JP7468251B2 - バッテリーパックの搭載構造 - Google Patents

Description

本開示は、バッテリーパックの搭載構造に関する。

特許文献１には、バッテリーパックの搭載構造が開示されている。かかるバッテリーパックの搭載構造では、リアフロアパネルの上方にバッテリーパックが搭載される。そして、バッテリーパックの前部がバッテリーパックの車両前後方向前方に設けられたフロントクロスメンバの上方に位置し、バッテリーパックの後部がバッテリーパックの車両前後方向後方に設けられたリアクロスメンバの前方側に位置するように配置されている。

特開２０１９－１８８８３５号公報

特許文献１が開示するバッテリーパックの搭載構造では、バッテリーの前部がフロントクロスメンバの上方に位置するので、バッテリーパックが車室内に大きく突出することになり、車室内の空間を有効に活用できない。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、バッテリーパックの車室内への突出量を抑制しつつ、車両が後突された場合であってもリアフロアパネルの上に搭載されたバッテリーパックを保護できるバッテリーパックの搭載構造を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係るバッテリーパックの搭載構造は、リアフロアパネルの上方にバッテリーパックが搭載されるバッテリーパックの搭載構造であって、車両幅方向に沿って延在するクロスメンバの上面及び後面に重なるように固定される前側メンバと、前記前側メンバの車両前後方向後方において前記車両幅方向に沿って設けられる後側メンバと、前記車両幅方向中央域において車両前後方向に沿って設けられ、一端が前記前側メンバに支持され、他端が前記後側メンバに支持された中央メンバと、前記中央メンバの一方の側方において前記前側メンバと前記後側メンバとに架け渡され、バッテリーパックの搭載領域を形成するとともに前記バッテリーパックの車両前後方向前側が後側よりも高くなるように傾斜配置された第１支持フレームと、を備える。

上記の構成によれば、前側メンバと後側メンバとの間にバッテリーパックの搭載領域を有するので、バッテリーパックの車室内への突出量を抑制できる。また、中央メンバの一端が前側メンバに支持され、他端が後側メンバに支持されるので、車両が後突された場合であっても中央メンバによって前側メンバと後側メンバとの間隔が確保され、バッテリーパックの搭載領域に搭載されたバッテリーパックが保護される。また、第１支持フレームがバッテリーパックの搭載領域に搭載されるバッテリーパックの車両前後方向前側が後側よりも高くなるように傾斜配置されるので、車両が後突された場合にバッテリーパックがクロスメンバを乗り越える。これにより、バッテリーパックがクロスメンバとボデーとの間に挟まれ難くなるので、バッテリーパックを保護できる。

一実施形態では、上記の構成において、前記前側メンバは、前記クロスメンバの上面においてのみ固定される。

上記の構成によれば、前側メンバはクロスメンバの上面においてのみ固定されているので、車両が後突された場合に前側メンバがめくれ上がり、バッテリーパックがクロスメンバを乗り越え易くなる。これにより、バッテリーパックがクロスメンバとボデーとの間により挟まれ難くなるので、バッテリーパックをより確実に保護できる。

一実施形態では、上記の構成において、前記後側メンバは、車両幅方向両側において前記車両前後方向に沿って設けられるサイドメンバに架け渡されて固定される。

上記の構成によれば、後側メンバは、車両幅方向両側において車両前後方向に沿って設けられるサイドメンバに架け渡されて固定されるので、車両が後突された場合に後側メンバが衝撃を受け止めてサイドメンバに伝達する。これにより、車両の後突による衝撃が緩和され、後側メンバの変形が緩和される。この結果、バッテリーパックがクロスメンバとボデーとの間に挟まれ難くなるので、バッテリーパックをより確実に保護できる。

一実施形態では、上記の構成において、前記中央メンバは、前記一端が前記前側メンバの上面及び後面に支持され、前記他端が後側メンバの前面及び下面に支持される。

上記の構成によれば、中央メンバは、一端が前側メンバの上面及び後面に支持され、他端が後側メンバの前面及び下面に支持されるので、車両が後突された場合に前側メンバがめくれ上がり易くなり、バッテリーパックがクロスメンバを乗り越え易くなる。これにより、バッテリーパックがクロスメンバとボデーとの間に挟まれ難くなるので、バッテリーパックをより確実に保護できる。

一実施形態では、上記の構成において、前記中央メンバは、前記第１支持フレームよりも高い剛性を有する。

上記の構成によれば、車両が後突された場合でも中央メンバによりバッテリーパックの搭載領域が確保されるので、バッテリーパックをより確実に保護できる。

一実施形態では、上記の構成において、前記中央メンバの他方の側方において前記前側メンバと前記後側メンバとに架け渡され、電気機器の搭載領域を形成するとともに前記電気機器の車両前後方向前側が後側よりも高くなるように傾斜配置される第２支持フレームを備える。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、バッテリーパックの車室内への突出量を抑制しつつ、車両が後突された場合であってもリアフロアパネルの上に搭載されたバッテリーパックを保護できる。

バッテリーパックを搭載したバッテリーパックの搭載構造を概略的に示す側面図である。 図１に示したバッテリーパックを搭載したバッテリーパックの搭載構造を概略的に示す平面図である。 図１及び図２に示したバッテリーパックの搭載構造を概略的に示す斜視図である。 図３に示したバッテリーパックの搭載構造を概略的に示す平面図である。 図４に示したバッテリーパックの搭載構造のＶ－Ｖ線断面図である。 図５に示した中央メンバを概略的に示す斜視図である。 バッテリーパックが搭載されたバッテリーパックの搭載構造を概略的に示す模式図であって、車両が後突される前の状態を示す図である。 バッテリーパックが搭載されたバッテリーパックの搭載構造を概略的に示す模式図であって、車両が後突された時の状態を示す図である。 バッテリーパックが搭載されたバッテリーパックの搭載構造を概略的に示す模式図であって、車両が後突された時の状態を示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は、バッテリーパック２を搭載したバッテリーパック２の搭載構造４を概略的に示す側面図であり、図２は、図１に示したバッテリーパック２を搭載したバッテリーパック２の搭載構造４を概略的に示す平面図である。

本発明の実施形態に係るバッテリーパック２の搭載構造４が採用される車両１は、例えば、マイルドハイブリッドと称される車両であって、車両の減速エネルギによって得られる電気を充電する一方、車両の加速時にエンジンの負担を軽減すべくモータ（オルタネータ）に電気を供給するものである。

図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係るバッテリーパック２の搭載構造４が採用される車両１は、一対のサイドメンバ１１と、少なくとも一つのクロスメンバ１２と、を備える。一対のサイドメンバ１１と、少なくとも一つのクロスメンバ１２は、車両１の骨格を構成する部材である。一対のサイドメンバ１１は、車両幅方向両側において車両前後方向に沿って設けられ、少なくとも一つのクロスメンバ１２は、車両幅方向に沿って設けられ、一対のサイドメンバ１１に架け渡されて固定される。また、一対のサイドメンバ１１にはフロアパネルが架け渡され、フロアパネルの上方に車室及び荷室が設けられる。フロアパネルは、一般に複数のフロアパネルによって構成され、車両前後方向の分割位置によってフロントフロアパネル（図示せず）、センターフロアパネル（図示せず）及びリアフロアパネル１３に分類される。例えば、スポーツ用多目的車両（以下「ＳＵＶ車両」という）では、リアフロアパネル１３の上方に車室を兼用する荷室が設けられ、三列目シート（以下「三列シート」という）（図示せず）が設置される。

少なくとも一つのクロスメンバ１２は、複数であって、リアフロアパネル１３の前端部に設けられるクロスメンバ１２は、上面が開口した溝形の部材１２１と下面が開口した溝形の部材１２２をそれぞれリアフロアパネル１３に接合することによって構成される。

図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係るバッテリーパック２の搭載構造４は、リアフロアパネル１３の上方にバッテリーパック２を搭載するためのものである。バッテリーパック２の搭載構造４に搭載されたバッテリーパック２は、例えば、ＳＵＶ車両の三列シートの下方域、又は荷室の下方域に車両幅方向に沿って設置される。

図３は、図１及び図２に示したバッテリーパック２の搭載構造４を概略的に示す斜視図であり、図４は、図３に示したバッテリーパック２の搭載構造４を概略的に示す平面図である。図５は、図４に示したバッテリーパック２の搭載構造４のＶ－Ｖ線断面図であり、図６は、図５に示した中央メンバ４３を概略的に示す斜視図である。

図３に示すように、本発明の実施形態に係るバッテリーパック２の搭載構造４は、前側メンバ４１、後側メンバ４２、中央メンバ４３、及び第１支持フレーム４４を備え、図４に示すように、これらは車両上方から視た場合にＨ状の骨格を構成する。

前側メンバ４１は、車両幅方向に沿って延在するクロスメンバ１２の上面及び後面に重なるように固定される。前側メンバ４１の車両前後方向に横断する横断面は、クロスメンバ１２の車両前後方向に横断する横断面に沿って階段状に形成される（図２参照）。そして、前側メンバ４１の上段部４１ａがクロスメンバ１２の上面に固定され、前側メンバ４１の上段部４１ａと下段部４１ｂとを繋ぐ段差部４１ｃがクロスメンバ１２の後面に沿って配置される。

前側メンバ４１は、クロスメンバ１２の上面においてのみ固定される。例えば、前側メンバ４１は、その上段部４１ａの車両前後方向前側において車両幅方向に略三等分する位置にそれぞれ貫通穴（図示せず）が設けられ、これらの貫通穴を貫通するボルト４１１がクロスメンバ１２に設けられたネジ穴（図示せず）に嵌合することで前側メンバ４１がクロスメンバ１２に固定される。

後側メンバ４２は、前側メンバ４１の車両前後方向後方において車両幅方向に沿って設けられ、前側メンバ４１との間にバッテリーパック２の搭載領域を有する。後側メンバ４２は、上述した一対のサイドメンバ１１に架け渡され、後側メンバ４２の一端部と他端部はそれぞれサイドメンバ１１に固定される。後側メンバ４２は、上面が開口した溝形であって、車両幅方向両端部よりも内側において一対のサイドメンバ１１よりも高くなり、車両幅方向両端部において車両前後方向に幅広となる。そして、後側メンバ４２は、車両幅方向両端部に設けられた穴（図示せず）を貫通するボルト４２１によって一対のサイドメンバ１１に固定される。

後側メンバ４２には補強メンバ４２２が取付けられる。補強メンバ４２２は、後側メンバ４２においてバッテリーパック２の搭載領域と対応する車両幅方向の領域を補強するものである。補強メンバ４２２は、車両幅方向に沿って設けられ、バッテリーパック２の搭載領域と対応する車両左側約３分の２となる部分に渡って設けられる。例えば、補強メンバ４２２は、下面が開口した溝形であって、後側メンバ４２の上面開口に嵌め込まれ、ボルト４２３によって後側メンバ４２に取り付けられる。

中央メンバ４３は、車両幅方向中央域において車両前後方向に沿って設けられ、一端が前側メンバ４１に支持され、他端が後側メンバ４２に支持される。中央メンバ４３は、車両上下方向が車両幅方向よりも大きな断面が矩形の角筒状である。

図５に示すように、中央メンバ４３は、一端（前端）が前側メンバ４１の上面及び後面に支持され、他端（後端）が後側メンバ４２の前面及び下面に支持される。図６に示すように、中央メンバ４３は、中央メンバ本体４３１、前側ブラケット４３２及び後側ブラケット４３３により構成される。中央メンバ本体４３１は、車両上下方向が車両幅方向よりも大きな断面が矩形の角筒で構成され、車両１が後突された場合の衝撃力に対抗する。前側ブラケット４３２は、中央メンバ本体４３１が嵌まる下面が開口した溝型の断面を有するブラケットであって、中央メンバ本体４３１の一端部（前端部）に溶接等によって接合されている。前側ブラケット４３２は、中央メンバ４３の一端が前側メンバ４１の上面及び後面に支持されるように、車両側面から視た場合に下側が矩形に切り欠かれている。後側ブラケット４３３は、中央メンバ本体４３１が嵌まる上面が開口した溝型の断面を有するブラケットであって、中央メンバ本体４３１の他端部（後端部）に溶接等によって接合されている。後側ブラケット４３３は、中央メンバ４３の他端が後側メンバ４２の前面及び下面に支持されるように、車両側面から視た場合に上側が矩形に切り欠かれている。

図５に示すように、第１支持フレーム４４は、中央メンバ４３の一方の側方（例えば、車両左方）において前側メンバ４１と後側メンバ４２とに架け渡され、バッテリーパック２の搭載領域を形成するとともに、バッテリーパック２の車両前後方向前側が後側よりも高くなるように傾斜配置される（図１参照）。

図５に示すように、第１支持フレーム４４は、車両幅方向に二つ設けられ、バッテリーパック２の搭載構造４の下方域に設けられたバッテリートレー（図示せず）の内壁面に沿って設けられる。二つの第１支持フレーム４４は、それぞれバッテリー搭載部４４１、前側メンバ接続部４４２、及び後側メンバ接続部４４３を有する。バッテリー搭載部４４１は、第１支持フレーム４４において車両前後方向に沿って延びる部分であり、バッテリーパック２の搭載領域を含む。バッテリー搭載部４４１は、バッテリーパック２の搭載領域のほか、後側メンバ４２が折れ曲がるための領域を含む。これにより、バッテリー搭載部４４１に搭載されたバッテリーパック２と後側メンバ接続部４４３との間には所定の間隔が設けられ、バッテリー搭載部４４１に搭載されたバッテリーパック２と後側メンバ４２とは所定の間隔で離隔する。前側メンバ接続部４４２は、前側メンバ４１の段差部４１ｃに接続される部分であり、バッテリー搭載部４４１から延びて前側メンバ４１に接続される。後側メンバ接続部４４３は、後側メンバ４２に向けて延びる部分であり、バッテリー搭載部４４１から延びて後側メンバ４２に接続される。そして、後側メンバ接続部４４３の端部は、後側メンバ４２の下面に接続される。尚、上述した中央メンバ４３の剛性は、これら二つの第１支持フレーム４４の剛性よりも高い剛性を有し、車両２が後突された場合でも中央メンバ４３によりバッテリーパック２の搭載領域が確保されるので、バッテリーパック２をより確実に保護できる。

図７は、バッテリーパック２が搭載されたバッテリーパック２の搭載構造４を示す概略的に示す模式図であって、図７－１は車両１が後突される前の状態を示す図、図７－２及び図７－３は車両１が後突された時の状態を示す図である。

図７－１に示すように、車両１が後突される前は、前側メンバ４１は、クロスメンバ１２の上面及び後面に重なるように固定され、後側メンバ４２は、前側メンバ４１との間にバッテリーパック２の搭載領域を確保する。また、中央メンバ４３は、一端（前端）が前側メンバ４１に支持され、他端（後端）が後側メンバ４２に支持される。また、第１支持フレーム４４は、バッテリーバックの車両前後方向前側が後側よりも高くなるように傾斜配置されて前側メンバ４１と後側メンバ４２とに架け渡され、バッテリーパック２は、車両前後方向前側が後側よりも高くなるように搭載されている。

図７－２に示すように、車両１が後突されると、後側メンバ４２が車両前後方向前側に変形し、後側メンバ４２に加えられた力が中央メンバ４３を介して前側メンバ４１及びクロスメンバ１２に伝達される。これにより、前側メンバ４１とクロスメンバ１２の断面が崩壊し、第１支持フレーム４４に搭載されたバッテリーパック２は前方に移動する。

図７－３に示すように、後側メンバ４２が車両前後方向前側に更に変形すると、中央メンバ４３を介して前側メンバ４１に伝達された力によって前側メンバ４１がクロスメンバ１２からめくれ上がり、第１支持フレーム４４が更に前方に移動する。これにより、第１支持フレーム４４に搭載されたバッテリーパック２はクロスメンバ１２を乗り越えて車両前方に移動する。

上述した本発明の実施形態に係るバッテリーパック２の搭載構造４によれば、後側メンバ４２と前側メンバ４１との間にバッテリーパック２の搭載領域を有するので、バッテリーパック２の車室内への突出量を抑制できる。また、中央メンバ４３の一端が前側メンバ４１に支持され、他端が後側メンバ４２に支持されるので、車両１が後突された場合であっても中央メンバ４３によって前側メンバ４１と後側メンバ４２との間隔が確保され、バッテリーパック２の搭載領域に搭載されたバッテリーパック２が保護される。また、第１支持フレーム４４がバッテリーパック２の搭載領域に搭載されるバッテリーパック２の車両前後方向前側が後側よりも高くなるように傾斜配置されるので、車両１が後突された場合にバッテリーパック２がクロスメンバ１２を乗り越える。これにより、バッテリーパック２がクロスメンバ１２とボデーとの間に挟まれ難くなるので、バッテリーパック２を保護できる。

また、前側メンバ４１はクロスメンバ１２の上面においてのみ固定されているので、車両１が後突された場合に前側メンバ４１がめくれ上がり、バッテリーパック２がクロスメンバ１２を乗り越え易くなる。これにより、バッテリーパック２がクロスメンバ１２とボデーとの間により挟まれ難くなるので、バッテリーパック２をより確実に保護できる。

また、後側メンバ４２は、車両幅方向両側において車両前後方向に沿って設けられるサイドメンバ１１に架け渡されて固定されるので、車両１が後突された場合に後側メンバ４２が衝撃を受け止めてサイドメンバ１１に伝達する。これにより、車両１の後突による衝撃が緩和されて、後側メンバ４２の変形が緩和される。この結果、バッテリーパック２がクロスメンバ１２とボデーとの間に挟まれ難くなるので、バッテリーパック２をより確実に保護できる。

また、中央メンバ４３は、一端が前側メンバ４１の上面及び後面に支持され、他端が後側メンバ４２の前面及び下面に支持されるので、車両１が後突された場合に前側メンバ４１がめくれ上がり易くなり、バッテリーパック２がクロスメンバ１２を乗り越え易くなる。これにより、バッテリーパック２がクロスメンバ１２とボデーとの間に挟まれ難くなるので、バッテリーパック２を確実に保護できる。

図２に示すように、本発明の実施形態に係る車両１は、上記のバッテリーパック２の搭載構造４と、中央メンバ４３を境にして車両幅方向一方側に設置されたバッテリーパック２と、他方側に設置されたＤＣＤＣコンバータ３と、を備える。図２に示す車両１では、バッテリーパック２は中央メンバ４３を境に車両左側に設置され、ＤＣＤＣコンバータ３は車両左側に設置される。

ＤＣＤＣコンバータ３は、例えば、バッテリーパック２から電装品に電気を供給する際に電圧を変換する電気機器であり、バッテリーパック２と同様、第２支持フレーム４５に支持される。第２支持フレーム４５は、後側メンバ４２と前側メンバ４１とに架け渡され、ＤＣＤＣコンバータ３の搭載領域を形成するとともに、ＤＣＤＣコンバータ３の車両前後方向前側が後側よりも高くなるように傾斜配置される。

図５に示すように、第２支持フレーム４５は、車両幅方向に二つ設けられ、バッテリーパック２の搭載構造４の下方域に設けられたバッテリートレーの内壁面に沿って設けられる。二つの第２支持フレーム４５は、それぞれＤＣＤＣコンバータ搭載部４５１、前側メンバ接続部４５２、及び後側メンバ接続部４５３を有する。ＤＣＤＣコンバータ搭載部４５１は、第２支持フレーム４５において車両前後方向に沿って延びる部分であり、ＤＣＤＣコンバータ３の搭載領域を含む。ＤＣＤＣコンバータ搭載部４５１は、ＤＣＤＣコンバータ３の搭載領域のほか、後側メンバ４２が折れ曲がるための領域を含む。これにより、ＤＣＤＣコンバータ搭載部４５１に搭載されたＤＣＤＣコンバータ３と後側メンバ接続部４５３との間には所定の間隔が設けられ、ＤＣＤＣコンバータ搭載部４５１に搭載されたＤＣＤＣコンバータ３と後側メンバ４２とは所定の間隔で離隔する。前側メンバ接続部４５２は、前側メンバ４１の下段部４１ｂに接続される部分であり、ＤＣＤＣコンバータ搭載部４５１から延びて前側メンバ４１に接続される。後側メンバ接続部４５３は、後側メンバ４２に向けて延びる部分であり、ＤＣＤＣコンバータ搭載部４５１から延びて後側メンバ４２に接続される。そして、後側メンバ接続部４５３は、後側メンバ４２の下面に接続される。

また、上述した本発明の実施形態に係る車両１によれば、バッテリーパック２が中央メンバ４３を境にして一方側に配置され、ＤＣＤＣコンバータ３が他方側に設置されるので、車両１が後突された場合であってもリアフロアパネル１３の上に搭載されたバッテリーパック２を保護できる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

１ 車両
１１ サイトメンバ
１２ クロスメンバ
１２１ 溝形の部材
１２２ 溝形の部材
１３ リアフロアパネル
２ バッテリーパック
３ ＤＣＤＣコンバータ（電気機器）
４ バッテリーパックの搭載構造
４１ 前側メンバ
４１ａ 上段部
４１ｂ 下段部
４１ｃ 段差部
４１１ ボルト
４２ 後側メンバ
４２１ ボルト
４２２ 補強メンバ
４２３ ボルト
４３ 中央メンバ
４３１ 中央メンバ本体
４３２ 前側ブラケット
４３３ 後側ブラケット
４４ 第１支持フレーム
４４１ バッテリー搭載部
４４２ 前側メンバ接続部
４４３ 後側メンバ接続部
４５ 第２支持フレーム
４５１ ＤＣＤＣコンバータ搭載部
４５２ 前側メンバ接続部
４５３ 後側メンバ接続部

Claims (6)

1. リアフロアパネルの上方にバッテリーパックが搭載されるバッテリーパックの搭載構造であって、
   車両幅方向に沿って延在するクロスメンバの上面及び後面に重なるように固定される前側メンバと、
   前記前側メンバの車両前後方向後方において前記車両幅方向に沿って設けられる後側メンバと、
   前記車両幅方向中央域において車両前後方向に沿って設けられ、一端が前記前側メンバに支持され、他端が前記後側メンバに支持された中央メンバと、
   前記中央メンバの一方の側方において前記前側メンバと前記後側メンバとに架け渡され、バッテリーパックの搭載領域を形成するとともに前記バッテリーパックの車両前後方向前側が後側よりも高くなるように傾斜配置された第１支持フレームと、
   を備える、
   バッテリーパックの搭載構造。
2. 前記前側メンバは、前記クロスメンバの上面においてのみ固定される、
   請求項１に記載のバッテリーパックの搭載構造。
3. 前記後側メンバは、車両幅方向両側において前記車両前後方向に沿って設けられるサイドメンバに架け渡されて固定される、
   請求項１又は２に記載のバッテリーパックの搭載構造。
4. 前記中央メンバは、前記一端が前記前側メンバの上面及び後面に支持され、前記他端が後側メンバの前面及び下面に支持される、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリーパックの搭載構造。
5. 前記中央メンバは、前記第１支持フレームよりも高い剛性を有する、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のバッテリーパックの搭載構造。
6. 前記中央メンバの他方の側方において前記前側メンバと前記後側メンバとに架け渡され、電気機器の搭載領域を形成するとともに前記電気機器の車両前後方向前側が後側よりも高くなるように傾斜配置される第２支持フレームを備える、
   請求項１から５のいずれか一項に記載のバッテリーパックの搭載構造。

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