JP2014024359A - 車両用バッテリパック - Google Patents

Abstract

【課題】車両側方から外力が作用した場合でもバッテリケースを保護することができ、且つ車体構造の簡素化が図れる車両用バッテリパックを提供する。
【解決手段】フロントシート７の下でフロアパネル９の上面にバッテリケース１５を取付け、サイドシル１４がバッテリケース１５より車両幅方向外側に、トンネル１０がバッテリケース１５より車両幅方向内側に、クロスメンバ１３がバッテリケース１５より車両前方に配置される場合、サイドシル１４と対向するロアケース１８のベース部２０の側縁部のうち車両後方側の端部にサイドシル１４側に突出する固定部２６の１つを配置し、当該固定部２６をボルト２９でフロアパネル９に固定する。車両側方から外力が作用した場合でも、サイドシル１４と対向する車両後方端部の固定部２６及びボルト２９がサイドシル１４に接触し、バッテリケース１５内の電池２５を保護する。
【選択図】図７

Description

本発明は、電池を内装しフロアパネルに取付けられる車両用バッテリパックに関するものであり、例えばフロントシートとフロアパネルとの間で且つ車体のサイドシルと隣接する空間に車両用バッテリパックを配置する場合に好適なものである。

下記特許文献１には、フロントシートとフロアパネルとの間で且つ車体のサイドシルと隣接する空間に車両用バッテリパックを配置する場合に、車両前方側と車両後方側との夫々がクロスメンバで囲まれる領域に車両用バッテリパックを配置している。そして、このように配置することで、車両側方から外力が作用した場合でも車両用バッテリパックの破損を防止できることが記載されている。

特開２００５−１５３５９４号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載される車両用バッテリパックでは、車両用バッテリパックを配置する領域の車両前方側と車両後方側の双方にクロスメンバが必要となり、レイアウトが規制される。

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、車両側方から外力が作用した場合でもバッテリケースを保護することができ、且つ車体構造の簡素化が図れる車両用バッテリパックを提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、発明の一態様は、電池を内装しフロアパネルに取付けられる車両用バッテリパックにおいて、ロアケースと前記ロアケースの上方を覆うアッパケースを備えて構成され内部に電池を収納しフロントシートとフロアパネルとの間で且つ車体のサイドシルと隣接する空間に配置されるバッテリケースと、前記ロアケースの底面を構成するベース部と、前記ベース部の側縁部から上方へ立ち上げられて前記電池を囲む環状の縦壁部と、前記ロアケースに複数設けられ少なくとも１つは前記ベース部の前記サイドシルと対向する側縁部に前記縦壁部より前記サイドシル側に突出するように形成された固定部と、前記固定部を前記フロアパネルの取付部に固定する締結具とを備えたことを特徴とする車両用バッテリパックである。

また、車両は、前記フロアパネルの上面側に配置され前記バッテリケースよりも車両幅方向中央側で車両前後方向に長手なトンネルと、前記バッテリパックの前方で前記トンネルと前記サイドシルとの間を連絡するクロスメンバとを備え、前記サイドシルと対向する前記ベース部の側縁部のうち車両後方側の端部と隣接する部分に前記固定部の少なくとも１つを配置したことを特徴とする車両用バッテリパックである。

また、前記ベース部と前記縦壁部と前記固定部とを鋳物で一体形成したことを特徴とする車両用バッテリパックである。

また、前記ベース部は、前記固定部が設けられる部分に前記縦壁部より前記サイドシル側に突出し前記固定部よりも車両前後方向長さの長いフランジ部を備えたことを特徴とする車両用バッテリパックである。

発明の一態様によれば、電池を囲む環状の縦壁部をロアケースに設けたため、車両側方から外力が作用し、サイドシルが車両幅方向内側に押し込まれた場合でも、サイドシルがロアケースの縦壁部に接触し、バッテリケース内の電池を保護することができる。また、固定部の少なくとも１つをベース部のサイドシルと対向する側縁部に縦壁部よりサイドシル側に突出するように形成したため、車両側方から外力が作用し、サイドシルが車両幅方向内側に押し込まれた場合、サイドシル側に突出する固定部及びその固定部をフロアパネルの取付部に固定するための締結具が縦壁部より先にサイドシルに接触し、バッテリケース及びバッテリケース内の電池を保護することができる。従って、車両側方から外力が作用した場合でも、サイドシルとの接触からバッテリケース内の電池を保護することができる。また、電池を保護するためにバッテリケースの車両前方側及び車両後方側の双方にクロスメンバを配置する必要がなく、車体構造の簡素化が図れる。

また、サイドシルはバッテリケースより車両幅方向外側に配置され、トンネルはバッテリケースより車両幅方向内側に配置される。そして、サイドシルとトンネルを連絡するクロスメンバはバッテリケースより車両前方に配置されている。このような場合には、車両側方から外力が作用した場合、クロスメンバから離れたサイドシルの車両後方側ほど車両幅方向内側に入り込む量が大きくなる。これに対し、サイドシルと対向するベース部の側縁部のうち車両後方側の端部と隣接する部分に固定部の少なくとも１つを配置した。そのため、車両側方から外力が作用した場合でも、サイドシルと対向するベース部の側縁部のうち車両後方端部と隣接する固定部がサイドシルに接触し、バッテリケース内の電池を保護することができる。また、バッテリケースの車両後方側にはクロスメンバを必要とせず、レイアウトの規制が少ない。

また、ロアケースのベース部と縦壁部と固定部とが鋳造にて一体化されたため、固定部に衝撃荷重が作用した場合でも、縦壁部との接合部やベース部との接合部で固定部が変形又は破損することが防止され、バッテリケース内の電池を保護する効果を高めることができる。

また、フランジ部によって固定部とベース部との結合強度を高め、固定部がサイドシルと接触した場合に、ベース部への接合部で固定部が破損することを防止して電池を保護する効果を向上することができる。

本発明の車両用バッテリパックが適用された車両の一実施形態を示す側面図である。 図１の車両の左フロントシートを取り外した状態の平面図である。 図２のバッテリケースを上方から見た平面図である。 図３のＢ−Ｂ断面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 図３のバッテリケースのアッパケースを取り外したロアケースの左前方斜視図である。 車両側方から外力が作用した場合の説明図である。

次に、本発明の車両用バッテリパックの実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の車両用バッテリパックが適用された車両の一実施形態を示す側面図、図２は、図１の車両の左フロントシートを取り外した状態の平面図である。本実施形態の車両は、車両前方にエンジンルーム１を備え、その車両後方に車室２を有する乗用自動車である。エンジンルーム１と車室２とはダッシュパネル３で区画され、エンジンルーム１内には、エンジン４、変速機５、バッテリ６などが収納されている。また、車室２内には、左右独立のフロントシート７、左右一連のリヤシート８などが収納されている。

車室２内の床はフロアパネル９によって構成されている（本実施形態では、車室２の車両後方の荷室の床も一連に構成する）。本実施形態のフロアパネル９は、車両幅方向中央部（内側）の上面が盛り上げられて車両前後方向に長手なトンネル１０が形成されている。このトンネル１０は、例えば車両前方エンジンルーム１内のエンジン４の駆動力を後輪に伝達するためのプロペラシャフトを収納するものである。左右のフロントシート７は、このトンネル１０を挟んだ車両の左右夫々に取付けられる。

また、フロアパネル９の車両幅方向両端部も上面が上方に盛り上げられて車両前後方向に長手なサイドシル１４が形成されている。サイドシル１４は、車両幅方向両端部のドア開口部の下端部でフロアパネル９を車室２内側に突出湾曲させてドア開口部の強度を高めるものである。そして、フロントシート７の車両前方端部の部分で、トンネル１０とサイドシル１４を連絡するクロスメンバ１３が設けられている。例えば、左フロントシート７は、クロスメンバ１３のサイドシル１４側端部上面及びクロスメンバ１３のトンネル１０側端部上面に設けられた前方ブラケット１１と、前方ブラケット１１より車両後方でサイドシル１４側及びトンネル１０側に設けられた後方ブラケット１２とに取付けられる。

本実施形態では、この左フロントシート７の下方のフロアパネル９の上面に、電池を内装したバッテリケース１５を取付ける。このバッテリケース１５内の電池は、エンジン４のアイドリングストップ時に、例えばインストルメントパネルに電力を供給したり、エンジンルーム１内に配置される補機へ電力を供給したりするためのものである。そのため、バッテリケース１５内の電池は、図に示す第１電力ケーブル１６によってバッテリ６に接続されると共に、後述する第２電力ケーブルによってインストルメントパネルに接続されている。

図３には、図２のバッテリケースを上方から見た平面図を、図４には、図３のＢ−Ｂ断面図を、図５には、図３のＡ−Ａ断面図を、図６には、図３のバッテリケースのアッパケースを取り外したロアケースの左前方斜視図を夫々示す。図３には、前述の第２電力ケーブル１７も示す。また、図４では、フロアパネル９の下側に配置されているサイドメンバ３１が見えている。このバッテリケース１５は、ケースの基部となり、フロアパネル９に取付けられるロアケース１８と、ロアケース１８の上方を覆うように当該ロアケース１８に被せられるアッパケース１９とに二分される。

ロアケース１８は、凡そ方形で平板状のベース部２０と、その方形平板状のベース部２０の四辺の側縁部から立ち上げられて内部空間を構成する縦壁部２１とを備えている。一方、アッパケース１９は、前記縦壁部２１の上部を覆う凡そ方形で平板状の天板部２２と、その方形平板状の天板部２２の四辺の側縁部から立ち下げられて前記縦壁部２１の周囲を緊密に覆う外壁部２３とを備えている。従って、縦壁部２１の周囲を外壁部２３で囲うようにしてロアケース１８の上方にアッパケース１９を被せ、縦壁部２１の上部を天板部２２で覆うと内部空間が密閉される。このロアケース１８とアッパケース１９の内部空間には、複数のセル２４で構成される電池２５や図示しない制御部品などが収容される。本実施形態では、これらを総括して電池としている。

一方、ロアケース１８には、バッテリケース１５をフロアパネル９に固定するための方形平板状の固定部２６が計５箇所形成されている。これらの固定部２６は、何れも方形平板状のベース部２０の側縁部のうち、車両幅方向両端部に位置する側縁部から車両幅方向両側に向けて突出されている。そのうち、２箇所の固定部２６は、ロアケース１８のベース部２０からサイドシル１４側に向けて突出し、３箇所の固定部２６は、ロアケース１８のベース部２０からトンネル１０側に向けて突出している。サイドシル１４側に向けて突出する２箇所の固定部２６は、ベース部２０のサイドシル１４側の側縁部の車両前方端部及び車両後方端部（或いはそれらに隣接する部分）の夫々からサイドシル１４側に向けて突出する。また、トンネル１０側に向けて突出する３箇所の固定部２６は、ベース部２０のトンネル１０側の側縁部の車両前方端部及び車両後方端部（或いはそれらに隣接する部分）及びそれらの中間部の夫々からトンネル１０側に向けて突出する。各固定部２６の中央部には、締結具であるボルト２９を挿入するための貫通孔２７が形成されている。

また、前記固定部２６のうち、サイドシル１４側に突出する２箇所の固定部２６の間のベース部２０の側縁部には、それらの固定部２６を結合するように平板状のフランジ部３０が突出形成されている。このフランジ部３０はサイドシル１４側に突出する２箇所の固定部２６間を結合して全体強度を高めると共に、特にサイドシル１４側に突出する固定部２６が後述する車両側方からの外力によって変形したり破損したりするのを抑制する機能を有する。なお、ロアケース１８のベース部２０、縦壁部２１、固定部２６、フランジ部３０は、例えばアルミニウムのダイキャスト（鋳造）製品で一体に形成されている。一般に、アルミニウムの鋳造製品は、薄板のプレス成形品に比べて機械的強度が高い。

一方、前記ロアケース１８の固定部２６と対面するフロアパネル９にはバッテリ用ブラケット２８が車室２側に突出するように設けられている。これらのバッテリ用ブラケット２８には、夫々、図示しないねじ孔が形成されている。従って、バッテリ用ブラケット２８の上部にロアケース１８の固定部２６が搭載されるようにしてロアケース１８をフロアパネル９上に配置する。そして、各固定部２６の貫通孔２７に締結具であるボルト２９を挿入し、それらのボルト２９の雄ねじをバッテリ用ブラケット２８のねじ孔に締め付けてロアケース１８をフロアパネル９に固定する。

このようにしてフロアパネル９に取付けられたバッテリケース１５は、図７に示すように、車両前方にクロスメンバ１３が位置し、車両幅方向内側にトンネル１０が位置し、車両幅方向外側にサイドシル１４が位置している。これらクロスメンバ１３、トンネル１０、サイドシル１４は、何れも強度部材であって、変形しにくい。例えば、正常時のサイドシル１４の状態を、サイドシル１４とクロスメンバ１３との交点Ｏとサイドシル１４の車両後方側の点Ｐを結ぶ直線ＯＰとする。その状態から、車両側方から外力が作用すると、サイドシル１４自体は大きく変形せず、主としてフロアパネル９が変形することにより、サイドシル１４のクロスメンバ１３より車両後方側が車両幅方向内側に変位する。例えば、前述したサイドシル１４のクロスメンバ１３より車両後方側の点Ｐの移動位置を点Ｑとすると、車両側方からの外力の作用時、サイドシル１４は図７の直線ＯＱの位置に変位する。

この車両側方からの外力によるサイドシル１４の車両幅方向内側への変位に対し、本実施形態では、バッテリケース１５を構成するロアケース１８におけるベース部２０の側縁部から内部空間を囲む縦壁部２１を立ち上げている。このため、車両幅方向内側へ変位するサイドシル１４を縦壁部２１に接触させて空間内部の電池２５を保護することができる。また、ベース部２０からサイドシル１４側に突出する固定部２６とボルト２９により、縦壁部２１への接触以前に固定部２６とボルト２９が車両幅方向内側へ変位するサイドシル１４に接触し、バッテリケース１５及びバッテリケース１５内の電池２５を保護することができる。

また、バッテリケース１５は、車両幅方向外側に配置されるサイドシル１４、車両幅方向内側に配置されるトンネル１０、車両前方側に配置されるクロスメンバ１３によって囲まれている。従って、車両側方から外力が作用した場合、クロスメンバ１３から離れたサイドシル１４の車両後方側ほど車両幅方向内側に入り込む量が大きい。このような場合、サイドシル１４側に突出する固定部２６のうち車両後方側の固定部２６とボルト２９が変位するサイドシル１４に最初に接触し、バッテリケース１５内の電池を保護することができる。

また、ロアケース１８のベース部２０と縦壁部２１と固定部２６とが鋳造にて一体化されているので、固定部２６に衝撃荷重が作用しても、縦壁部２１との接合部やベース部２０との接合部で固定部２６が変形や破損しにくく、バッテリケース１５内の電池２５を保護することができる。また、ベース部２０の側縁部に設けたフランジ部３０にサイドシル１４側に突出する固定部２６を連結した。そのため、フランジ部３０によって固定部２６とベース部２０との結合強度を高め、固定部２６がサイドシル１４と接触した場合に、ベース部２０への接合部で固定部２６が破損することを防止して電池を保護することができる。

このように本実施形態の車両用バッテリパックでは、電池２５を囲む環状の縦壁部２１をロアケース１８に設けたため、車両側方から外力が作用し、サイドシル１４が車両幅方向内側に押し込まれた場合でも、サイドシル１４がロアケース１８の縦壁部２１に接触し、バッテリケース１５内の電池２５を保護することができる。また、固定部２６の少なくとも１つをベース部２０のサイドシル１４と対向する側縁部に縦壁部２１よりサイドシル１４側に突出するように形成したため、車両側方から外力が作用し、サイドシル１４が車両幅方向内側に押し込まれた場合、サイドシル１４側に突出する固定部２６及びその固定部２６をフロアパネル９に固定するためのボルト２９が縦壁部２１より先にサイドシル１４に接触し、バッテリケース１５及びバッテリケース１５内の電池２５を保護することができる。従って、車両側方から外力が作用した場合でも、電池２５とサイドシル１４との接触を防止でき、バッテリケース１５内の電池２５を保護することができる。また、電池２５を保護するためにバッテリケース１５の車両前方側及び車両後方側の双方にクロスメンバを配置する必要がなく、車体構造の簡素化が図れる。

また、サイドシル１４はバッテリケース１５より車両幅方向外側に配置され、トンネル１０はバッテリケース１５より車両幅方向内側に配置される。そして、サイドシル１４とトンネル１０を連絡するクロスメンバ１３はバッテリケース１５より車両前方に配置されている。このような場合には、車両側方から外力が作用した場合、クロスメンバ１３から離れたサイドシル１４の車両後方側ほど車両幅方向内側に入り込む量が大きくなる。これに対し、サイドシル１４と対向するベース部２０の側縁部のうち車両後方側の端部と隣接する部分に固定部２６の少なくとも１つを配置した。そのため、車両側方から外力が作用した場合でも、サイドシル１４と対向するベース部２０の側縁部の車両後方端部の固定部２６がサイドシル１４に接触し、バッテリケース１５内の電池２５を保護することができる。また、バッテリケース１５の車両後方側にはクロスメンバを必要とせず、車体構造の簡素化が図れる。

また、ロアケース１８のベース部２０と縦壁部２１と固定部２６とが鋳造にて一体化されたため、固定部２６に衝撃荷重が作用した場合でも、縦壁部２１との接合部やベース部２０との接合部で固定部２６が変形又は破損することが防止され、バッテリケース１５内の電池２５を保護する効果を高めることができる。

また、フランジ部３０によって固定部２６とベース部２０との結合強度を高め、固定部２６がサイドシル１４と接触した場合に、ベース部２０への接合部で固定部２６が破損することを防止して電池２５を保護する効果を向上することができる。

１はエンジンルーム
２は車室
３はダッシュパネル
４はエンジン
５は変速機
６はバッテリ
７はフロントシート
８はリヤシート
９はフロアパネル
１０はトンネル
１１は前方ブラケット
１２は後方ブラケット
１３はクロスメンバ
１４はサイドシル
１５はバッテリケース
１６は第１電力ケーブル
１７は第２電力ケーブル
１８はロアケース
１９はアッパケース
２０はベース部
２１は縦壁部
２２は天板部
２３は外壁部
２４はセル
２５は電池
２６は固定部
２７は貫通孔
２８はバッテリ用ブラケット
２９はボルト（締結具）
３０はフランジ部
３１はサイドメンバ

Claims (4)

1. 電池を内装し、フロアパネルに取付けられる車両用バッテリパックにおいて、
   ロアケースと前記ロアケースの上方を覆うアッパケースを備えて構成され、内部に電池を収納し、フロントシートとフロアパネルとの間で且つ車体のサイドシルと隣接する空間に配置されるバッテリケースと、
   前記ロアケースの底面を構成するベース部と、
   前記ベース部の側縁部から上方へ立ち上げられて前記電池を囲む環状の縦壁部と、
   前記ロアケースに複数設けられ、少なくとも１つは前記ベース部の前記サイドシルと対向する側縁部に前記縦壁部より前記サイドシル側に突出するように形成された固定部と、
   前記固定部を前記フロアパネルの取付部に固定する締結具とを備えたことを特徴とする車両用バッテリパック。
2. 車両は、
   前記フロアパネルの上面側に配置され、前記バッテリケースよりも車両幅方向中央側で車両前後方向に長手なトンネルと、
   前記バッテリパックの前方で前記トンネルと前記サイドシルとの間を連絡するクロスメンバとを備え、
   前記サイドシルと対向する前記ベース部の側縁部のうち車両後方側の端部と隣接する部分に前記固定部の少なくとも１つを配置したことを特徴とする請求項１に記載の車両用バッテリパック。
3. 前記ベース部と前記縦壁部と前記固定部とを鋳物で一体形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用バッテリパック。
4. 前記ベース部は、前記固定部が設けられる部分に前記縦壁部より前記サイドシル側に突出し前記固定部よりも車両前後方向長さの長いフランジ部を備えたことを特徴とする請求項３に記載の車両用バッテリパック。

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