(57)【要約】【課題】衝突時に、自動車のフロアに形成された凹部に配置された車載電池の損傷を低減する。【解決手段】自動車のフロアに形成されたフロア凹部１８に車載電池２０が配置される。車載電池２０は、電池パック２２と電池パック２２を囲むように設けられた電池フレーム２４（３０，３２）とを有する。電池フレーム２４の前フレーム３０には、フロア凹部１８の凹部前縁４０に対向するように前フレーム斜面４６が設けられている。前方衝突時、凹部前縁４０が前フレーム斜面４６に当接して、車載電池２０は上方に持ち上げられ、電池パック２２に掛かる力が低減する。また、電池パック２２が凹部前縁４０と凹部後縁４２の間に挟まれることが防止される。後方衝突に対応して後フレーム３２には、凹部後縁４２に対向して後フレーム斜面４８が設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のフロアに形成された凹部に配置される車載電池であって、
電池パックと、
フロア凹部の縁の少なくとも一部と電池パックの間に位置し、電池パックに固定された電池フレームと、
を有し、
電池フレームは、フロア凹部の縁の少なくとも一部に対向する斜面を有し、この斜面は、その下縁が上縁よりもフロア凹部の縁から遠い位置となるように傾斜配置されている
車載電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車に搭載された車載電池に関し、特にその搭載構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車など、車両駆動用原動機として電動機を備えた自動車においては、この電動機に電力を供給するための電池が搭載されている。下記特許文献１には、フロア（フロアパネル（１０６））に形成された凹部内に電池（バッテリ（１０２））が搭載された自動車が示されている（図７参照）。なお、（  ）内の符号は、特許文献１で用いられている符号であり、本願の実施形態で用いられる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２０１１−１２６４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フロアの凹部内に搭載された電池には、自動車が衝突した際のフロアの変形によってフロアに挟持され、大きな荷重がかかる場合がある。
【０００５】
本発明は、フロアが変形した際の電池への荷重を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る車載電池は、自動車のフロアに形成された凹部に配置される。この車載電池は、電池パックと電池パックに固定された電池フレームを有する。電池フレームは、フロア凹部の縁の少なくとも一部と電池パックの間に位置する。さらに、電池フレームはフロア凹部の縁に対向する斜面を有し、この斜面は、その下縁が上縁よりもフロア凹部の縁から遠い位置となるように傾斜配置されている。
【発明の効果】
【０００７】
自動車の衝突時、フロア凹部の縁が電池フレームの斜面に当接すると、斜面に上向きの力が作用し、車載電池が上方に動く。これにより、フロアに車載電池が挟持されることが防止され、車載電池に加わる荷重が低減される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の要部を示す自動車の側方透視図である。
【図２】後席下に車載電池を配置した実施形態を示す図である。
【図３】車載電池単体の平面図である。
【図４】車載電池単体の側面図である。
【図５】前席下に車載電池を配置した実施形態を示す図である。
【図６】側方衝突に対応した実施形態を示す図である。
【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、ハイブリッド自動車などの車両駆動用の原動機として電動機を備えた自動車１０を側方より透視し、要部を示した側方透視図である。図１において、左方が自動車１０の前方であり、以降の図２〜５においても、左方が自動車１０の前方となるように記している。また、以降の説明において、前後左右上下、側方などの方向および向きを表す語句は、特段の断りがない限り自動車１０を基準にした方向および向きを表す。
【００１０】
自動車１０は、前席１２および後席１４を有する乗用車である。自動車１０は、車体の床部分を形成するフロア１６を有する。フロア１６には、後席１４の下方の部分に凹部１８が形成され、この凹部１８に電池２０が搭載されている。以降、凹部１８をフロア凹部１８、電池２０を車載電池２０と記す。車載電池２０から車両駆動用の電動機に電力が供給され、また回生制動などによって電動機で発電された電力は車載電池２０に充電される。
【００１１】
図２は、車載電池２０およびその周囲のフロア１６などの構成を示す断面図である。また、図３および図４は、車載電池２０を単体で示す図であり、図３が平面図、図４が側面図である。車載電池２０は、電池パック２２と、電池パック２２を囲むように配置され、固定された電池フレーム２４を有する。電池パック２２は、電池セル２６と電池セル２６を収容する電池ケース２８を含む。電池パック２２の概略形状は直方体であり、長手方向が自動車１０の横方向となるように搭載されている。電池フレーム２４の形状は、上方から見たときに四角形の枠形状であり、四角形の各辺が、それぞれ電池パック２２の前面、後面、右側面、左側面に対応して配置されている。この電池フレーム２４は、略等脚台形の形状を有する。電池フレーム２４の、前方の辺を構成する部材を前フレーム３０、後方の辺を構成する部材を後フレーム３２、左右の辺を構成する部材をそれぞれ左フレーム３４、右フレーム３６と記す。電池フレームの形状は四角形の枠形状でなくてもよい。例えば、電池パック２２の前面、後面に対応して配置される前フレームおよび後フレームと、これら前後フレームを、左右の端以外の部分で橋渡して連結する梁フレームとを有する形状としてよい。
【００１２】
車載電池２０は、さらに電池パック２２の左右のいずれかに配置される冷却ファン３８を含む。冷却ファン３８は、電池パック２２内の電池セル２６下方に空気を送る。送られた空気は電池セル２６の間を通って上側に抜け、この空気によって電池セル２６が冷却される。電池セル２６の上方に抜けた空気は電池パックの左右いずれかに設けられた排気口から排出される。
【００１３】
フロア凹部１８は上方に向けて開口し、この開口から車載電池２０がフロア凹部１８内に配置される。図２に示されるように、車載電池２０の下側の一部がフロア凹部１８内に収容される。車載電池２０は、電池フレーム２４に設けられた締結部（不図示）をボルト、ナットなどの締結部材を用いてフロア１６に固定することで、車体に固定される。電池フレーム２４とフロア１６の締結は、衝突等により大きな入力があった場合には解放され、車体の変形が電池フレーム２４および電池パック２２に伝わることを抑えている。
【００１４】
前フレーム３０は、フロア凹部１８の前縁４０に対向するようにほぼ同じ高さの位置に配置される。また、後フレーム３２は、フロア凹部１８の後縁４２に対向するようにほぼ同じ高さの位置に配置される。以降、これらの前縁４０、後縁４２をそれぞれ凹部前縁４０、凹部後縁４２と記す。凹部後縁４２には、車体のクロスメンバ４４が配置されている。
【００１５】
前フレーム３０は、電池パック２２の前面と凹部前縁４０の間に位置し、自動車１０の衝突によってフロア１６が変形したときに、凹部前縁４０が電池パック２２に直接当接することを防止している。前フレーム３０は、電池パック２２の前面の低い位置、特に前面の下縁に対応して設けられている。前フレーム３０は、電池パック２２の左右方向全体にわたって設けられているが、一部に設けるようにしてもよい。前フレーム３０は、前後方向において凹部前縁４０に対向する斜面４６を有する。以降、この斜面４６を前フレーム斜面４６と記す。前フレーム斜面４６の下縁４６Ｌは、上縁４６Ｕよりも後方に位置する。つまり、前後方向において、下縁４６Ｌは上縁４６Ｕよりも凹部前縁４０から遠い位置にある。前フレーム斜面４６は、前フレーム３０の長手方向の全体にわたって設けられてもよく、また一部に設けられてもよい。
【００１６】
後フレーム３２は、電池パック２２の後面と凹部後縁４２の間に位置し、自動車１０の衝突によってフロア１６が変形したときに、凹部後縁４２が電池パック２２に直接当接することを防止している。後フレーム３２は、電池パック２２の後面の上下方向においてほぼ中央、または中央よりやや上に位置している。後フレーム３２は、電池パック２２の左右方向全体にわたって設けられているが、一部に設けるようにしてもよい。後フレーム３２は、前後方向において凹部後縁４２に対向する斜面４８を有する。以降、この斜面４８を後フレーム斜面４８と記す。後フレーム斜面４８の下縁４８Ｌは、上縁４８Ｕよりも前方に位置する。つまり、前後方向において、下縁４８Ｌは上縁４８Ｕよりも凹部後縁４２から遠い位置にある。後フレーム斜面４８は、後フレーム３２の長手方向の全体にわたって設けられてもよく、また一部に設けられてもよい。
【００１７】
自動車１０が前方衝突した際には、前方からの入力により、凹部前縁４０が後方に向けて移動し、前フレーム斜面４６に当接する。前フレーム斜面４６が凹部前縁４０から受けた力の鉛直方向成分が、車載電池２０の前端を上方に持ち上げるように作用し、車載電池２０を図２において時計回りに回動させる。これにより、前方から電池パック２２に入力する力の一部を逃がすことができ、電池パック２２の損傷が抑制される。また、車載電池２０の前端がフロア凹部１８内から出ることにより、車載電池２０が凹部前縁４０と凹部後縁４２の間に挟持されることが防止される。車載電池２０がフロア凹部の縁に挟まれてしまうと、力の逃げ場がなく電池パック２２に大きな力が掛かる。しかし、前述のように車載電池２０が挟持されることを防止することによって、このような力が発生しなくなり電池パック２２の損傷を抑制することができる。
【００１８】
自動車１０が後方衝突した際には、後方からの入力により、凹部後縁４２が前方に向けて移動し、後フレーム斜面４８に当接する。後フレーム斜面４８が凹部後縁４２から受けた力の鉛直方向成分が、車載電池２０の後端を上方に持ち上げるように作用し、車載電池２０を図２において反時計回りに回動させる。これにより、後方から電池パック２２に入力する力の一部を逃がすことができ、電池パック２２の損傷が抑制される。凹部後縁４２が更に前方に移動する場合には、車載電池２０が押されて移動し、前フレーム３０、特に前フレーム斜面４６が凹部前縁４０に当接する。この当接により、車載電池２０の前端が上方に持ち上げられフロア凹部１８内から出る。これにより、車載電池２０が凹部前縁４０と凹部後縁４２の間に挟持されることが防止され、挟持による力が発生しなくなり電池パック２２の損傷を抑制することができる。
【００１９】
フロア凹部１８は、周囲全周に対して窪んだ形状であっても、フロア凹部１８より前方および後方の部分に対して窪み、左右については開放した形状であってもよい。さらに、特定の断面のみで凹形状となっていてもよい。多くの乗用車においては、左右後席の間の足もと部分には、フロアトンネルと呼ばれる隆起があり、このフロアトンネルを含む縦断面のみで凹形状となっていてもよい。
【００２０】
図５は、前席１２の下に車載電池１２０を配置した例を示す図である。この例の車載電池１２０と周囲の構造は、後席１４下に配置した例と基本的に同じであり、対応する構成について、１００を加えた符号を付している。フロア１１６には、前席１２下方の部分にフロア凹部１１８が形成され、フロア凹部１１８に車載電池１２０が配置されている。フロア凹部１１８の前縁に沿ってクロスメンバ１４４が左右方向に延びている。
【００２１】
車載電池１２０は、電池パック１２２と電池フレーム１２４を含む。電池フレーム１２４は、四角形の枠形状であり、図５では前フレーム１３０と後フレーム１３２が現れている。前フレーム１３０は、フロア凹部１１８の前縁１４０（以下、凹部前縁１４０と記す。）に対向する位置にあり、後フレーム１３２は、フロア凹部１１８の後縁１４２（以下、凹部後縁１４２と記す。）に対向する位置にある。前フレーム１３０には、凹部前縁１４０に前後方向において対向するように斜面１４６（以下、前フレーム斜面１４６と記す。）が設けられている。前フレーム斜面１４６の下縁は、上縁よりも後方に位置する。後フレーム１３２には、凹部前縁１４２に前後方向において対向するように斜面１４８（以下、後フレーム斜面１４８と記す。）が設けられている。後フレーム斜面１４８の下縁は、上縁よりも前方に位置する。電池フレームは、四角形の枠形状以外の形状であってもよい。
【００２２】
自動車１０が前方衝突した際には、前方からの入力により、凹部前縁１４０が前フレーム斜面１４６に当接する。前フレーム斜面１４６が凹部前縁１４０から受けた力によって、車載電池１２０の前端が上方に持ち上がる。これにより、前方から電池パック１２２に入力する力の一部を逃がすことができ、電池パック１２２の損傷が抑制される。また、車載電池１２０の前端がフロア凹部１１８内から出ることにより、車載電池１２０が凹部前縁１４０と凹部後縁１４２の間に挟持されることが防止される。
【００２３】
自動車１０が後方衝突した際には、後方からの入力により、凹部後縁１４２が後フレーム斜面１４８に当接する。後フレーム斜面１４８が凹部後縁１４２から受けた力によって、車載電池１２０の後端が上方に持ち上がる。これにより、後方から電池パック１２２に入力する力の一部を逃がすことができ、電池パック１２２の損傷が抑制される。
【００２４】
図６は、側方衝突に対応する構成例を示す図である。図６は、自動車の前方から見た横断面図である。車載電池の基本構造は、前述の後席１４下に配置した例と基本的に同じであり、対応する構成について、２００を加えた符号を付している。フロア２１６は、フロアパン２５０と、左ロッカー２５２、右ロッカー２５４を含み、横断面においてフロア凹部２１８が形成されている。フロアパン２５０がフロア凹部２１８の底面を形成し、左右のロッカー２５２，２５４がフロア凹部２１８の側面を形成する。フロア凹部２１８に車載電池２２０が配置されている。
【００２５】
車載電池２２０は、電池パック２２２と電池フレーム２２４を含む。電池フレーム２２４は、四角形の枠形状であり、図６では左フレーム２３４と右フレーム２３６が現れている。左フレーム２３４は、フロア凹部２１８の左縁２５６（以下、凹部左縁２５６と記す。）に対向する位置にある。凹部左縁２５６は、左ロッカー２５２の上部の角である。右フレーム２３６は、フロア凹部２１８の右縁２５８（以下、凹部右縁２５８と記す。）に対向する位置にある。凹部右縁２５８は、右ロッカー２５４の上部の角である。左フレーム２３４には、凹部左縁２５６に、左右方向において対向するように斜面２６０（以下、左フレーム斜面２６０と記す。）が設けられている。左フレーム斜面２６０の下縁は、上縁よりも凹部左縁２５６から離れて位置する。右フレーム２３６には、凹部右縁２５８に、左右方向において対向するように斜面２６２（以下、右フレーム斜面２６２と記す。）が設けられている。右フレーム斜面２６２の下縁は、上縁よりも凹部右縁２５８から離れて位置する。電池フレームは、四角形の枠形状以外の形状であってもよい。
【００２６】
自動車１０がその左側方から衝突した際には、左側方からの入力により、凹部左縁２５６が左フレーム斜面２６０に当接する。左フレーム斜面２６０が凹部左縁２５６から受けた力によって、車載電池２２０の左端が上方に持ち上がる。これにより、左側方から電池パック２２２に入力する力の一部を逃がすことができ、電池パック２２２の損傷が抑制される。また、車載電池２２０の左端がフロア凹部２１８内から出ることにより、車載電池２２０が凹部左縁２５６と凹部右縁２５８の間に挟持されることが防止される。右側方からの衝突した場合は、左右対称な事象となるので説明を省略する。
【符号の説明】
【００２７】
１０  自動車、１２  前席、１４  後席、１６  フロア、１８  フロア凹部、２０  車載電池、２２  電池パック、２４  電池フレーム、３０  前フレーム、３２  後フレーム、３４  左フレーム、３６  右フレーム、４０  凹部前縁、４２  凹部後縁、４４，１４４  クロスメンバ、４６，１４６  前フレーム斜面、４８，１４８  後フレーム斜面、２５０  フロアパン、２５２  左ロッカー、２５４  右ロッカー、２５６  凹部左縁、２５８  凹部右縁、２６０  左フレーム斜面、２６２  右フレーム斜面。
【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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