(57)【要約】      （修正有）【課題】防水機能を損なうことなくバッテリカバーでバッテリモジュールを保持可能なバッテリユニット及び車両を提供すること。【解決手段】バッテリモジュール３２と、バッテリモジュール３２を吊り下げた状態で保持する上部フレーム部材３５と、上部フレーム部材３５に保持されたバッテリモジュール３２を収容するバッテリケース３１と、バッテリケース３１の上部開口を覆うバッテリカバー３４と、バッテリケース３１とバッテリカバー３４とを封止するシール部材３６と、を備えるバッテリユニット３０であって、バッテリモジュール３２は、上部フレーム部材３５がバッテリカバー３４に着座するシールボルト４２によってバッテリカバー３４に固定されることでバッテリカバー３４に保持されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリモジュールと、
前記バッテリモジュールを吊り下げた状態で保持する上部フレーム部材と、
前記上部フレーム部材に保持された前記バッテリモジュールを収容するバッテリケースと、
前記バッテリケースの上部開口を覆うバッテリカバーと、
前記バッテリケースと前記バッテリカバーとを封止する封止部材と、を備えるバッテリユニットであって、
前記上部フレーム部材が前記バッテリカバーに着座するシールボルトによって前記バッテリカバーに固定されることで、前記バッテリモジュールが前記バッテリカバーに保持されている、バッテリユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のバッテリユニットであって、
前記バッテリユニットは、固定部材によって車体フレームに固定され、
前記固定部材は、前記シールボルトを囲うように前記バッテリカバーに溶接され、前記シールボルトが挿通する固定部材開口部を有する、バッテリユニット。
【請求項３】
請求項２に記載のバッテリユニットであって、
前記バッテリカバーと前記上部フレーム部材との間には、前記シールボルトを囲うように補強部材が設けられている、バッテリユニット。
【請求項４】
請求項３に記載の車両であって、
前記固定部材は、前方クロスメンバに固定される前部固定部材と、後方クロスメンバに固定される後部固定部材と、を備える、車両。
【請求項５】
フロアパネルと、
前記フロアパネル上に配置される座席と、
請求項４に記載の前記バッテリユニットと、を備える車両であって、
前記バッテリユニットは、左右一対のサイドフレームと前後一対のクロスメンバで囲まれたバッテリ収容凹部に配置され、
前記バッテリ収容凹部は、前記座席の下方であって前記フロアパネルに凹設され、
前記前部固定部材、前記上部フレーム部材、前記補強部材、及び前記後部固定部材によって、前記前方クロスメンバから前記後方クロスメンバまでロードパスが形成されている、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両、電気自動車などの車両に搭載されるバッテリユニット、及びバッテリユニットが搭載される車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの動力を利用して走行するハイブリッド車両、電気自動車などの車両には、通常、バッテリモジュールを収容したバッテリユニットが搭載されている。例えば、特許文献１には、座席の下方にバッテリユニットを配置した車両が開示されている。
【０００３】
このようなバッテリユニットは、通常、バッテリモジュールを収容するバッテリケースと、バッテリケースの上部開口を覆うバッテリカバーと、バッテリケースとバッテリカバーとを封止する封止部材と、を用いて構成されている。
【０００４】
また、バッテリユニットには、上部フレーム部材に吊り下げられた状態で保持されたバッテリモジュールがバッテリケースに収容されたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３４５４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようなバッテリユニットでは、バッテリカバーと上部フレーム部材とを締結するに際し、締結部材周りの防水機能を確保する必要があった。
【０００７】
本発明の目的は、防水機能を損なうことなくバッテリカバーでバッテリモジュールを保持可能なバッテリユニット及び車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
バッテリモジュール（例えば、後述の実施形態のバッテリモジュール３２）と、
前記バッテリモジュールを吊り下げた状態で保持する上部フレーム部材（例えば、後述の実施形態の上部フレーム部材３５）と、
前記上部フレーム部材に保持された前記バッテリモジュールを収容するバッテリケース（例えば、後述の実施形態のバッテリケース３１）と、
前記バッテリケースの上部開口を覆うバッテリカバー（例えば、後述の実施形態のバッテリカバー３４）と、
前記バッテリケースと前記バッテリカバーとを封止する封止部材（例えば、後述の実施形態のシール部材３６）と、を備えるバッテリユニット（例えば、後述の実施形態のバッテリユニット３０）であって、
前記上部フレーム部材が前記バッテリカバーに着座するシールボルト（例えば、後述の実施形態のシールボルト４２）によって前記バッテリカバーに固定されることで、前記バッテリモジュールが前記バッテリカバーに保持されている。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載のバッテリユニットであって、
前記バッテリユニットは、固定部材（例えば、後述の実施形態の固定部材３８）によって車体フレーム（例えば、後述の実施形態の前方クロスメンバ１３、後方クロスメンバ１４）に固定され、
前記固定部材は、前記シールボルトを囲うように前記バッテリカバーに溶接され、前記シールボルトが挿通する固定部材開口部（例えば、後述の実施形態の開口部３８ｄ）を有する。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、
請求項２に記載のバッテリユニットであって、
前記バッテリカバーと前記上部フレーム部材との間には、前記シールボルトを囲うように補強部材（例えば、後述の実施形態の補強部材４３）が設けられている。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、
請求項３に記載の車両であって、
前記固定部材は、前方クロスメンバ（例えば、後述の実施形態の前方クロスメンバ１３）に固定される前部固定部材（例えば、後述の実施形態の前部固定部材３８ｆ）と、後方クロスメンバ（例えば、後述の実施形態の後方クロスメンバ１４）に固定される後部固定部材（例えば、後述の実施形態の後部固定部材３８ｒ）と、を備える。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、
フロアパネル（例えば、後述の実施形態のフロアパネル３）と、
前記フロアパネル上に配置される座席（例えば、後述の実施形態の前部座席４）と、
請求項４に記載の前記バッテリユニットと、を備える車両（例えば、後述の実施形態の車両１）であって、
前記バッテリユニットは、左右一対のサイドフレーム（例えば、後述の実施形態のサイドフレーム１２）と前後一対のクロスメンバ（例えば、後述の実施形態の前方クロスメンバ１３、後方クロスメンバ１４）で囲まれたバッテリ収容凹部（例えば、後述の実施形態のバッテリ収容凹部３ａ）に配置され、
前記バッテリ収容凹部は、前記座席の下方であって前記フロアパネルに凹設され、
前記前部固定部材、前記上部フレーム部材、前記補強部材、及び前記後部固定部材によって、前記前方クロスメンバから前記後方クロスメンバまでロードパスが形成されている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、バッテリモジュールの上部フレーム部材がバッテリカバーに着座するシールボルトによってバッテリカバーに固定されることで、バッテリモジュールがバッテリカバーに保持されるので、防水機能を損なうことなくバッテリカバーでバッテリモジュールを保持できる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、バッテリユニットを車体フレームに固定する固定部材が、シールボルトを囲うようにバッテリカバーに溶接されているので、固定部材によってバッテリカバーと上部フレーム部材との締結部分を補強しつつ、バッテリユニットを車体フレームに固定することができる。また、固定部材は、シールボルトが挿通する固定部材開口部を有するので、シールボルトによる防水機能を阻害することがない。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、バッテリカバーと上部フレーム部材との間には、シールボルトを囲うように補強部材が設けられているので、ロードパスに必要な締結部分にのみ補強部材を設けることで、重量の増加を回避しつつ、保持機能及び防水機能を満足させることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、固定部材は、前方クロスメンバに固定される前部固定部材と、後方クロスメンバに固定される後部固定部材とを備えるので、バッテリユニットを前方クロスメンバと後方クロスメンバとによって確実に保持することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、バッテリユニットは、座席の下方であってフロアパネルに凹設されたバッテリ収容凹部に配置されているので、フロアパネル上にバッテリユニットを配置しても車室内空間を広く確保でき、また、バッテリユニットを座席下に配置しても座席を低い位置に配置できる。また、前部固定部材、上部フレーム部材、補強部材、及び後部固定部材によって、前方クロスメンバから後方クロスメンバまでロードパスが形成されているので、バッテリカバー自体にはロードパス機能を設ける必要がなく、バッテリカバーを軽量化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両の車室内の主な構成要素の配置を示す斜視図において、左側前部座席及び左側後部座席を省略した図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るバッテリユニットの斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るバッテリユニットの分解斜視図である。
【図４】図６のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るバッテリユニットのシールボルト締結部を示す要部斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る車両のバッテリユニット配置部を前側上方から見た斜視図において、左側前部座席を省略した図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る車両のバッテリユニット配置部を後側上方から見た斜視図において、右側前部座席を省略した図である。
【図８】図７のＡ−Ａ断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る車両のバッテリユニット配置部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態の車両について、図面を参照して説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとし、以下の説明において、前後、左右、上下は、運転者から見た方向に従い、図面に車両の前方をＦｒ、後方をＲｒ、左側をＬ、右側をＲ、上方をＵ、下方をＤ、として示す。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態の車両１は、車室２の床部を構成するフロアパネル３上に、左右の前部座席４、左右の後部座席５、折り畳み自在な左右の３列目座席６、図示しないモータなどに電力を供給するバッテリユニット３０などを備える。
【００２１】
図６〜図９も参照して、バッテリユニット３０は、前部座席４の下方であってフロアパネル３に凹設されたバッテリ収容凹部３ａ（図８参照。）に配置される。バッテリ収容凹部３ａは、左右一対のサイドフレーム１２と前後一対のクロスメンバ１３、１４（以下、前方クロスメンバ１３、後方クロスメンバ１４と呼ぶ。）で囲まれている。
【００２２】
図２及び図３に示すように、バッテリユニット３０は、平面視で左右方向に長い直方体形状のバッテリケース３１と、バッテリケース３１に収容されるバッテリモジュール３２、バッテリＥＣＵ３７、保守点検用プラグ３３及びバッテリ冷却ダクト（図示せず）と、バッテリケース３１の上部開口を覆うバッテリカバー３４と、を備える。
【００２３】
本実施形態のバッテリユニット３０には、左右に並ぶ２つのバッテリモジュール３２が収容されており、左右のバッテリモジュール３２は、比較的剛性が高い上部フレーム部材３５を介して一体的に連結されている。言い換えると、上部フレーム部材３５は、左右のバッテリモジュール３２を吊り下げた状態で保持している。上部フレーム部材３５は、断面略Ｌ字形状を有する前後一対のクロスフレーム３５ｆ、３５ｒと、２つのバッテリモジュール３２の上面を覆う矩形状の上部パネル３５ｐとから構成され、上部パネル３５ｐの前端部にクロスフレーム３５ｆが固定されるとともに上部パネル３５ｐの後端部にクロスフレーム３５ｆが固定され、部分的に閉断面が形成される。バッテリモジュール３２は、その充放電を制御するバッテリＥＣＵ３７を介してバッテリユニット３０の外部に電気の出力を行う。
【００２４】
保守点検用プラグ３３は、車両１の保守点検に際し、バッテリモジュール３２からの電気の出力を遮断するための操作具であり、バッテリケース３１内の車幅方向左側に配置され、バッテリカバー３４のプラグアクセス口３４ｄを介してバッテリユニット３０の外部から操作可能となっている。
【００２５】
バッテリ冷却ダクトは、図１に示す冷却ファン７から導入ダクト８を介してバッテリユニット３０内に導入された空気（例えば、空気調和装置の冷気）でバッテリモジュール３２を冷却するように構成されており、冷却後の空気は、排気ダクト９を介して車室２に排気される。
【００２６】
図４も参照して、バッテリカバー３４は、バッテリユニット３０の防水機能を満たすために、バッテリケース３１のフランジ部３１ａとの間にシール部材３６を挟んだ状態でバッテリケース３１の上部開口を封止状態で覆う。なお、バッテリカバー３４は、シール部材３６よりも外側の位置でバッテリケース３１のフランジ部３１ａに締結されることで、防水機能を損なうことなくバッテリケース３１に固定される。なお、図４中、符号１５は、バッテリケース３１とフロアパネル３との間を封止するシール部材である。
【００２７】
バッテリカバー３４には、導入ダクト８が接続される２つの空気導入口３４ａと、排気ダクト９が接続される２つの空気排出口３４ｂと、バッテリユニット３０の外部からバッテリＥＣＵ３７にアクセスするためのＥＣＵアクセス口３４ｃと、バッテリユニット３０の外部から保守点検用プラグ３３にアクセスするためのプラグアクセス口３４ｄと、が形成されている。
【００２８】
ＥＣＵアクセス口３４ｃ及びプラグアクセス口３４ｄは、通常、着脱自在なアクセスカバー３９、４０（図９参照）によって個別に覆われており、アクセスカバー３９、４０を取り外すことにより、ＥＣＵアクセス口３４ｃ又はプラグアクセス口３４ｄが開口され、バッテリＥＣＵ３７又は保守点検用プラグ３３へのアクセスが可能になる。
【００２９】
さらに、バッテリカバー３４は、バッテリモジュール３２を保持して車両１側に固定する保持機能を有している。以下、バッテリカバー３４がバッテリモジュール３２を保持するための構成について、図４及び図５を参照して説明する。なお、図４及び図５では、バッテリカバー３４のクロスフレーム３５ｆ側の保持構成について説明するが、クロスフレーム３５ｒ側の保持構成についても同様である。そのため、クロスフレーム３５ｒ側の保持構成についての説明は省略する。
【００３０】
図３に示すように、上部フレーム部材３５の四隅（クロスフレーム３５ｆの左右２カ所、３５ｒの左右２カ所）には、上下のクロスフレーム３５ｆ及び上部パネル３５ｐに亘ってカラーナット４１が溶接されている。図４に示すように、カラーナット４１の周囲のナット締結部３５ａは、他の部分より一段低く構成され、カラーナット４１がクロスフレーム３５ｆから突設されることで他の部分と略同一高さになっている。一方、バッテリカバー３４におけるカラーナット４１との対向位置には、ボルト挿通孔３４ｅが形成されている。
【００３１】
さらに、バッテリカバー３４とクロスフレーム３５ｆとの間、より具体的には、バッテリカバー３４の下面とカラーナット４１の上面との間には、ボルト挿通孔３４ｅを挿通するシールボルト４２を囲うように補強部材４３が設けられている。補強部材４３は、ボルト挿通孔４３ａを有する板部材であり、シールボルト４２周りのバッテリカバー３４を裏側から補強する。
【００３２】
ボルト４２ａは、バッテリカバー３４の上方からボルト挿通孔３４ｅに挿通される。ボルト４２ａがバッテリカバー３４の上面に着座しつつカラーナット４１に螺合することにより、上部フレーム部材３５がバッテリカバー３４に固定される。これにより、バッテリモジュール３２が、上部フレーム部材３５、カラーナット４１、補強部材４３及びボルト４２ａを介してバッテリカバー３４に保持される。
【００３３】
ボルト４２ａは、着座部にシール材４２ｂを備えるシールボルト４２であり、ボルト４２ａの着座面とバッテリカバー３４の上面との間をシール材４２ｂによって封止している。これにより、ボルト４２ａを介してバッテリカバー３４でバッテリモジュール３２を保持しても、ボルト４２ａの着座面とバッテリカバー３４の上面との間から水が侵入したり、その水がバッテリカバー３４のボルト挿通孔３４ｅを介してバッテリユニット３０の内部に侵入したりすることを防止できる。なお、シールボルト４２は、予めシール材４２ｂが装着されたシール機能付ボルトに限定されず、通常のボルトとシール機能付ワッシャとの組み合わせや、通常のボルトとＯリングとの組み合わせであってもよい。
【００３４】
バッテリカバー３４は、その前端部に溶接される左右の前部固定部材３８ｆと、その後端部に溶接される左右の後部固定部材３８ｒとを一体に備えており、これらの固定部材３８を介して前方クロスメンバ１３及び後方クロスメンバ１４に固定される。
【００３５】
図５も参照して、固定部材３８は、シールボルト４２を囲うようにバッテリカバー３４の上面に溶接される保持部補強領域３８ａと、フロアパネル３に対して固定部材３８と共締めされるバッテリカバー３４の固定部３４ｆの上面に溶着される固定部補強領域３８ｂと、保持部補強領域３８ａと固定部補強領域３８ｂとを繋ぐ連結領域３８ｃと、を備える。図５中の「Ｘ」は溶接スポットを示している。
【００３６】
保持部補強領域３８ａは、シールボルト５１が挿通する開口部３８ｄを有しており、これによりシールボルト５１がバッテリカバー３４に直接着座することが許容され、シールボルト５１による防水機能が満たされる。また、保持部補強領域３８ａは、補強部材４３との間でバッテリカバー３４を挟み込むことにより、補強部材４３との間で連続的なロードパスを構成している。
【００３７】
即ち、バッテリカバー３４自体を剛性材としなくても、前部固定部材３８ｆの保持部補強領域３８ａと補強部材４３との間でバッテリカバー３４を挟み込むことにより、クロスフレーム３５ｆ側では、前部固定部材３８ｆと、補強部材４３と、上部フレーム部材３５とでロードパスが形成される。同様に、クロスフレーム３５ｒ側でも、後部固定部材３８ｒと、補強部材４３と、上部フレーム部材３５とでロードパスが形成される。したがって、バッテリカバー３４自体を剛性材としなくても、バッテリカバー３４は保持機能及び防水機能を持ちつつ、前方クロスメンバ１３から後方クロスメンバ１４まで前後方向のロードパスが形成される。
【００３８】
図６〜図９に示すように、左右の前部座席４の下方には、それぞれ、前部座席４を車両前後方向に移動可能に支持する左右一対のシートレール１０と、各シートレール１０の前端部及び後端部を支持する前後一対の補強部１１と、が設けられている。シートレール１０及び補強部１１は、前部座席４及び運転者の荷重を支えるために高い剛性を有しており、補強部１１は、フロアパネル３に対して溶接等により強固に固定される。そして、シートレール１０は、フロアパネル３のフロア面３ｂから上方に突設される前後一対の補強部１１間に架け渡した状態で保持される。このようなレール構造によれば、前部座席４の下方にバッテリユニット３０を配置しても、バッテリユニット３０と干渉することなく、前部座席４を前後移動可能に支持することができる。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態のバッテリユニット３０によれば、バッテリモジュール３２の上部フレーム部材３５がバッテリカバー３４に着座するシールボルト４２によってバッテリカバー３４に固定されることで、バッテリモジュール３２がバッテリカバー３４に保持されるので、バッテリカバー３４の防水機能を損なうことなく、バッテリカバー３４でバッテリモジュール３２を保持できる。
【００４０】
また、バッテリユニット３０をフロアパネル３に固定する固定部材３８が、シールボルト４２を囲うようにバッテリカバー３４に溶接されているので、固定部材３８によってバッテリカバー３４と上部フレーム部材３５との締結部分を補強しつつ、バッテリユニット３０を前方クロスメンバ１３から後方クロスメンバ１４に固定することができる。また、固定部材３８は、シールボルト４２が挿通する開口部３８ｄを有するので、シールボルト４２による防水機能を阻害することがない。
【００４１】
また、バッテリカバー３４と上部フレーム部材３５との間には、シールボルト４２を囲うように補強部材４３が設けられているので、ロードパスに必要な締結部分にのみ補強部材４３を設けることで、重量の増加を回避しつつ、保持機能及び防水機能を満足させることができる。
【００４２】
また、固定部材３８は、前方クロスメンバ１３に固定される前部固定部材３８ｆと、後方クロスメンバ１４に固定される後部固定部材３８ｒとを備えるので、バッテリユニット３０を前方クロスメンバ１３と後方クロスメンバ１４とによって確実に保持することができる。
【００４３】
また、バッテリユニット３０は、前部座席４の下方であってフロアパネル３に凹設されたバッテリ収容凹部３ａに配置されているので、フロアパネル３上にバッテリユニット３０を配置しても車室内空間を広く確保でき、また、バッテリユニット３０を前部座席４の下方に配置しても前部座席４を低い位置に配置できる。また、前部固定部材３８ｆ、上部フレーム部材３５、補強部材４３、及び後部固定部材３８ｒによって、前方クロスメンバ１３から後方クロスメンバ１４までロードパスが形成されているので、バッテリカバー３４自体にはロードパス機能を設ける必要がなく、バッテリカバー３４を軽量化できる。
【００４４】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  車両
３  フロアパネル
３ａ  バッテリ収容凹部
４  前部座席（座席）
１２  サイドフレーム
１３  前方クロスメンバ（車体フレーム）
１４  後方クロスメンバ（車体フレーム）
３０  バッテリユニット
３１  バッテリケース
３２  バッテリモジュール
３４  バッテリカバー
３５  上部フレーム部材
３６  シール部材（封止部材）
３８  固定部材
３８ｄ  開口部（固定部材開口部）
３８ｆ  前部固定部材
３８ｒ  後部固定部材
４２  シールボルト
４３  補強部材
【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】
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