(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバッテリーセルからなるモジュールを複数備えた電気自動車のバッテリー固定構造において、
前記複数のモジュールの外周に装着される一対のブラケットと、
前記一対のブラケットに着脱自在であり、同一対のブラケットに装着されることで複数のモジュールと前記一対のブラケットを一体化するとともに、車体側に設けた固定部への取付部が設けられた取付部材とを備え、
前記取付部材は、前記一対のブラケットのそれぞれに配設されて、ボルトが挿通される挿通穴を有し、
前記一対のブラケットを複数のモジュールの外周に被せた状態で、前記取付部材に配設された前記挿通穴に前記ボルトを挿通させて前記一対のブラケットを連結して仮装着し、前記固定部に前記取付部を固定するとともに、前記取付部材を前記一対のブラケットに固定することを特徴とする電気自動車のバッテリー固定構造。
【請求項２】
前記ブラケットは板金製であって、前記モジュールの端子と接触しないよう形成されていることを特徴とする請求項１記載の電気自動車のバッテリー固定構造。
【請求項３】
前記一対のブラケットは、前記複数のモジュールの上部を支持する上部ブラケットと下部を支持する下部ブラケットとであり、
前記挿通穴に前記ボルトを挿通して前記上部ブラケットと前記下部ブラケットとを連結することを特徴とする請求項１又は２に記載の電気自動車のバッテリー固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のバッテリーセルからなるモジュールを複数備えた電気自動車のバッテリーの固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車は、駆動源となるモータと、その電源部としてバッテリーを車体に搭載し、バッテリーから供給される電力によってモータを回転させて走行している。電気自動車においてはバッテリーの性能や容量が走行距離に影響を与えることになるので、通常、充電可能な複数のバッテリーセルからなる複数のモジュールをユニット化して搭載し、放電によりバッテリー電圧が低下すると充電できるように構成されている。
【０００３】
このようにバッテリーはモジュールが複数あるため、車体への装着作業が煩雑になることから、例えば特許文献１では、車体側にトレイを配設し、このトレイに対して複数のモジュールをそれぞれ載置するとともに、細長いブラケットを各モジュールの上に掛け渡すように配置してボルト等の締結部材でトレイに締め込むことで、モジュールを車体に固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３０５００１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１においてはモジュールの上に掛け渡すように配置されたブラケットでトレイに載置されたモジュールを一度に押さえ込んでいるので、モジュールに個体差がありその大きさや高さにバラツキがある場合、高さの低いモジュールとブラケットの間に隙間が生じ、ガタが発生することが懸念される。このガタを無くそうと締結部材を強く締め込んでしまうと、高さのあるモジュールに対する締付負荷が大きくなってしまい好ましいものとはならない。また、トレイにボルトを締結する場合、モジュールの間に形成されたトレイのねじ部にボトルを締結するが、締結時には少なくともブラケットで押さえ込まれるモジュールは全てトレイに載置されている必要があるので、ねじ部がモジュールによって見え難くなり、部品点数の低減を図れる反面、車体への装着作業が煩雑になることが懸念される。
【０００６】
本発明は、モジュール間の大きさや高さにバラツキがあっても作業性が良く、モジュールに無理なく確実に固定できる電気自動車のバッテリー固定構造を提供することを、その目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、複数のバッテリーセルからなるモジュールを複数備えた電気自動車のバッテリー固定構造において、複数のモジュールの外周に装着される一対のブラケットと、一対のブラケットに着脱自在であり、同一対のブラケットに装着されることで複数のモジュールと一対のブラケットを一体化するとともに、車体側に設けた固定部への取付部が設けられた取付部材とを備え、取付部材は、一対のブラケットのそれぞれに配設されて、ボルトが挿通される挿通穴を有し、一対のブラケットを複数のモジュールの外周に被せた状態で、取付部材に配設された挿通穴にボルトを挿通させて一対のブラケットに仮装着し、固定部に取付部を固定するとともに、取付部材を一対のブラケットに固定することを特徴としている。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の電気自動車のバッテリー固定構造において、ブラケットは板金製であって、モジュールの端子と接触しないよう形成されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２記載の電気自動車のバッテリー固定構造において、一対のブラケットは、複数のモジュールの上部を支持する上部ブラケットと下部を支持する下部ブラケットとであり、挿通穴にボルトを挿通して上部ブラケットと下部ブラケットとを連結することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、一対のブラケットを複数のモジュールの外周に被せ、このブラケットに装着されることで複数のモジュールと一対のブラケットを一体化するとともに、車体側に設けた固定部への取付部が設けられた取付部材をブラケットに仮装着し、固定部に取付部を装着して固定するとともに、取付部材を一対のブラケットに固定するので、モジュール間の大きさや高さにバラツキがあってモジュールに段差が発生した場合でも、取付部と固定部の位置合わせをしてから固定することができるので、作業性が良く、モジュールに無理な力を与えることなく確実に車体に固定することができる。
【００１１】
本発明によれば、ブラケットは板金製であって、モジュールの端子と接触しないよう形成されているので、車体に衝突エネルギーが作用してモジュールが移動しようとした場合でも、取付剛性は金属性のブラケットで保持しつつも端子との接触を避けることができるので、バッテリーを車体に確実に固定しながらも、衝突時の安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るバッテリーの固定構造を備えた電気自動車の概略構成図である。
【図２】バッテリー固定構造と、これにより固定されたバッテリーの配置状態を示す拡大図である。
【図３】バッテリー固定構造の構成要素であるブラケットとベルト部材と取付部材とロック部を示す拡大斜視図である。
【図４】（ａ）はベルト部材とロック部材の拡大図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線の断面図である。
【図５】ブラケットの変形例を示す拡大斜視図である。
【図６】取付部を複数備えたブラケットの拡大斜視図である。
【図７】（ａ）はフックを備えたブラケットの拡大斜視図、（ｂ）はフックが（ａ）と反対の位置に設けられたブラケットの拡大斜視図である。
【図８】本発明に係るバッテリー固定構造の構成要素となる一対のブラケットと、モジュールを示す斜視図である。
【図９】図８に示すバッテリー固定構造で用いる一対のブラケットと取付部材との装着部近傍の構成を示す部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１において、符号１で示す電気自動車は、電源部となるバッテリーユニット５から供給される電力によってモータ２を回転し車輪３を回転駆動させることで走行するものである。バッテリーユニット５は、電気自動車１の車室内２０に設けられた座席４の下部に配設されている。バッテリーユニット５は複数のバッテリーセルを１つのモジュールとし、これらモジュールを複数備えた電池パックとして構成されている。本形態においてバッテリーユニット５は、車体を構成するフロアパネル６とフロアパネル６の下方に設けられた遮蔽板７とで構成されたユニット収納部８内に収納されている。
【００１４】
電気自動車１は、外気導入路１３に配置された送風ファン１４とコンプレッサ１８を備え、コンプレッサ１８の駆動により外気導入路１３に配置された熱交換器１７との間で冷媒を冷凍サイクル循環させることで外気を冷却し符号Ｓで示す冷却風を発生させ、この冷却風をダクト１６でユニット収納部８内に供給し、排出ファン１１で車外に排出するように構成されている。
【００１５】
本形態において、バッテリーユニット５は、図２に示すように、矢印Ｙで示す車両前後方向に２つのモジュール５ａ，５ｂを並べて１つのユニットとし、このユニットを１２個備えている。１２個のユニットのうち６個のユニットは矢印Ｘで示す車幅方向に配置されていて１グループを構成し、これを車両前後方向に配置している。つまり、遮蔽板７にはユニット５Ａからユニット５Ｌまでの１２個のユニットが搭載されている。各ユニットは直列になるように結線されている。
【００１６】
各ユニットは、図１，図２に示すように、バッテリー固定構造により遮蔽板７に車体に固定される。この形態に係るバッテリー固定構造は、全てのユニット５Ａ〜５Ｌに対して同一となるので、ユニット５Ａを用いて説明する。バッテリー固定構造は、ブラケット２１と複数のバンド部材２２とにより保持されて、遮蔽板７に設けられた固定部となるボルト２３ａ，２３ｂに挿入され、図示しないナット部材をボルト２３ａ，２３ｂに締結することで遮蔽板７に車体にユニットを固定する。
【００１７】
ブラケット２１は、図２，図３に示すように複数のモジュール５ａ，５ｂにおける端子２１０が配置されていないモジュールの外周面５ｃに装着されて、これらモジュール５ａ，５ｂを一体化するように平面形状が長方形の枠型をしている。車両前後方向Ｙに位置するブラケット２１の両端２１ａ，２１ｂには、ボルト２３ａ，２３ｂへの取付部材２４，２５が設けられている。ブラケット２１の両端２１ａ，２１ｂとは異なり、車幅方向エックスに位置して互いに対向する面２１ｃ，２１ｄには、複数のロック部２６が車両前後方向Ｙに並んで形成されている。
【００１８】
ブラケット２１及び取付部材２４，２５は板金製である。取付部材２４，２５には、ボルト２３ａ，２３ｂに装着されて固定される取付部２４ａ，２５ａが設けられている。取付部２４ａ，２５ａは筒状部材であって、その内部にボルト２３ａ，２３ｂが挿通可能に形成されている。
【００１９】
各バンド部材２２は、ブラケット２１の互いに対向する面２１ｃ，２１ｄに跨るように形成された門型をなし、その折れ曲がった両端２２ａ，２２ｂの先端が各ロック部２６に上方から挿入されて固定される構造とされている。すなわち、バンド部材２２は、図４（ａ）に示すように、両端２２ａ，２２ｂの先端側に矢印Ｚで示すバンド着脱方向に歯部２７ａ，２７ｂがそれぞれ形成されている。
【００２０】
ロック部２６は、ラケット２１の面２１ｃ，２１ｄに下縁に装着されるとともに、内部に歯部２７ａ，２７ｂとそれぞれ係合する凹凸を有する開口２６Ａが形成されている。バンド部材２２に形成されている歯部２７ａ，２７ｂは、ロック部２６の開口２６Ａに挿入されることで凹凸と係合し、装着方向には進み、離脱方向には移動しないラチェット機構として機能する。
【００２１】
このような構成によると、２つのモジュール５ａ，５ｂを並べて配置し、取付部材２４，２５とロック部２６を予め装着されたブラケット２１を、モジュール５ａ，５ｂの上方又は下方から外周面５ｃに装着する。これによりモジュール５ａ，５ｂは一体化されて１ユニット化（例えばユニット５Ａ）される。なお、モジュール５ａ，５ｂにブラケット２１を装着する位置は、取付部２４ａ，２５ａにボルト２３ａ、２３ｂが挿通可能な高さとする。この状態で取付部２４ａ、２５ａに車体側のボルト２３ａ、２３ｂを挿通させることで、ユニット５Ａが車体側にボルト２３ａ，２３ｂで位置決めされて装着される。
【００２２】
次にボルト２３ａ，２３ｂによって遮蔽板７上で位置決めされたユニット（モジュール５ａ，５ｂ）の上方からバンド部材２２をブラケット２１の外側に被るように装着し、両端２２ａ，２２ｂをそれぞれロック部２６の開口２６Ａに挿入し、バンド部材２２の中央部２２ｃがモジュールの上面に接触するまで押し込む。このバンド部材２２がブラケット２１に装着されることで、モジュール５ａ，５ｂがブラケット２１より外れることが防止される。
【００２３】
バンド部材２２の装着後は、取付部２４ａ，２５ａに挿通されたボルト２３ａ、２３ｂに対して図示しないナットを締め込むことで、ブラケット２１を介してユニット５Ａ（モジュール５ａ，５ｂ）が遮蔽板７に固定されることになる。
【００２４】
このようなバッテリー固定構造とすると、複数のモジュール５ａ，５ｂに装着されるブラケット２１を車体側の固定部２３ａ，２３ｂに固定するとともに、バンド部材２２をブラケット２１に被せてブラケット２１のロック部２６に固定するので、モジュール間の大きさや高さにバラツキがあってモジュールに段差が発生した場合でも、その段差はベルト部材２２とロック部２６とのロック位置によって吸収することができるので、作業性が良く、モジュールに無理な力を与えることなく確実に車体に固定することができる。
【００２５】
また、金属製のブラケット２１はモジュールの各端子２１０が配置されていないモジュールの外周面５ｃに装着されるので、車体に衝突エネルギーが作用してモジュール５ａ，５ｂ（ユニット５Ａ）が移動しようとした場合でも、取付剛性は金属性のブラケット２１で保持しつつも端子２１０との接触を避けることができ、バッテリーユニット５を車体に確実に固定しながらも、衝突時の安全性を確保することができる。
【００２６】
取付部材２４，２５の形態としては、ブラケット２１の両端２１ａ，２１ｂに対して、例えば溶接で固着しても良いが、ボルト２３ａ，２３ｂへの装着時の組み付け性を考慮すると、ブラケット２１に対して少なくとも一方が着脱可能とし、一方をボルトに装着した状態で他方をもう一方のボルトに合わせ、その位置を調整してブラケットに取付けることで、ブラケット２１や取付部材２２の製造上のバラツキやボルト２３ａ，２３ｂの取り付け位置のバラツキを吸収することができ、無理な荷重を掛けることなくバッテリーユニット５を固定することができ、取付け時の作業性をより向上することができるので好ましい。あるいは図５に示すようにブラケット２１に対して少なくとも一方の取付部材２４を、ガタを持ってピン結合させてもよい。
【００２７】
上記形態では、筒状の取付部２４ａ，２５ａを取付部材２４，２５に対してそれぞれ１つずつ設けてボルト２３ａ、２３ｂに固定するようにしたが、例えば図６に示すように、少なくとも一方の取付部材２４には、例えば車幅方向Ｘに互いに間隔をおいて複数（例えば２つ）の取付部２４ａを設ける形態としてもよい。この場合には、車体に衝突エネルギーが作用するような場合でも、１つの取付部２３ａにかかる負荷を軽減することができ、バッテリーユニット５を車体に確実に固定しながらも、衝突時の安全性を確保することができる。
【００２８】
あるいは図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、少なくとも一方の取付部材２４に符号３０で示すフック設けても良い。このようなフック３０を設けることで、ユニット５Ａ（モジュール５ａ，５ｂ）に付属する部品をユニット５Ａ（モジュール５ａ，５ｂ）に近い位置に固定し易くなると言うという作用効果を奏する。
【００２９】
図８、図９は本発明の主要な形態を示す。この形態はベルト部材２２を使用しない点が上記の形態と大きく異なっている。この形態に係るバッテリー固定構造は、全てのユニット５Ａ〜５Ｌに対して同一となるので、ユニット５Ａを用いて説明する。バッテリー固定構造は、複数のモジュール５ａ，５ｂの外周面５Ｃに装着される一対のブラケット３１，３２と、一対のブラケット３１，３２に着脱自在であり、一対のブラケット３１，３２に装着されることで複数のモジュール５ａ，５ｂと一対のブラケット３１，３２を一体化するとともに、遮蔽板７に設けた固定部２３ａ，２３ｂに装着される取付部３４ａ，３５ａが設けられた取付部材３４，３５とを備えている。
【００３０】
一対のブラケット３１，３２は板金製で、その四方が折り曲げられている。一対のブラケット３１，３２のうち、端子２１０が露呈している側に装着される一方のブラケット３１は、端子部２１０と接触しないように形成されている。
【００３１】
車両前後方向Ｙに位置するブラケット３１の両端３１ａ，３１ｂと、ブラケット３２の両端３２ａ，３２ｂには、取付部材３４，３５を装着するためのボルト３６，３７がそれぞれ設けられている。
【００３２】
取付部材３４，３５は正面形状がＵ字状をなし、連結部に筒状の取付部３４ａ，３５ａがそれぞれ設けられている。取付部材３４の両端３４ｂ，３４ｃと、取付部材３５の両端３５ｂ，３５ｃには、ボルト３６，３７にそれぞれ遊嵌する挿通穴としての穴３８，３９が設けられている。取付部材３４，３５は、これら穴３８，３９にボルト３６，３７を挿通してナット４０，４１で締め込むことで、ブラケット３１，３２に装着状態とされる。
【００３３】
このような一対のブラケット３１，３２をモジュール５ａ，５ｂの外周面５ｃに被せた状態で、取付部材３４，３５を一対のブラケット３１，３２にナット４０，４１で仮装着し、固定部となるボルト２３ａ，２４ａを取付部３４ａ，３５ａに挿通させて装着して固定するとともに、ボルト３６，３７にナット４０，４１を締め込むことで取付部材３４，３５が一対のブラケット３１，３２に固定される。
【００３４】
このような構成のバッテリー固定構造によると、一対のブラケット３１，３２をモジュール５ａ，５ｂの外周面５ｃに被せ、このブラケット３１，３２に装着されることで複数のモジュール５ａ，５ｂと一対のブラケット３１，３２を一体化するとともに、遮蔽板７に設けたボルト２３ａ，２３ｂへの取付部３４ａ，３５ａが設けられた取付部材３４，３５をブラケット３１，３２に仮装着し、ボルト２３ａ，２３ｂに取付部３４ａ，３４ｂを装着して固定するとともに、取付部材３４，３５を一対のブラケット３１，３２に固定するので、モジュール間の大きさや高さにバラツキがあってモジュールに段差が発生した場合でも、取付部３４ａ，３４ｂとボルト２３ａ，２３ｂの位置合わせをしてから固定することができるので、作業性が良く、モジュール５ａ，５ｂ（各ユニット）に無理な力を与えることなく確実に車体に固定することができる。
【００３５】
また、ブラケット３１，３２は板金製であって、モジュールの端子２１０，２１０と接触しないよう形成しているので、車体に衝突エネルギーが作用してモジュール５ａ，５ｂ（各ユニット）が移動しようとした場合でも、取付剛性は金属性のブラケット３１，３２で保持しつつも端子２１０，２１０との接触を避けることができるので、バッテリーユニット５を車体に確実に固定しながらも、衝突時の安全性を確保することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  電気自動車
５ａ，５ｂ  モジュール
５ｃ  モジュールの外周面
３１，３２  一対のブラケット
３４ａ，３５ａ  取付部
３４，３５  取付部材
３６，３７  ボルト
３８，３９  挿通穴
２１０      端子
【図１】
0005360239.tif 000002
【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】
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