JP6686758B2 - 電池ケース - Google Patents

Description

本明細書に記載された電池ケースは、車両の底面に配置された電池ケースに関する。

従来から車両の底面に配置された電池について各種提案されている。たとえば、特開２０１０−２８４９８４号公報に記載された電池は、車両の床下側に配置されるバッテリボックスを含む。

このバッテリボックスは、バッテリが載せられるバッテリパンと、バッテリパンの外周部から突き出して形成された外周フレームと、バッテリパンの上方から被せられるカバーとを含む。

バッテリパンは、底面と、底面の外周縁部から上方に向けて延びる周壁部とを含み、外周フレームは、周壁部から外方向に張り出すように設けられている。

特開２０１０−２８４９８４号公報

特開２０１０−２８４９８４号公報に記載されたバッテリボックスにおいて、車両の側面方向から異物が衝突すると、まず、外周フレームに異物が衝突し、外周フレームに衝撃力が加えられる。外周フレームは周壁部に設けられているため、バッテリボックスの周壁部がへこみ、結果として、バッテリボックス全体が大きく変形することになる。

本明細書に記載された電池ケースは、上記のような課題を鑑みてなされたものであって、その目的は、車両の側面側または車両の前後方向から衝撃力が加えられた際に、変形が抑制された電池ケースを提供することである。

本明細書に記載された電池ケースは、車両の底面に配置される電池ケースであって、底面の下方に位置する底板と、底板から車両の底面に向けて延びる周壁部とを備える。上記底板の外周縁部は、周壁部よりも外側に突出するように形成されている。上記底板の下面には、車両の幅方向および車両の前後方向に延びると共に、下方に向けて突出するリブが形成されており、底板の外周縁部の厚さは、底板の中央部の厚さよりも厚く形成されている。

上記電池ケースによれば、底板が周壁部よりも外側に突出しているため、異物が電池ケースの側面側などから衝突した際に、底板の外周縁部に衝突し、周壁部に異物が衝突することを抑制することができる。さらに、底板には車両の幅方向および前後方向に延びるリブが形成されているため、異物から加えられる衝撃力によって底板が変形することが抑制されている。また、地面の凹凸部分と、電池ケースとが接触する場合においても、各リブか底板から下方に突出しており、地面の凹凸部分とリブとが接触し、リブがない場合と比較して、底板の変形を抑制することができる。

本明細書に記載された電池ケースによれば、車両の側面側または車両の前後方向から衝撃力が加えられた際に電池ケースの変形を抑制することができる。

本実施の形態に係る電池ケースが搭載された車両１を模式的に示す模式図である。 電池ケース５を示す斜視図であり、電池ケース５を下方側から見たときの斜視図である。 ケース本体１０を示す平面図である。 図３に示すＩＶ−ＩＶ線における断面図である。 外周縁部１７およびその周囲の構成を示す断面図である。 車両１の左方向Ｌ側から異物２０がケース本体１０に衝突した状態を示す平面図である。 異物２０の衝突位置およびその近傍を示す断面図である。

図１から図７を用いて、本実施の形態に係る電池ケースについて説明する。なお、図１から図７に示す構成において、同一の構成または実質的に同一の構成については同一の符号を付して重複した説明を省略する場合がある。

図１は、本実施の形態に係る電池ケースが搭載された車両１を模式的に示す模式図である。なお、図１などにおいて「Ｕ」は、鉛直方向上方を示し、「Ｄ」鉛直方向下方を示す。また、「Ｆ」は車両前方向、「Ｂ」は車両後方向、「Ｌ」は車両左方向、「Ｒ」は車両右方向を示す。

図１に示すように、車両１は、車両の底面を形成するフロアパネル２と、フロアパネル２の下面に配置された電池３とを含む。電池３は、複数の電池セルを含むバッテリモジュール４と、バッテリモジュール４を収容する電池ケース５とを含む。

図２は、電池ケース５を示す斜視図であり、電池ケース５を下方側から見たときの斜視図である。

電池ケース５は、フロアパネル２などに接続された複数のアーム６によって、フロアパネル２の下面側に固定されている。電池ケース５は、ケース本体１０と、樹脂蓋１１とを含む。ケース本体１０は、フロアパネル２の下方に位置する底板１２と、底板１２の上面１４に形成された周壁部１３とを含む。周壁部１３は、底板１２の上面１４からフロアパネル２に向けて延びており、周壁部１３の上端部には、複数のフランジ１６が形成されている。樹脂蓋１１は、フランジ１６にボルトによって固定されている。

底板１２は、ベース板２４と、ベース板２４の下面１５に形成された複数のリブ１８およびリブ１９とを含む。リブ１８は、車両１の前後方向に延び、リブ１９は車両１の左右方向の延びるように形成されている。リブ１８およびリブ１９は下面１５から下方に突出するように形成されている。なお、ケース本体１０はダイカストによって製造されており、リブ１８，１９のリブ幅およびピッチは、ダイカストで製造する際の湯流れが良好となる範囲に設定される。

図３は、ケース本体１０を示す平面図である。この図３に示すように、周壁部１３は、底板１２の上面１４に環状に形成されている。底板１２の外周縁部１７は周壁部１３よりも外方に張り出すように形成されており、周壁部１３のフランジ１６よりも外周縁部１７は外方に張り出している。この図３に示す例においては、外周縁部１７は全周に亘って周壁部１３よりも外側に張り出すように形成されているが、部分的に突出させるようにしてもよい。たとえば、外周縁部１７を車両１の幅方向に突出させたり、外周縁部１７を車両１の前後方向に突出させたりするようにしてもよい。

なお、図２に示すアーム６は、外周縁部１７に接続されており、外周縁部１７と車両１のボディとを接続している。なお、アーム６は、電池ケース５の左側側面および右側側面に各々複数設けられている。

図４は、図３に示すＩＶ−ＩＶ線における断面図であり、図５は、外周縁部１７およびその周囲の構成を示す断面図である。図４および図５に示すように、底板１２の外周縁部１７には厚肉部３０が形成されており、厚肉部３０の厚さＴ２は、底板１２の中央部の厚さＴ１よりも厚くなるように形成されている。なお、厚肉部３０は、周壁部１３よりも底板１２の中央側にまで達している。

ベース板２４は、厚肉部３０から底板１２の中央に向かうつれて薄くなるように形成されており、ベース板２４の下面１５には傾斜面２３が形成されている。

底板１２の上面１４は平坦面状に形成されており、傾斜面２３は厚肉部３０から離れるにつれて上面１４に近づくように傾斜している。上面１４の傾斜角度θは、たとえば、５度程度である。そして、傾斜面２３よりも底板１２の中央側では、下面１５は平坦面状になり、底板１２の厚さは厚さＴ１で一定となるように形成されている。

フランジ１６の上面に樹脂蓋１１が配置されており、樹脂蓋１１は、ボルト２１によってフランジ１６に固定されている。そして、樹脂蓋１１と周壁部１３との間には、シール部材２２が設けられており、電池ケース５のシール性が確保されている。

上記のように構成された電池ケース５に外部から衝撃力が加えられる場合がある。図６は、車両１の左方向Ｌ側から異物２０がケース本体１０に衝突した状態を示す平面図であり、図７は、異物２０の衝突位置およびその近傍を示す断面図である。

図６および図７に示すように、異物２０は、まず、底板１２の外周縁部１７に衝突する。このため、周壁部１３に異物２０が接触することが抑制されており、周壁部１３が変形することが抑制されている。

図７に示すように、外周縁部１７の厚さＴ２は厚いため、異物２０から衝撃力が加えられたとしても、外周縁部１７が変形することが抑制されている。さらに、異物２０から加えられた衝撃力Ｆは、底板１２から電池ケース５の右側側面に設けられたアーム６を通して、車両１のボディに伝達される。このため、衝撃力Ｆの通過経路に周壁部１３はなく、周壁部１３およびフランジ１６の変形が抑制される。

周壁部１３およびフランジ１６の変形が抑制されているため、周壁部１３と樹脂蓋１１との間のシール性が低下することを抑制することができ、衝撃力Ｆが電池ケース５に加えられたとしても、水などが電池ケース５内に入り込むことを抑制することができる。

ここで、図６の「Ｐ」は、異物２０の衝突中心を示す。ここで、底板１２のうち衝突中心Ｐの近傍に位置する部分には大きな荷重が加えられる。そして、衝突中心Ｐから離れるにつれて荷重が分散し、底板１２のうち衝突中心Ｐから離れた部分に加えられる荷重は小さくなる。

たとえば、底板１２のうち衝突中心Ｐから半径Ｒ１の位置において、底板１２の断面の単位面積あたりに加えられる応力σ１は、衝突中心Ｐから半径Ｒ２（半径Ｒ２＞半径Ｒ１）の位置において、底板１２の断面の単位面積あたりに加えられる応力σ２よりも大きい。

その一方で、図７に示すように、衝突中心Ｐから半径Ｒ１離れた位置における厚さは、衝突中心Ｐから半径Ｒ２離れた位置における厚さよりも厚いため、底板１２の変形が抑制されている。さらに、図２に示すように、車両１の左右方向に延びるリブ１９が複数設けられており、底板１２の変形が抑制されている。

これにより、電池ケース５の側面側から衝撃力Ｆが加えられたとしても、底板１２の変形を抑制することができる。

電池ケース５の一方の側面から衝撃力が加えられた場合について説明したが、電池ケース５の両側面から異物２０が衝突した場合も同様に、周壁部１３に異物２０が接触することができると共に、底板１２の変形を抑制することができる。

また、車両１の前方または後方から異物２０が電池ケース５に衝突したとしても、外周縁部１７に異物２０が接触し、異物２０が周壁部１３に接触することが抑制される。これにより、電池ケース５のシール性を維持することができる。また、底板１２には、車両１の前後方向に延びるリブ１８が複数設けられており、底板１２の変形が抑制されている。このように、車両１の前後方向から異物２０が電池ケース５に衝突したとしても、電池ケース５の変形の抑制およびシール性の維持を図ることができる。

凹凸のある路面を車両１が走行しているときには、電池ケース５の中央部が路面と接触する場合が生じる。この際、ベース板２４の下面１５に形成されたリブ１８，１９は、下面１５から下方に向けて突出しており、地面とベース板２４とが直接接触する前にリブ１８，１９と接触する。これにより、ベース板２４が大きく変形することを抑制することができる。

以上、実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本明細書に記載された電池は、車両に搭載される電池に適用することができる。

１ 車両、２ フロアパネル、３ 電池、４ バッテリモジュール、５ 電池ケース、６ アーム、１０ ケース本体、１１ 樹脂蓋、１２ 底板、１３ 周壁部、１４ 上面、１５ 下面、１６ フランジ、１７ 外周縁部、１８，１９ リブ、２０ 異物、２１ ボルト、２２ シール部材、２３ 傾斜面、３０ 厚肉部、Ｆ 衝撃力、Ｌ 左方向、Ｐ 衝突中心、Ｒ１，Ｒ２ 半径、Ｔ１，Ｔ２ 厚さ。

Claims (1)

1. 車両の底面に配置される電池ケースであって、
   前記底面の下方に位置する底板と、
   前記底板から前記車両の底面に向けて延びる周壁部と、
   を備え、
   前記底板の外周縁部は、前記周壁部よりも外側に突出するように形成されており、
   前記底板の下面には、前記車両の幅方向および前記車両の前後方向に延びると共に、下方に向けて突出するリブが形成されており、
   前記底板の前記外周縁部の厚さは、前記底板の中央部の厚さよりも厚く形成され、
   前記底板の下面には、前記外周縁部から前記底板の中央部に向かうにつれて、前記底板の厚さが薄くなるように傾斜面が形成されており、
   前記底板の前記外周縁部と前記車両のボディがアームにより接続されており、前記外周縁部に加えられた衝撃力が、前記底板から前記アームを通して前記ボディに伝達されることにより、前記衝撃力が前記周壁部を通過しない、電池ケース。

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