JP2015104954A - Battery pack frame structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電池を車両に搭載するためのフレーム構造体に関し、特に車両の後部座席の後方に電池パックを搭載するのに有効なフレーム構造体に係る。 The present invention relates to a frame structure for mounting a battery on a vehicle, and more particularly to a frame structure effective for mounting a battery pack behind a rear seat of the vehicle.
ハイブリッド車、電気自動車等、電池を駆動源又はその補助に使用する車両においては、後部座席の後方のラゲッジスペースに電池パックを搭載するものが知られている。
その一般的な搭載例を図4に示す。
電池パック110は取付板6を用いて後部座席4の後方であって、フロアパネル1等にボルト等の固定部材2,3を介して固定搭載していた。
この場合に従来の搭載方法における基本的な考えはブラケット5等を用いて電池パックを固定し、後突等、車両が衝突した際にはブラケット5等の前方移動により保護せんとするものである。
従って、電池パックの前部と後部座席4との間にスペースDを確保する必要があり、後部座席の強度も大きく設定する必要があった。
また、電池パックを収容したフレーム構造も図4(b)に示すようにフロントフレーム111とリアフレーム112との端部を左右のサイドフレーム113,114にて枠に連結するものであった。
特許文献1には、後部座席の後方に傾斜面を設けて上方に位置するフロアパネルに組電池を取り付け、さらに車両後方から衝撃荷重を受けた際に、この組電池が前方に移動した後に後方側が上方に移動するように回転させるために取付パネル側に回転ガイドを設け、フロアパネル側に回転軸を設けた技術を開示する。
しかし、このような構造では後部座席の後方に傾斜面によるデッドスペースDが発生してしまう。
また、取付パネルに回転ガイドを設けフロアパネルに回転軸を設けるスペースと構造部材が必要となるためにコストアップの要因となるだけでなく、その分だけ重量も重くなる。
さらには組電池の前方側がフロアパネルからオーバーハングした取付状態になり、車両への取付状態としては固定信頼性に劣るものであった。
In a vehicle using a battery as a driving source or its auxiliary, such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, a vehicle in which a battery pack is mounted in a luggage space behind a rear seat is known.
A typical mounting example is shown in FIG.
The
In this case, the basic idea in the conventional mounting method is to fix the battery pack using the
Therefore, it is necessary to secure a space D between the front portion of the battery pack and the
In addition, as shown in FIG. 4B, the frame structure accommodating the battery pack is such that the ends of the
In
However, in such a structure, a dead space D due to the inclined surface is generated behind the rear seat.
Further, since a space and a structural member for providing a rotation guide on the mounting panel and a rotation shaft on the floor panel are required, this not only causes an increase in cost but also increases the weight accordingly.
Furthermore, the assembled battery is in an attached state where the front side of the assembled battery is overhanging from the floor panel, and the attached state to the vehicle is inferior in fixing reliability.
本発明は、電池パック等の車両への搭載スペースの省スペース化及び電池パック等の保護向上に有効であり、乗員の安全性向上を図ることができる電池パック用フレーム構造体の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide a frame structure for a battery pack that is effective in saving space for mounting a battery pack or the like on a vehicle and improving the protection of the battery pack or the like and can improve the safety of passengers. To do.
本発明に係る電池パック用フレーム構造体は、車両に電池を搭載するための電池パック用のフレーム構造体であって、前記フレーム構造体は、車両前方側に位置し車幅方向に延在するフロントフレームと、車両後方側に位置し車幅方向に延在するリアフレームを有し、前記フロントフレームは車両への取付部を有し、前記取付部は後方に当該取付部よりも脆弱な脆弱部を有し、車両が衝突した際に前記脆弱部を起点にして前記リアフレームが上方及び前方に旋回するようにフレーム構造体が回転するものであることを特徴とする。
本明細書ではフレーム構造体を車両に搭載した場合の車両前方側をフレーム構造体の前部という。
ここで電池パックとは、車両の駆動源又は、その補助として用いられるバッテリー一般をいい、その構造に制限はない。
フレーム構造体は、電池パック及びこれに関連する機器類を収容し、保護するためのものである。
また、本発明で車両への取付部よりも脆弱な部位とは、フレーム構造体に衝突荷重が加わると、この脆弱部が変形起点となりフレーム構造体の後方側が持ち上がるようにしたものであればその構造に制限がない。
例えば、フレーム構造体の前部に車両への固定用フランジ部を有し、フランジ部の後方にこのフランジ部よりも脆弱な部位を有する例があり、脆弱部としてはフランジ部の肉厚よりも薄い部位を設ける例がある。
また、フランジ部の後方に車幅方向に延在する中空断面形状を形成した場合には、上面の肉厚が下面の肉厚よりも薄く設定したり、上面に車幅方向に沿った薄肉部を形成する例が挙げられる。
A frame structure for a battery pack according to the present invention is a frame structure for a battery pack for mounting a battery on a vehicle, and the frame structure is located on the front side of the vehicle and extends in the vehicle width direction. It has a front frame and a rear frame that is located on the rear side of the vehicle and extends in the vehicle width direction, the front frame has a mounting portion to the vehicle, and the mounting portion is more vulnerable to the rear than the mounting portion. And the frame structure rotates so that the rear frame turns upward and forward from the weakened portion when the vehicle collides.
In this specification, the vehicle front side when the frame structure is mounted on a vehicle is referred to as a front portion of the frame structure.
Here, the battery pack refers to a vehicle drive source or a battery generally used as an auxiliary, and there is no limitation on its structure.
The frame structure is for housing and protecting the battery pack and related devices.
Further, in the present invention, a portion that is more fragile than the attachment portion to the vehicle means that if a collision load is applied to the frame structure, the fragile portion becomes a deformation starting point and the rear side of the frame structure is lifted. There are no restrictions on the structure.
For example, there is an example having a flange portion for fixing to a vehicle at the front portion of the frame structure and a portion that is more fragile than this flange portion behind the flange portion, and the fragile portion is larger than the thickness of the flange portion. There is an example of providing a thin part.
In addition, when a hollow cross-sectional shape extending in the vehicle width direction is formed behind the flange portion, the thickness of the upper surface is set thinner than the thickness of the lower surface, or the thin wall portion along the vehicle width direction on the upper surface The example which forms is mentioned.
本発明において、フレーム構造体は、フロントフレームとリアフレームとを左右のサイドフレームで連結してあり、前記左右のサイドフレーム後端部がリアーフレームの端部よりも後方に突出するように当該左右のサイドフレームの内側に当該リアーフレームを連結してあってもよく、フロントフレームは、後方の側面に連結凹部を有し、左右のサイドフレームの前端部を当該連結凹部に嵌合連結してあってもよい。
このようにすると、車両の後突時等、フレーム構造体に衝撃荷重が加わるとフレーム全体で内部の電池パック等を保護するとともに後方からの入力荷重が脆弱部に集中し、この脆弱部を起点にしてフレーム構造体の後部が上方に回転しやすくなる。
In the present invention, in the frame structure, a front frame and a rear frame are connected by left and right side frames, and the left and right side frame rear end portions protrude rearward from the rear frame end portions. The rear frame may be coupled to the inside of the side frame, and the front frame has a coupling recess on the rear side surface, and the front end portions of the left and right side frames are fitted and connected to the coupling recess. May be.
In this way, when an impact load is applied to the frame structure, such as during a rear-end collision of the vehicle, the internal battery pack and the like are protected by the entire frame, and the input load from the rear is concentrated on the fragile portion. Thus, the rear part of the frame structure can be easily rotated upward.
本発明に係るフレーム構造体にあっては、フレーム構造体の前後方向に入力荷重が加わると、フレーム構造体の前部側に設けた脆弱部を起点にして変形し、このフレーム構造体の後方側が上方に回転するようにしたので、先の特許文献1と異なり、電池パック全体を車両ボデー上に配置できるので重量物の搭載安定性に優れる。
また、フレーム構造体に直接的に回転支点部を形成し、電池パック等を上方に逃すために、この電池パック等の保護効果が高いだけでなく後部座席のデッドスペースが少なくなり乗員保護にも優れるので後部座席の軽量化も期待できる。
フレーム構造体もコンパクトになる。
In the frame structure according to the present invention, when an input load is applied in the front-rear direction of the frame structure, the frame structure is deformed starting from a weak portion provided on the front side of the frame structure, and the rear of the frame structure Since the side is rotated upward, unlike the above-mentioned
In addition, since the rotation fulcrum part is formed directly on the frame structure and the battery pack etc. is escaped upward, not only the protection effect of this battery pack etc. is high, but also the dead space in the rear seat is reduced and also for occupant protection Since it is excellent, the weight of the rear seat can be expected to be reduced.
The frame structure is also compact.
本発明に係る電池パック用フレーム構造体10の構造例を以下、図面に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されない。
A structural example of the battery
図1(a)に電池パック用フレーム構造体(以下、単にフレーム構造体と称する。)10を車両のフロアパネル1に取り付けた状態を示す。
後部座席4の後方であって、フレーム構造体10の前部側のフロントフレーム11に形成したフランジ部11aと後部側の取付部16をボルト等の固定部材2,3にてフロアパネル1に固定する。
フランジ部11aからなる車体側への取付部は、この固定部材2よりも後方に脆弱部11fを形成してある。
また、フロントフレーム11の固定部2の強度がリア側の取付部16の固定部3より強くなっていて、フレーム構造体10に入力荷重が負荷されるとリア側の固定部3がフロントフレーム12の固定部2よりも先に破壊する。
リア側の固定部3が破壊されるとフロントフレーム側の脆弱部が変形し、フレーム構造体10の後方側が上方に向けて回転する。
FIG. 1A shows a state in which a battery pack frame structure (hereinafter simply referred to as a frame structure) 10 is attached to a
The
The attachment part to the vehicle body side which consists of the
Further, the strength of the
When the rear-
図2にフレーム構造体の構造例を示す。
車両に搭載した際に前方側となるフロントフレーム11と後方側のリアフレーム12左右のサイドフレーム13,14にて枠体に連結してある。
サイドフレーム13,14の前端部13a,14aはフロントフレーム11の後方側の側面に突き当たるように連結してある。
サイドフレーム13,14の後端部13b,14bはリアフレーム12の両端部12a,12bよりも後方が突出するように連結してある。
これによりリアフレーム12の両端部12a,12bが左右のサイドフレーム13,14の内側に挟み込むように連結されていることになる。
また、必要に応じてフロントフレーム11とリアフレーム12との中央部間を補助フレーム15にて連結し、枠内Sに電池パック及びそれに関する機器類を収容してある。
各フレーム11〜15はソリッド断面でも中空断面でもよく、これらはアルミニウム合金の押出材を用いて容易に製作できる。
このように左右のサイドフレーム13,14の後端部をリアフレーム12よりも後方に突出させることにより、後方からの入力荷重がフロントフレーム11側に伝達されやすくなる。
FIG. 2 shows a structural example of the frame structure.
When mounted on a vehicle, the
The
The
Thereby, both
Further, the center portion of the
Each of the
In this way, by causing the rear end portions of the left and
フロントフレームの構造例を図3に示す。
フロントフレーム11はフランジ状になっており、相対的に厚肉の取付ベース部11aの前方側に固定部11bを有し、この取付ベース部11aの後方側に車幅方向に沿って欠肉させることで脆弱化させた脆弱部11fを有する。
取付ベース部11aが、この脆弱部よりも剛性が高くなるようにリブ状の補強部11hを車幅方向に沿って形成した例になっている。
車体側にはボルト等の固定部材2を用いて固定する。
サイドフレーム13,14の前端部13a,14aはフロントフレーム11の後方側面に突き当たるように連結されている。
本実施例では上片11cと下片11dとを立片11eで連結した断面凹部形状の連結凹部を形成し、その内側にサイドフレーム13,14の前端部を嵌合連結させてある。
また、上片11cと中空断面形状のサイドフレーム13,14の上面で溶接接合することで図3(b)に示すように入力荷重が負荷されると、立片11eが脆弱部11fを起点にして前方に倒れ込むようになっている。
An example of the structure of the front frame is shown in FIG.
The
The
The vehicle body is fixed using a
The
In the present embodiment, a connecting recess having a cross-sectional recess shape in which the
Further, when an input load is applied as shown in FIG. 3B by welding and joining the
10 電池パック用フレーム構造体
11 フロントフレーム
11a フランジ部
11f 脆弱部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記フレーム構造体は、車両前方側に位置し車幅方向に延在するフロントフレームと、車両後方側に位置し車幅方向に延在するリアフレームを有し、
前記フロントフレームは車両への取付部を有し、前記取付部は後方に当該取付部よりも脆弱な脆弱部を有し、
車両が衝突した際に前記脆弱部を起点にして前記リアフレームが上方及び前方に旋回するようにフレーム構造体が回転するものであることを特徴とする電池パック用フレーム構造体。 A frame structure for a battery pack for mounting a battery on a vehicle,
The frame structure has a front frame located on the vehicle front side and extending in the vehicle width direction, and a rear frame located on the vehicle rear side and extending in the vehicle width direction,
The front frame has a mounting portion to the vehicle, and the mounting portion has a fragile portion that is weaker than the mounting portion at the rear,
A frame structure for a battery pack, wherein the frame structure rotates so that the rear frame turns upward and forward from the weakened portion when a vehicle collides.
前記左右のサイドフレーム後端部がリアーフレームの端部よりも後方に突出するように当該左右のサイドフレームの内側に当該リアーフレームを連結してあることを特徴とする請求項1記載の電池パック用フレーム構造体。 The frame structure is formed by connecting a front frame and a rear frame with left and right side frames,
2. The battery pack according to claim 1, wherein the rear frames are connected to the inner sides of the left and right side frames so that the rear end portions of the left and right side frames protrude rearward from the end portions of the rear frames. Frame structure.
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