニットとバッテリケース外の冷媒配管とが接続される配管接続部の断面（図２中のＡ−Ａ線）を示している。
【００１５】
図１中１は、電気自動車やハイブリッド車などの車両である。この車両１の前部には、車両走行に用いられるパワーユニットや、車室内の冷暖房に用いられる冷凍サイクル機器、例えば電動圧縮機、コンデンサ、膨張弁などが搭載される（いずれも図示せず）。また車両１の前輪３と後輪５との間の床下（車体下部）には、パワーユニットや冷凍サイクル機器などに電力を供給するバッテリパック、ここでは例えば扁平箱状のバッテリパック７が据え付けられている。
【００１６】
バッテリパック７は、図１および図２に示されるように例えば車両前後方向に延びるバッテリケース９と、バッテリケース９の内部に収容される多数（複数）の電池セル１１および冷却ユニット１３などを有して構成される。
バッテリケース９は、周縁部に縦壁部１６を有する例えば板金製のトレイ１５と、周縁部に縦壁部１８を有する例えば合成樹脂製のカバー１７とから構成される。具体的にはバッテリケース９は、トレイ１５の縦壁部１６とカバー１７の縦壁部１８とが接合（例えばボルト接合）されて構成され、周囲が縦壁部１６，１８で囲われる構造となっている。このバッテリケース９のトレイ１５の車両前部に、同車両前部側に位置する縦壁部１６ａと隣接して上記冷却ユニット１３が据え付けられ、他のトレイ１５上の部位に上記電池セル１１が据え付けられる。
【００１７】
冷却ユニット１３は、車両１の車室内冷房に用いられる冷凍サイクルの冷媒を用いて、バッテリケース９内を冷却する機器である。同冷却ユニット１３は、図４に示されるように吸込口１９ａおよび吹出口１９ｂを有した箱形のケース１９内に、エバポレータ２１、ブロア（図示しない）などを収めて構成される。また縦壁部１６ａと向き合う位置に配置されるケース１９の車両前部には、図４に示されるように配管接続台部２７が設けられている。配管接続台部２７は板状部材から構成される。この配管接続台部２７の板面中央からは、入側と出側とが一体になった冷媒入出部２９が前方へ突き出ている。この冷媒入出部２９は、外部の冷媒配管２３と接続可能な構造に構成されている。そして、冷媒入出部２９は、エバポレータ２１の入側と出側とに連通する各通路（図示しない）を有していて、車室内冷房用の外部の冷媒配管２３からの冷媒が受けられる構造となっている。
【００１８】
また冷却ユニット１３と隣接した縦壁部１６ａ（車両前部側）には、同縦壁部１６ａを介して外部冷媒配管２３と冷媒入出部２９とを接続をするための配管取付部３３が設けられている。同配管取付部３３は、図２〜図４に示されるように縦壁部１６ａ（車両前部側）に形成された、冷媒入出部２９が貫通可能な貫通口３５、例えば車幅方向に延びる長方形状の貫通口３５と、この貫通口３５の周囲の縦壁部分、例えば貫通口３５を挟んだ車幅方向両側に設けられた複数のボルト挿通孔３７とを有している。ボルト挿通孔３７は、ここでは左右二個所に設けられる。そして、配管接続台部２７が、この貫通口３５を内側から塞ぐよう配置され、配管接続台部２７の冷媒入出部２９を貫通口３５に臨ませている、つまり、冷媒入出部２９は、貫通口３５から前方へ突出され、冷媒入出部２９の先端側を所定位置に配置させている。
【００１９】
そして、配管接続台部２７は、複数のボルト部材３９で、縦壁部１６ａの内面にＯリング４１（シール部）を挟んで水密に固定されることにより、縦壁部１６ａに取り付けられている。ちなみに符号４２は、配管接続台部２７の前面に設けたＯリング用の環状溝を示している（図３，４）。
この配管接続台部２７の固定には、配管接続台部２７の前面の、冷媒入出部２９を挟んだ車幅方向両側の前面部分に形成された例えば二個のねじ孔２７ａを用いて固定する手法が用いられている。一般的にはトレイ外から、ボルト部材３９を、直接、ボルト挿通孔３７に挿通させて、配管接続台部２７のねじ孔２７ａへ螺挿し、配管接続部台部２７を縦壁部１６ａに締結する構造が用いられる。
【００２０】
一方、図１〜図４に示されるように縦壁部１６ａ（車両前後方向前部側）の外面には、貫通口３５周囲を補強する補強部材４３が添わせられている。補強部材４３は、例えば厚板部材から枠形に形成した部品で構成され、貫通口３５の全周の開口縁部３５ｘを覆い、貫通口３５を取り囲むように配置される。具体的には枠形の補強部材４３は、貫通口３５の上下開口縁部３５ａ，３５ｂおよびその周囲の縦壁部分の外面を覆う一対の上下枠片部４３ａと、貫通口３５の左右開口縁部３５ｃ，３５ｄからその周囲のねじ孔２７ａの有る領域までの外面を覆う一対の左右枠片部４３ｂとから構成される。また上下枠片部４３ａおよび左右枠片部４３ｂの内周部の内面には、貫通口３５の開口縁部３５ｘと同貫通孔３５から露出する配管接続台部２７との境界部をシールする枠形のシールパッド４５が設けられている。例えばシールパッド４５は、図３（ｂ）に示されるように上下枠片部４３ａおよび左右枠片部４３ｂ（補強部材）の内周部に連続（枠形）して形成された断面Ｌ形の段差部４４内に嵌め込んで取り付けられる。このシールパッド４５の先端が上下枠片部４３ａおよび左右枠片部４３ｂから若干、突出している。
【００２１】
この補強部材４３は、縦壁部１６ａに固定されることにより、貫通口３５の開口縁部３５ｘを補強する効果が発揮される。
この補強部材４３の固定には、上記配管取付部３３を構成する部品（配管接続台部２７、ボルト部材３９）を流用した固定構造が用いられている。同固定構造には、図１〜図４に示されるように貫通口３５の周囲を覆うように配置される補強部材４３の一部、ここではボルト挿通孔３７（縦壁部１６ａ）と対応した左右枠片部４３ｂの上下位置に、それぞれ上記ボルト部材３９が挿通可能なボルト通孔部４７を設けた構造が用いられる。
【００２２】
つまり、図２〜図４に示されるように補強部材４３は、配管取付部３３で用いるボルト部材３９を、各ボルト通孔部４７から、ボルト挿通孔３７を通じ、配管接続台部２７のねじ孔２７ａへ螺挿することによって、配管接続台部２７と共に縦壁部１６ａに締結される（共締め）。これにより、貫通口３５の開口縁部３５ｘおよびその周辺は、締結（共締め）による補強部材４３と配管接続台部２７との挟み込みより、変形が抑えられよう補強される。と共に締結（共締め）により、シールパッド４５が、貫通口３５と同貫通孔３５から露出する配管接続台部２７との境界部に押し付けられ、境界部をシールする。
【００２３】
その後、縦壁部１６ａに組み付けられた冷媒入出部２９に外部冷媒配管２３を接続することにより、冷却ユニット１３を含む冷凍サイクル回路が形成される。
このようにバッテリケース９の貫通口３５周囲に補強部材４３が固定されることによって、車両の走行時、トレイ１５の前側下部（バッテリケース）が、たとえ図４中の矢印αのように床下障害物（図示しない）との衝突により上側へ押し上げられたとしても、変形を生じやすい貫通口３５周囲の開口縁部３５ｘ、特に下側の開口縁部３５ｂは、配管接続台部２７および補強部材４３でバッテリケース９の内外方向から挟み付けられ変形しないよう補強されるので、図４中の二点鎖線に示される「補強部材無し」のように貫通口３５の下側の開口縁部３５ｂが、車両前側へせり出される変形を抑えることができる。
【００２４】
したがって、貫通口３５の開口縁部３５ｘの変形は抑えられ、貫通口３５の下側の開口縁部３５ｂと配管接続台部２７の前面との間に隙間が生じたり、両者間をシールするＯリング４１のシール性が低下したりするのを抑えることができる。これにより、バッテリケース９外の雨水が、貫通口３５の開口縁部３５ｘと配管接続台部２７の前面との間を通じてバッテリケース９内へ侵入するのを防ぐことができ、バッテリケース９内の機器の安全性が保たれる。
【００２５】
以上、説明したように配管接続台部２７、ボルト部材３９など配管取付部３３を構成する既存の部品を流用した簡素な固定構造で、補強部材４３を貫通口周囲の縦壁部分に固定したことにより、バッテリケース９の車両前部側での突き上げを要因とした貫通口３５の開口縁部３５ｘ，特に下側開口縁部３５ｂの変形を抑えることができ、安価なコストで、貫通口３５周囲の補強ができる。
【００２６】
しかも、枠形の補強部材４３を用いたことにより、貫通口３５の周囲全体を補強することができ、どのような方向から加わる荷重に対しても十分な補強効果を発揮させることができる。
そのうえ、補強部材４３のシールパッド４５は、締結（共締め）により貫通口３５の開口縁部３５ｘと貫通口３５から露出する配管接続台部２７との境界部に押し付けられるので、たとえバッテリケース９の車両前部側での突き上げなどにより、多少、下側開口縁３５ｂが変形することがあっても、シールパッド４５が変形個所のシールを補うから、バッテリケース９外の雨水がバッテリケース９内へ侵入することはない。
【００２７】
図５は、本発明の第２の実施形態を示す。
第２の実施形態は、第１の実施形態の変形例で、枠形の補強部材４３でなく、Ｕ形の補強部材５３を用いて、バッテリケース９の車両前部側の突き上げによる変形が生じやすい貫通口３５の下側開口縁部３５ｂに注目して、同開口縁部３５ｂを効率よく補強するようにしたものである。
【００２８】
具体的にはＵ形の補強部材５３は、貫通口３５の下側縁部３５ｂおよびその周囲の縦壁部分の外面を覆う下枠片部５３ａと、貫通口３５の左右縁部３５ｃ、３５ｄからその周囲のねじ孔２７ａの有る領域までの外面を覆う一対の左右枠片部５３ｂとから構成され、左右枠片部５３ｂの上下位置にそれぞれボルト通孔部５７が設けられる。
このようなＵ形の補強部材５３を用いても、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。但し、図５において、第１の実施形態と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略した。
【００２９】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば上述の実施形態では、補強部材をボルト部材で、左右の四点で固定する構造を例に挙げたが、これに限らず、例えば補強部材をボルト部材で、左右の二点で固定する構造でも構わない。
【符号の説明】
【００３０】
１  車両
７  バッテリパック
９  バッテリケース
１１  バッテリセル（バッテリ）
１３  冷却ユニット
１６ａ  車両前部側の縦壁部
２３  外部の冷媒配管
２７  配管接続台部
２９  冷媒入出部
３３  配管取付部
３５  貫通口
３７  ボルト挿通孔
３９  ボルト部材
４３  補強部材
４５  シールパッド
４７  ボルト通孔部
【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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