JP7209528B2 - 電池収容構造体及びその取付構造 - Google Patents
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Description
その一方で、車両の軽量化と二次電池の搭載スペースの省スペース化が要求されている。
そこで、この駆動用電源となる電池を車両のフロア下に搭載することが検討されている。
しかし、車両のフロア下に搭載する場合には、気密性,水密性が要求されるとともに、走行時等の外部からの衝撃に対して保護する必要がある。
例えば特許文献1には、一方の金属部材の端面を他方の金属部材の裏面に突き合せて摩擦攪拌接合を行い、内側の隅から溶接を行うことで気密性,水密性を確保する技術を開示する。
しかし、同公報に開示する技術は、ケース体の内隅の全周に亘って補強のための溶接が必要であり、溶接のための工数が増大となり、高コストになるだけでなく、溶接時の熱歪みの影響も大きい。
また、蓋を枠体の内側に嵌め込んだ状態で摩擦攪拌接合しようとすると、三次元的な治具が必要となり、治具構造が複雑になる。
また、この電池収容構造体を車両に取り付ける場合の保護構造の提供を目的とする。
一般的には、先端部にプローブとこのプローブの根元側にショルダを有するツールを高速回転させながら摩擦熱で接合する方法である。
また、アーク溶接は材料を溶かしながら接合する。
この場合に、ガード部材は車両の走行に伴って生じる走行風の方向を制御するための走行風制御手段を有するのが好ましい。
このような車両への取付構造にあっては、各種電池収容構造体に適用することができ、本発明に係る電池収容構造体に限定する必要はないが、本発明に係る電池収容構造体と組み合せることで、より軽量な構造となる。
特に、部材間の溶接接合部と、パネル体のFSWの接合部とに重なり部を設けると、3つの部材間の接合部での気密性,水密性に優れる。
本発明において、枠体及びパネル体の材質に制限はない。
図1に示した実施例は、枠体を形成する部材として4つのアルミ製の部材11~14を用いて枠体を形成し、その開口部を塞ぐようにアルミ製のパネル体20を重ね、摩擦攪拌接合(以下FSWという。)にて、枠体の開口部全周にわたって、パネル体側(図1(b)では下面側)から接合した例になっている。
本実施例では、部材13とそれに対向する部材14のそれぞれ第2リブ13b,14cに車両のフロア下に取り付けるための取付孔13d,14dを設けた例である。
図2(a)に示すように、4つのアルミ製の部材(以下、単にアルミ部材と称する。)からなる枠体10の第2リブに重なるように、パネル体20を配置する。
図2(b)に示すように、パネル体20側から枠体10の全周(4つの第2リブ)にわたって、FSW接合してある。
また、4つのアルミ部材11~14は、例えば図2(c)にアルミ部材12とアルミ部材14とのコーナー部を透視図で示したように、アルミ部材14の端部をアルミ部材12の内側の側面に突き当てた状態で、アルミ部材14のコ字形状の内側に沿ってアーク溶接により、内側の突き合せ部を溶接することで溶接部W(ビード部)を形成する。
そのA-A線断面図を図2(d)に示す。
アルミ部材12とアルミ部材14との溶接部Wと、FSWによる接合部Fとが交差するように重なり部Oが形成されることで、2つのアルミ部材とパネル体20の3部材の重なり部が溶接とFSWにて接合される。
これにより、最も気密性,水密性の確保が難しい3点部材の連結部が相互に接合されるので、コンパクトな構造でありながら気密性,水密性に優れる。
この場合に、4つのアルミ部材を予めアーク溶接にて枠体10を形成した後に、パネル体20をFSWにて接合してもよいが、FSWは固相接合であるのに対して、アーク溶接はアルミ材を溶かした接合なので接合性が高い。
そこで、枠体10を予め製作する場合にあっては、第2リブ11c~14cの部分を残してアーク溶接し、パネル体20を枠体10の第2リブにFSW接合した後に、第2リブをアーク溶接するのが好ましい。
さらには、図3(a)に示すように第2リブ14cに孔部14eを予め形成しておき、図3(b)に示すようにアーク溶接による溶け込みが、パネル体20のFSW接合部Fまで到達するようにすると、さらに気密性,水密性の確保がしやすい。
この場合に、図4(b)に示すように電池収容構造体100の車両走行方向前方側にガード部材30を取り付けた例になっている。
ガード部材30をこの電池収容構造体100の前方側に取り付けることで、車両の走行時の路面の突起物や飛石等から電池を保護することができる。
本実施例では、ガード部材30の一部又は全部がリンク機構31により、回動制御されている。
これにより、電池が熱い状態ではガード部材30が図4(c)に示すように、前方に向けて開くように回動することで、走行風が電池収容構造体に当たり、冷却される。
逆に、外気温が低い等、電池を冷却したくない場合には、図4(d)に示すようにガード部材30が閉じ、走行風が矢印で示すように電池収容構造体100に当たらないようにすることもできる。
この走行風の方向の制御機構は、図5に示すようにガード部材40に開閉制御されたルーバー41~43を設けてもよい。
なお、ガード部材は電池収容構造体と一体的に設けてもよく、別体として車両側に設けてもよい。
11 部材
13 部材
20 パネル体
100 電池収容構造体
F 摩擦攪拌接合部
O 重なり部
W 溶接部
Claims (2)
- 車両に駆動用電池を搭載するための電池収容構造体であって、
側壁を形成した枠体と、前記枠体の少なくとも一方の開口部を密閉したパネル体を備え、
前記枠体は複数の部材を溶接接合したものであり、
前記パネル体と前記枠体とは摩擦攪拌接合してあり、
前記枠体を構成する複数の部材は一方の部材に設けた外側方向の折り曲げリブを他方の部材の内側に突き当てて溶接接合してあり、当該溶接接合による溶接ビードと前記パネル体の摩擦攪拌接合部との重なり部を有することを特徴とする電池収容構造体。 - 前記パネル体は前記枠体の全周にわたって、且つパネル体側から摩擦攪拌接合してあることを特徴とする請求項1記載の電池収容構造体。
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