CN102892666A - 车辆电池组收纳结构 - Google Patents

Abstract

车辆电池组收纳结构，其包括车体面板（1、2L、2R）以及限定向外开口的电池收纳空间（11）的第一面板部件（18）、第二面板部件（19）和第三面板部件（20）。第一面板部件（18）刚性地安装到车体面板（1、2L、2R）并且包括第一侧壁（13）和底壁（15）。第二面板部件（19）刚性地安装到第一面板部件（18）并且包括第二侧壁（14）和第一周边壁部分（16b）。第三面板部件（20）刚性地安装到第二面板部件（19）。第三面板部件（20）包括第二周边壁部分（16a），当第三面板部件（20）刚性地安装到第二面板部件（19）时，第二周边壁部分（16a）与第一周边壁部分（16b）协作以形成周边壁部分（16）。

Description

车辆电池组收纳结构

相关申请的引用

本申请要求2010年6月8日提交的日本专利申请No.2010-130769的优先权。该日本专利申请No.2010-130769的全部公开通过引用而包含于此。

技术领域

本发明总体上涉及一种车辆电池组收纳结构。更特别地，本发明涉及一种用于电动车辆、混合动力车辆或具有由电池提供动力的诸如电动马达等部件的其他类型车辆的车辆电池组收纳结构。

背景技术

电动车辆或混合动力车辆使用电动马达作为动力源以驱使车辆。因此，典型地，这种车辆包括作为电动马达用的电力源的大容量电池组。典型地，大容量电池组包括多个电池单元，所述多个电池单元彼此电连接以形成单个电池组。也可被称为电池模块的电池组通常是重并且大型化的。因而，当将这种电池组安装在车辆中时，应当以不牺牲车辆内部空间的方式安装电池组。另外，车辆中的安装区域应当被构造成确保电池组的大小不受特别地限制，该限制会减小电池的容量。另外，安装区域应当被定位成确保车辆的重心不被提升不期望的量。

日本特开平06-199183号公报描述了电池组收纳结构。该电池组收纳结构包括电池收纳空间，该电池收纳空间设置在座椅安装位置的正下方的车体的地板面板（floor panel）部分。即，在许多车辆中，在前座、后座或前座和后座两者的下方存在未被利用的死空间。电池收纳空间被构造为收纳电池组的、在车体的上下方向上的向下开口的上凹部。因此，电池组可以被收纳在死空间中，并且可以在很少地或不牺牲车辆内部空间的情况下增大电池组的容量。此外，电池收纳空间设置在车体的重心的下方，这降低了车辆的重心并且能够增大车辆稳定性。

发明内容

然而，日本特开平06-199183号公报并没有描述在车体的地板面板中设置作为在车体的上下方向上向下开口的上凹部的电池收纳空间的具体步骤。因而，日本特开平06-199183号公报并不涉及诸如下面所描述的、当拉深材料以形成车体的地板面板并且向下开口的电池收纳空间形成于地板面板时可能产生的问题。

例如，面板材料的伸长极限限制电池收纳空间的深度。因此，当面板材料被拉深超过该拉深深度时，面板材料典型地在电池收纳空间的侧壁之间的交叉部处断裂。

通过增大电池收纳空间的侧壁之间的交叉部处的圆的半径以及通过将脱模角斜度（draft angle tilt）设置于电池收纳空间的侧壁，能够实现一定程度的深拉深。然而，为了能够实现收纳大型化的电池组用的电池收纳空间的深拉深，侧壁之间的交叉部处的圆的半径以及侧壁的倾斜角被增大到很大程度。因而，电池收纳空间的容积显著减小，这限制电池组的大小并且牺牲电池容量。

因此，本发明的目的是提供一种能够避免上述问题的、诸如电动车辆或混合动力车辆等车辆用的电池组收纳结构。

鉴于已知技术的状况，车辆电池组收纳结构基本包括车体面板、第一面板部件、第二面板部件和第三面板部件。第一面板部件刚性地安装到车体面板，并且第一面板部件包括第一侧壁和底壁。第二面板部件刚性地安装到第一面板部件，并且第二面板部件包括第二侧壁和第一周边壁部分。第三面板部件刚性安装到第二面板部件，使得第一面板部件、第二面板部件和第三面板部件限定向外开口的电池收纳空间。第三面板部件包括第二周边壁部分，当第三面板部件刚性地安装到第二面板部件时，第二周边壁部分与第一周边壁部分协作以形成周边壁部分。

附图说明

现在参考形成该原始公开的一部分的附图：

图1是从车辆的左侧上方观察的立体图，其示出了设置有作为所公开的实施方式的电池组收纳结构的电动车辆的车体地板部分；

图2是示出了从箭头的方向所观察的沿着图1的截面线II-II的截面的纵截面侧视图，其中，与前后座以及电池组一起示出车体地板部分；

图3是示出了从箭头的方向观察的沿着图1中的车体地板部分的截面线III-III的截面的纵截面主视图；

图4是示出了根据图1至图3所示的实施方式的电池组收纳结构的分解立体图；

图5是示出了在形成根据图1至图4所示的实施方式的电池组收纳结构的三个面板部件的会合位置处形成的隅角间隙（corner gap）的立体图；

图6是与图5相同的立体图，其示出了在根据图1至图4所示的实施方式的电池组收纳结构中用于密封图5所示的隅角间隙的结构部分；

图7是形成图6所示的密封隅角间隙用的结构部分的凸缘的放大立体图；

图8是形成图6所示的密封隅角间隙用的结构部分的凸缘的沿着图7的截面线VII-VII所观察的截面图，其从箭头的方向示出了凸缘；

图9是与图7相同的立体图，其示出了图7中的凸缘在一次成型之后的形状；

图10是与图8相同的截面图，其示出了图7中的凸缘在不存在倾斜凸缘部并且凸缘仅由直立凸缘部构成的情况中的形状。

具体实施方式

现在将参考附图解释所选定的实施方式。本领域技术人员将从本公开清楚地认识到，仅为了说明而提供实施方式的以下说明，而不是为了限制由所附权利要求书及其等同所限定的本发明。

首先，参考图1，根据第一实施方式示出了车辆电池组收纳结构。图1是从车辆的左侧上方观察的立体图，其示出了设置有根据实施方式的电池组收纳结构的车辆的车体地板部分。车辆可以是电动车辆、混合动力车辆或具有由电池提供动力的诸如电动马达等部件的任意类型的车辆。此外，车辆可以是轿车、卡车、厢式汽车、SUV或其他任意适当的车辆。

车体地板部分包括地板通道1、左门槛2L、右门槛2R、左地板面板3L以及右地板面板3R。地板通道1、左门槛2L、右门槛2R以及其他相关地板部件可以被单独地或者共同地称为车体面板。车体地板部分还包括设置于左地板面板3L和右地板面板3R的多个横梁（cross member）4、5、6和7。横梁4、5、6和7沿着左地板面板3L和右地板面板3R在车辆宽度方向上延伸。如图2所示，前座8安装在横梁4和5上。还如图2所示，后座9安装在横梁6、7上。横梁4、5、6和7能够以诸如通过焊接、螺栓、螺钉、铆钉等任何适当的方式安装到左地板面板3L和右地板面板3R。此外，前座8和后座9能够以诸如通过焊接、螺栓、螺钉、铆钉等任何适当的方式联接到左地板面板3L和右地板面板3R以及横梁4、5、6和7。

在该示例中，如图2和图3所示，左地板面板3L和右地板面板3R的位于前座8和后座9下方的部分在车体的上下方向上向上（在车体的内外方向上向内）凹入，以提供向下开口或向外开口的电池收纳空间11。然而，自然地，左地板面板3L和右地板面板3R可以被构造成提供任何适当的方向上的开口。包括如上所述的多个电池单元（未示出）的电池组12被收纳在电池收纳空间11中。

如图2所示，前座8和后座9被安装在车辆中的较高位置，用于期望的坐席高度。结果，在前座8和后座9的下方存在未被利用的死空间。因此，在本示例中，如图2和图3所示，左地板面板3L和右地板面板3R的相应部分上升到位于前座8和后座9的紧下方的高度，使得前座8和后座9的安装位置的正下方的电池收纳空间11比电池收纳空间11的其他部分深。因而，如图2所示，能够增大电池组12的位于前座8和后座9正下方的部分的在上下方向上的厚度。该厚度的增大能够与左地板面板3L和右地板面板3R的位于座椅8和9正下方的部分以上述方式所上升的量对应。因而，电池组12的上述部分的厚度能够与左地板面板3L和右地板面板3R的位于座椅正下方的部分所上升的距离相同或基本相同。因此，前座8和后座9的正下方的死空间能够有效地容纳电池组12的增大的容量，而没有牺牲车辆内部空间。

然而，当在拉深材料以形成左地板面板3L和右地板面板3R的加工期间向下开口的电池收纳空间11被设置于左地板面板3L和右地板面板3R时，可能会超过面板材料的伸长极限。因此，如上所述，面板材料可能会断裂。典型地，面板材料会在电池收纳空间的侧壁之间的交叉部处断裂。

还如上所述，可以增大电池收纳空间的侧壁之间的交叉部处的圆的半径，以减少断裂的发生。另外，可以将脱模角斜度设置于电池收纳空间的侧壁，以减少断裂的发生。然而，为了实现材料的深拉深以形成足以收纳深的、大型化的电池组的收纳空间，侧壁之间的交叉部处的圆的半径以及侧壁的倾斜角被显著地增大。较大的圆半径以及较大的倾斜角可能减小电池收纳空间的内部容积，这限制电池组的大小和容量。

因此，以下描述了用于提供能够避免上述问题的左地板面板3L和右地板面板3R的示例。应注意的是，用于提供与左侧地板面板3L和右侧地板面板3R有关的电池收纳空间11的构造彼此相同或类似。因此，为了示例的目的，将描述用于提供与左侧地板面板3L有关的电池收纳空间11的构造。可以以相同或类似的方式构造右侧地板面板3R，但是与左侧地板面板3L的镜像相同。

首先将描述限定向下开口的电池收纳空间11的壁。例如如图1至图4所示，电池收纳空间11由侧壁13和14、底壁15以及开口周边壁16限定。侧壁13和14沿着向下开口延伸。底壁15被定位成用于封闭远离向下开口的那侧的开口。另外，底壁15由侧壁13和14分隔。开口周边壁16从侧壁13和14沿向下开口的周边方向延伸。开口周边壁16被分开成开口周边壁部分16a和16b。

如图1所示以及图4更详细地所示，侧壁13和14在侧壁13和14彼此交叉的侧壁交叉线17处被分开。在该示例中，侧壁13作为第一面板部件18的一部分与底壁15一体地形成。此外，在该示例中，侧壁14作为第二面板部件19的一部分与开口周边壁部分16b（第一周边壁部分）一体地形成。开口周边壁部分16a（第二周边壁部分）在该示例中形成为第三面板部件20的一部分。

电池收纳空间限定壁13至16被如上所述地分开。因此，如图4所示，向下开口的电池收纳空间11由第一面板部件18、第二面板部件19以及第三面板部件20限定，第一面板部件18包括侧壁13和底壁15，第二面板部件19包括侧壁14和开口周边壁部分16b，第三面板部件20包括开口周边壁部分16a。在该示例中，通过将三个面板部件18-20组装并接合在一起，而将向下开口的电池收纳空间11设置于左侧地板面板3L。

即，在该示例中，在作为第一面板部件18的一部分的侧壁13的端部存在凸缘18a。凸缘18a与第三面板部件20重叠，因而能够与开口周边壁部分16a的一部分重叠。因而，凸缘18a使得能够沿着面板部件18和20被组装并接合在一起的位置形成密封接头。

此外，在第二面板部件19的开口周边壁部分16b处存在凸缘19a。凸缘19a与第三面板部件20重叠，因而与开口周边壁部分16a的一部分重叠。在侧壁14的边缘存在凸缘19b。因而凸缘19b在侧壁13和14的交叉线17处与侧壁13重叠。沿着侧壁14的至少一部分存在凸缘19c。因此，凸缘19c与底壁15重叠。

如所示的那样，凸缘18a、19a、19b和19c提供被如上所述地组装和接合在一起的相邻部件之间的密封。然而，如图5所示，在第一面板部件18的角部、第二面板部件19的角部以及第三面板部件20彼此接近的位置或会合位置处可能存在隅角间隙21。

通过例如热发泡树脂能够密封隅角间隙21。热发泡树脂可以被填充到隅角间隙21中并且可以在例如涂布步骤期间通过加热而发泡。因而，通过将热发泡树脂填充到隅角间隙21中以及加热热发泡树脂这样的分开的步骤能够实现该密封。此外，热发泡树脂可能昂贵，这可能增大电池组收纳结构的总成本。

因此，在该示例中，能通过折叠而形成的凸缘22能够用于密封隅角间隙21。即，如图4和图6所示，凸缘22可以形成为从第三面板部件20的内周区域20a、例如从开口周边壁部分16a立设，以与侧壁13和14彼此交叉的位置处的侧壁交叉线17重叠。如图6、图7和图8更详细地所示，凸缘22包括倾斜凸缘部22a，倾斜凸缘部22a从面板部件20的内周区域20a（例如，从开口周边壁部分16a）朝向侧壁13和14的位于第一侧壁13的边缘和第二侧壁14的边缘彼此接近的位置处的交叉线17以预定斜度θ延伸。凸缘22还包括直立凸缘部22b，直立凸缘部22b沿着侧壁13和14的交叉线17从倾斜凸缘部22a的末端延伸到直立凸缘部22b的自由端。

在用于形成凸缘22的过程中，凸缘22成形用的突起被设置成从面板部件20的内周区域20a、例如从开口周边壁部分16a向内延伸。凸缘22成形用的该突起能够通过加压等成型，以形成如图9所示的如下结构：该结构包括具有倾斜角θ的倾斜凸缘部22a和从倾斜凸缘部22a的末端沿水平方向延伸的水平凸缘22c。水平方向可以与面板部件20平行或基本平行。

然后，上述的水平凸缘部22c从与图9所示的状态对应的图8中的双点划线的位置沿箭头的方向朝向实线位置立起。也就是，工具或其他装置可以用于对水平凸缘部22c施加力以使水平凸缘部沿图8所示的箭头的方向立起。因此，如图7所示，从倾斜凸缘部22a的末端直立形成直立凸缘部22b。当三个面板部件18至20被如上所述组装并接合在一起以将向下开口的电池收纳空间11设置于左侧地板面板3L时，直立凸缘部22b沿着侧壁13和14的交叉线17延伸，并且接合于交叉线17。直立凸缘部22b能够覆盖由第一侧壁13的边缘、第二侧壁14的边缘以及第三面板部件20的内周区域20a所限定的会合位置。因而，直立凸缘部22b通过与倾斜凸缘部22a协作能够密封图5所示的、三个面板部件18至20的会合位置处的隅角间隙21。

再次，如图7所示，直立凸缘部22b从在第三面板部件20上以预定斜度θ延伸的倾斜凸缘部22a的末端直立，而不是如图10所示从第三面板部件20直立。因此，如图7中的高度H1所示，在直立凸缘部22b的成型期间凸缘所立起的高度可以是小的，而与用于密封图5所示的隅角间隙21的凸缘22的所需高度H2无关。

因此，能够在与凸缘22的所需高度H2无关的情况下减小直立凸缘部22b的凸缘立起期间的末端拉伸量。另外，可以防止直立凸缘部22b的末端在凸缘立起期间断裂，该断裂可能会危害凸缘22的密封功能。因此，直立凸缘部22b的高度被构造成使得在凸缘立起期间末端不会由于超过面板材料的拉伸极限而断裂，并且设定倾斜凸缘部22a的倾斜角θ为满足该构造。

此外，当未设置诸如图7中所设置的倾斜凸缘部22a等倾斜凸缘部22a并且从面板构件20的平面形成直立凸缘部22b时，直立凸缘部22b的高度被构造成至少与由如图10所示的双点划线所表示的所需凸缘高度H2相同。然而，当直立凸缘部22b高时，在凸缘的立起期间直立凸缘部22b的末端拉伸量增大。因而，在立起过程期间直立凸缘部22b的末端可能断裂，这会不利地影响密封功能。

另一方面，当采取措施以通过例如将侧壁交叉线17处的圆的半径设定得小来防止直立凸缘部22b的这种断裂时，如图7中的R所表示的直立凸缘部22b的曲率半径可以是小的。在该构造中，直立凸缘部22b的最大高度为如图10所示的

那样低。因而，相对于凸缘高度H2，直立凸缘部22b的高度通常会不足以密封如图5所示的隅角间隙21。

如从以上所能了解的那样，电池组收纳结构包括限定向下开口的电池收纳空间11的分开的电池收纳空间限定壁13至16。第一面板部件18包括侧壁13和底壁15。如图4所示，第二面板部件19包括侧壁14和开口周边壁部分16b。第三面板部件20包括开口周边壁部分16a。因而，如这里所述，向下开口的电池收纳空间11由通过任何适当类型的紧固构件组装并接合在一起的第一面板部件18、第二面板部件19以及第三面板部件20限定。

因此，向下开口的电池收纳空间11能够在无需依靠拉深材料的情况下设置于地板面板3L。因此，能够在不增大向下开口的电池收纳空间11的侧壁交叉线17处的圆的半径的情况下以及在不将向下开口的电池收纳空间11的侧壁13和14成倾斜角地载置的情况下将深且大的电池收纳空间11设置于地板面板3L。结果，可以使电池收纳空间11的侧壁交叉线17处的圆的半径尽可能小。此外，电池收纳空间11的侧壁13和14无需倾斜，并且侧壁13和14甚至可以与底壁15正交或基本正交。因此，无需减小电池收纳空间11的内部容积以限制电池组12的大小和容量。

此外，由于电池收纳空间11被构造为向下开口的电池收纳空间，其中在该电池收纳空间中地板面板3L在车体的上下方向上向上凹入，所以有效地利用了座椅8和9正下方的未被利用的死空间。因此，能够在不牺牲车辆内部空间的情况下扩大电池收纳空间11，并且能够增大电池组12的容量。

另外，凸缘22能够在不使用树脂的情况下密封在三个面板部件18至20交会的位置处可能存在的的隅角间隙21，其中树脂例如如上所述地能增加三个面板部件18至20的组装复杂性和组装成本。利用凸缘22的该密封能够防止或者至少抑制水等经由隅角间隙21渗入到电池收纳空间11中。

此外，电池收纳空间限定壁13至16无需分离，进而无需如上所述地组装。例如，侧壁13和14可以一体地形成为框架。底壁15可以与侧壁13和14单独地形成。另外，开口周边壁16可以是单个一体化部件而不形成为分开的开口周边壁部分16a和16b。此外，开口周边壁16可以与侧壁13和14分开地形成。可替代地，根据期望，壁13至16可以彼此分开地形成或者彼此一体地形成。因此，通过以该方式使电池收纳空间限定壁13至16分开或一体化的电池组收纳结构仍能够实现上述的益处。

在理解本发明的范围时，如这里所用于描述上述实施方式那样，以下方向术语“向前”、“向后”、“上方”、“向下”、“上下”、“水平”、“下方”和“横向”以及其他任何类似的方向术语是指装配有电动车辆电池组收纳结构的车辆的那些方向。因此，用于描述本发明的这些术语应当被解释为与装配有电动车辆电池组收纳结构的车辆相关。如这里所用的诸如“基本”、“大约”、“大致”等程度术语意味着使得最终结果不被显著改变的所修饰的术语的合理偏差量。

尽管已经选择了仅选定的实施方式以阐释本发明，但是本领域技术人员将从本公开清楚地认识到，在此在不背离如所附权利要求书所限定的本发明的范围的情况下可以进行各种改变和变形。例如，可以根据需要和/或根据期望改变各种部件的大小、形状、位置或取向。所示出的彼此直接连接或直接接触的部件可以在它们之间布置中间结构。可以由两个元件执行一个元件的功能，反之亦然。一个实施方式的结构和功能可以适于其他实施方式。无需所有的优点同时存在于特别的实施方式中。相对于现有技术独特的每一特征独自或者与其他特征相组合还应当被认为是本申请人的另一发明的包括由这样的特征所实施的结构和/或功能构思的独立说明。因而，提供根据本发明的实施方式的上述说明仅用于阐释，并不为了限制所附权利要求及其等同所限定的发明。

Claims (4)

1.一种车辆电池组收纳结构，其包括：

车体面板；

第一面板部件，其刚性地安装到所述车体面板，所述第一面板部件包括第一侧壁和底壁；

第二面板部件，其刚性地安装到所述第一面板部件，所述第二面板部件包括第二侧壁和第一周边壁部分；以及

第三面板部件，其刚性地安装到所述第二面板部件，使得所述第一面板部件、所述第二面板部件和所述第三面板部件限定向外开口的电池收纳空间，所述第三面板部件包括第二周边壁部分，当所述第三面板部件刚性地安装到所述第二面板部件时，所述第二周边壁部分与所述第一周边壁部分协作以形成周边壁部分。

2.根据权利要求1所述的车辆电池组收纳结构，其特征在于，

所述第三面板部件还包括从所述第三面板部件的周边区域延伸的凸缘，所述凸缘包括：倾斜凸缘部，其从所述周边区域朝向所述第一侧壁的边缘和所述第二侧壁的边缘彼此接近的位置处的交叉线以预定角度延伸；以及直立凸缘部，其从所述倾斜凸缘部的末端沿着所述交叉线延伸，并且所述凸缘被构造成覆盖由所述第一侧壁的边缘、所述第二侧壁的边缘以及所述第三面板部件的所述周边区域所限定的会合位置。

3.根据权利要求2所述的车辆电池组收纳结构，其特征在于，

相对于形成所述凸缘的材料的拉伸极限，以一定角度设定所述倾斜凸缘部的倾斜角，使得所述直立凸缘部能够具有如下高度：允许所述凸缘在所述倾斜凸缘部和所述直立凸缘部连接的位置处折叠而不超出所述材料的所述拉伸极限，以避免所述直立凸缘部的断裂。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的车辆电池组收纳结构，其特征在于，

所述车体面板包括在车体地板面板中，并且

所述向外开口的电池收纳空间相对于所述车体面板在上下方向上向上延伸，并且相对于所述车体面板在上下方向上向下开口。

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