WO2014061109A1 - 車両用電池搭載構造 - Google Patents

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battery
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battery frame
mounting structure
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靖之 日原
宏明 岩本
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トヨタ自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle battery mounting structure.
  • a battery case that houses a drive battery disposed under a floor portion of an electric vehicle has a two-layer structure of an upper plate and a lower plate made of a resin material (fiber reinforced resin composite material).
  • a resin material fiber reinforced resin composite material
  • the vehicle battery container has a double structure composed of an outer wall and an inner wall, and is formed by bending a connecting piece that protrudes at an acute angle from the inner wall toward the outer wall, and the outer wall and the inner wall are connected by the connecting piece.
  • a connecting piece that protrudes at an acute angle from the inner wall toward the outer wall, and the outer wall and the inner wall are connected by the connecting piece.
  • an object of the present invention is to obtain a vehicle battery mounting structure capable of improving the strength against a load input from the vehicle body lower side of a battery frame formed of a fiber reinforced resin material.
  • a vehicle battery mounting structure includes a battery frame upper made of a fiber reinforced resin to which a battery disposed on a vehicle body lower side of a floor panel is attached, A battery frame lower made of a fiber reinforced resin, which forms a closed cross-sectional structure with the battery frame upper, and is interposed between the battery frame upper and the battery frame lower and is in contact with or close to the lower surface of the battery frame upper An intermediate member made of fiber reinforced resin, and a plurality of lower end portions that are in contact with or close to the upper surface of the battery frame lower.
  • the battery frame upper and the battery frame lower form a closed cross-sectional structure. And, between the battery frame upper and the battery frame lower, a plurality of upper end portions that contact or approach the lower surface of the battery frame upper, and a plurality of lower end portions that contact or approach the upper surface of the battery frame lower, An intermediate member provided is interposed.
  • the intermediate member is located between the battery frame lower and the battery frame upper. Therefore, the deformation is suppressed. Accordingly, the strength against the load input from the vehicle body lower side of the battery frame is improved.
  • the vehicle battery mounting structure according to the second aspect of the present invention is the vehicle battery mounting structure according to the first aspect, wherein each upper end portion and each lower end portion of the intermediate member is the battery frame upper portion. Are bonded to the lower surface of the battery and the upper surface of the battery frame lower by an adhesive.
  • each upper end and each lower end of the intermediate member are joined to the lower surface of the battery frame upper and the upper surface of the battery frame lower by an adhesive, respectively. Accordingly, when the battery frame (battery frame lower) is to be deformed so as to bend upward, the intermediate member effectively stretches between the battery frame lower and the battery frame upper. Therefore, deformation of the battery frame is more effectively suppressed.
  • the vehicle battery mounting structure according to the third aspect of the present invention is the vehicle battery mounting structure according to the first or second aspect, and each upper end portion and each lower end portion of the intermediate member are flat. It is considered as a surface.
  • each upper end and each lower end of the intermediate member are flat surfaces. Therefore, when the battery frame (battery frame lower) is to be deformed so as to bend upward in the vehicle body, the intermediate member is more effectively stretched between the battery frame lower and the battery frame upper. Therefore, the deformation of the battery frame is further effectively suppressed.
  • the vehicle battery mounting structure according to the fourth aspect of the present invention is the vehicle battery mounting structure according to any one of the first to third aspects, wherein each upper end portion and each lower end portion of the intermediate member is provided. The space between them is a vertical wall.
  • a vertical wall is provided between each upper end and each lower end of the intermediate member. Therefore, out-of-plane deformation of the battery frame upper and the battery frame lower is suppressed, and the cross-sectional strength of the battery frame is improved.
  • the vehicle battery mounting structure of the fifth aspect according to the present invention is the vehicle battery mounting structure of the fourth aspect, and the vertical wall extends in the vehicle width direction.
  • the vertical wall extends in the vehicle width direction. Therefore, the cross-sectional yield strength against the collision load input from the vehicle width direction of the battery frame is improved. That is, according to this, the anti-collision performance at the time of a side collision of the vehicle is improved.
  • the strength against a load input from the lower side of the vehicle body of the battery frame formed of the fiber reinforced resin material can be improved.
  • the deformation of the battery frame can be more effectively suppressed.
  • the strength of the battery frame can be further improved, and deformation of the battery frame can be more effectively suppressed.
  • the cross-sectional yield strength of the battery frame can be improved.
  • the anti-collision performance at the time of a side collision of the vehicle can be improved.
  • an arrow UP appropriately shown in each drawing is an upward direction of the vehicle body
  • an arrow FR is a forward direction of the vehicle body
  • an arrow OUT is an outer side of the vehicle width direction.
  • a vehicle battery mounting structure 10 As shown in FIGS. 1 and 2, a vehicle battery mounting structure 10 according to this embodiment applied to a vehicle such as an electric vehicle is disposed on a lower side of a vehicle body of a metal floor panel 12 constituting a vehicle body floor.
  • the battery has a battery frame (stack frame) 20 made of fiber reinforced resin that supports the fuel cell stack 16 as a battery from the lower side of the vehicle body.
  • An under member (side frame) 14 is provided on the lower surface of the floor panel 12 and extends in the longitudinal direction of the vehicle body to form the vehicle body skeleton structure.
  • the under member 14 is formed of a metal having a substantially hat-shaped cross section, and flange portions 15 projecting in the vehicle width direction are joined to the lower surfaces of both ends of the floor panel 12 in the vehicle width direction by welding or the like.
  • the under member 14 is formed with a plurality of through-holes 14A through which a flange bolt 50, which will be described later, is inserted, along the longitudinal direction (the longitudinal direction of the vehicle body).
  • a weld nut 52 is provided on the upper surface of the under member 14 coaxially with each mounting hole 14A.
  • the fuel cell stack 16 has an exterior portion 17 formed of a metal (or resin) in a rectangular box shape, and projects outward at a plurality of predetermined positions in the lower peripheral edge of the exterior portion 17.
  • the overhang portion 18 is integrally formed. Each overhanging portion 18 is formed with a through hole 18A through which the flange bolt 50 is inserted.
  • the battery frame 20 includes a flat upper frame 22 as a battery frame upper, a tray-like lower frame 24 as a battery frame lower, an upper frame 22 and a lower frame 24. And a partition member 30 as an intermediate member interposed therebetween.
  • the lower frame 24 includes a flat bottom portion 25, a flat side wall portion 26 erected integrally with at least both ends in the vehicle width direction of the bottom portion 25, and an upper end portion of the side wall portion 26 toward the outside in the vehicle width direction. And a flat plate-like protruding portion 27 that is integrally extended.
  • the partition member 30 has the main-body part 32 formed in the substantially waveform shape by the side view seen from the vehicle width direction.
  • the main body 32 extends in the vehicle width direction (the vehicle width direction is the longitudinal direction), and a plurality of (eight in the drawing) vertical walls 32A are arranged so as to be aligned in the vehicle longitudinal direction in plan view. And upper and lower ends 32B (upper ends) and lower connection portions 32C (lower ends) that connect the upper ends and lower ends of each vertical wall 32A in an integrated manner.
  • the space between the upper connecting portion 32B and the lower connecting portion 32C is a vertical wall 32A).
  • the adjacent vertical walls 32A are inclined in the opposite directions at the same minute angle in a side view (stand up substantially vertically), and the upper connection portion 32B and the lower connection
  • the portion 32C is configured by connecting the upper end portions and the lower end portions of the vertical wall 32A on the narrower side.
  • three upper connecting portions 32B are provided and four lower connecting portions 32C are provided.
  • Each upper connecting portion 32B has an upper surface (flat surface) in contact with or close to the lower surface 22A of the upper frame 22, and each lower connecting portion 32C has a lower surface (flat surface) on the lower frame. 24 is in contact with or close to the upper surface 24A.
  • the upper surface of each upper connecting portion 32B is joined to the lower surface 22A of the upper frame 22 by an adhesive G, and the lower surface of each lower connecting portion 32C is joined to the upper surface 24A of the lower frame 24 by an adhesive G. Yes.
  • the partition member 30 has a flat plate-like projecting portion 34 that projects integrally from at least the outer end portion of the main body portion 32 in the vehicle width direction toward the outer side in the vehicle width direction.
  • the projecting portion 34 of the partition member 30 is joined to the projecting portion 27 of the lower frame 24 by an adhesive G, and the outer periphery that is the outer end portion of the upper frame 22 in the vehicle width direction is further connected to the projecting portion 34.
  • the part 23 is joined by the adhesive G.
  • the battery frame 20 having a rectangular closed cross-section structure is configured, and the inside of the closed cross-section (closed space) in the battery frame 20 connects the partition member 30 (the upper frame 22 and the lower frame 24 up and down).
  • the vertical wall 32A) is partitioned into a plurality (nine in the drawing) of space portions S. That is, the space portions S have substantially the same shape (substantially the same volume) when viewed from the side, and are arranged in a line in the longitudinal direction of the vehicle body.
  • each upper connecting portion 32B and the lower surface of each lower connecting portion 32C are close to the lower surface 22A of the upper frame 22 and the upper surface 24A of the lower frame 24 (for example, separated by 0.5 mm). These are joined by appropriately adjusting the thickness of the adhesive G (setting it thick).
  • both end surfaces in the vehicle width direction of the vertical wall 32 ⁇ / b> A are in contact with or close to the inner surface of the side wall portion 26. May be.
  • the projecting portion 27, the projecting portion 34, and the outer peripheral portion 23 that are joined to each other are referred to as a flange portion 28 of the battery frame 20 (see FIGS. 1 and 2).
  • the flange portion 28 is a fixed portion of the battery frame 20 with the under member 14.
  • through holes 22B are formed at a plurality of predetermined positions excluding the outer peripheral portion 23 of the upper frame 22, and the base (vertical) of the overhang portion 34 in the partition member 30 is formed.
  • a plurality of mounting holes 34B communicating with the respective through holes 22B are formed.
  • a metal cylindrical collar member 36 is coaxially inserted into each through hole 22B and each mounting hole 34B.
  • the flange nut 48 is coaxially joined to each mounting hole 34B by an adhesive on the lower surface at the base of the overhanging portion 34, and the collar member 36 is disposed on the upper surface of each flange nut 48.
  • the collar members 36 are inserted into the mounting holes 34B and the through holes 22B in accordance with the joining of the flange nuts 48 to the projecting portions 34.
  • the fuel cell stack 16 (the overhang portion 18) is placed on the upper surface 22C of the upper frame 22 so that the through hole 18A of the overhang portion 18 and the through hole 36A of the collar member 36 communicate with each other.
  • the fuel cell stack 16 is fastened and fixed to the battery frame 20 (upper frame 22) by inserting the flange bolt 50 through the through hole 18A and the through hole 36A from the side and screwing it into the flange nut 48.
  • a gap T is formed between the bottom surface 17 ⁇ / b> A of the exterior portion 17 and the top surface 22 ⁇ / b> C of the upper frame 22.
  • Through holes 23A, 34A, and 27A are formed at intervals along the longitudinal direction of the vehicle body.
  • a cylindrical collar member 38 made of metal is coaxially inserted into each of the through holes 23A, 34A, and 27A.
  • the flange bolt 28 is inserted into the through hole 38A and the mounting hole 14A of the collar member 38 from the lower side of the vehicle body and screwed into the weld nut 52, whereby the flange portion 28 of the battery frame 20 is fastened and fixed to the under member 14. It has become so.
  • the outer end of the floor panel 12 in the vehicle width direction is a bent portion 12A bent upward, and the bent portion 12A is an inner panel of the metal rocker 40. 42 is joined by welding or the like.
  • the rocker 40 includes an inner panel 42 having a substantially hat-shaped cross section, an outer panel 44 having a substantially hat-shaped cross section, and a reinforcement 46 having a substantially hat-shaped cross section provided between the inner panel 42 and the outer panel 44. And is composed of.
  • the upper flange portion 46A of the reinforcement 46 is joined to the upper flange portion 42A of the inner panel 42, and the upper flange portion 44A of the outer panel 44 is joined to the upper flange portion 46A.
  • the lower flange part 46B of the reinforcement 46 is joined to the lower flange part 42B of the inner panel 42, and the lower flange part 44B of the outer panel 44 is joined to the lower flange part 46B.
  • the inner panel 42 and the reinforcement 46, and the reinforcement 46 and the outer panel 44 each have a closed cross-sectional structure.
  • a partition member 30 having a substantially wave shape in a side view is disposed in a closed section (closed space) formed by the lower frame 24 and the upper frame 22.
  • each upper coupling portion 32B and the lower surface of each lower coupling portion 32C in the partition member 30 are bonded to the lower surface 22A of the upper frame 22 and the upper surface 24A of the lower frame 24, respectively.
  • the upper frame 22 and the lower frame 24 are connected by a plurality of vertical walls 32A).
  • the partition member 30 (main body portion 32) stretches between the lower frame 24 and the upper frame 22.
  • the upper frame 22 provides resistance to a pulling force toward the outward side.
  • each upper coupling portion 32B and the lower surface of each lower coupling portion 32C in the partition member 30 are both flat surfaces, and are joined to the lower surface 22A of the upper frame 22 and the upper surface 24A of the lower frame 24. Since the area is secured widely, their bonding strength is improved.
  • the strength (rigidity) of the battery frame 20 against the load input from the lower side of the vehicle body can be improved by the interference of the road surface interference object N. That is, according to this, the elastic deformation can be suppressed not only in the lower frame 24 but also in the entire closed cross-sectional structure of the battery frame 20.
  • a gap T is formed between the upper surface 22C of the upper frame 22 and the bottom surface 17A of the exterior portion 17, even if the battery frame 20 is slightly elastically deformed so as to curve upward.
  • the upper surface 22C can be suppressed or prevented from interfering with (striking) the bottom surface 17A. That is, even if the road surface interference object N interferes with the lower part of the vehicle, the fuel cell stack 16 can be protected from the load input thereby.
  • the battery frame 20 has a closed cross-section structure, and extends in the vehicle width direction within the closed cross-section (closed space) to connect the upper frame 22 and the lower frame 24 vertically.
  • the vertical wall 32A is provided. That is, the inside of the closed cross section of the battery frame 20 is partitioned into a plurality of space portions S arranged in a line in the longitudinal direction of the vehicle body in a side view by a plurality of vertical walls 32A that are erected substantially vertically (see FIG. 3). .
  • the moment of inertia of the cross section of the battery frame 20 can be increased, and the out-of-plane deformation (bending deformation in the vertical direction of the vehicle body) of the upper frame 22 and the lower frame 24 can be suppressed. That is, the cross-sectional yield strength of the battery frame 20 can be improved, and in particular, the impact resistance performance against a collision load input from the vehicle width direction can be improved.
  • the main body 32 of the partition member 30 has a support member 33 arranged in parallel with the upper frame 22 and the lower frame 24 in the closed cross section.
  • at least an outer end portion in the vehicle width direction of the support member 33 is a protruding portion 34.
  • a plurality of protrusions 35 extending in the vehicle width direction (the vehicle width direction is the longitudinal direction) and having an isosceles trapezoidal shape in a side sectional view are formed on the upper surface and the lower surface of the support member 33. Yes.
  • Each protrusion 35 shown in FIG. 6 is not protruded at the same position in the vertical direction, and between the protrusions 35 on the upper surface side (lower surface side) aligned in the longitudinal direction of the vehicle body, the lower surface side (upper surface side) ) Projecting portion 35 is projected.
  • the projections 35 shown in FIG. 7 are projected at the same position in the vertical direction, on the opposite side of the projection 35 on the upper surface side (lower surface side) aligned in the longitudinal direction of the vehicle body, A projecting portion 35 on the lower surface side (upper surface side) is provided so as to project.
  • each protrusion 35 facing the vehicle body in the front-rear direction is a vertical wall 32A.
  • the inside of the closed section (closed space) is partitioned into a plurality of space portions S by the projections 35.
  • it is partitioned not only in the longitudinal direction of the vehicle body but also in the vertical direction of the vehicle body. It is like that.
  • each upper end surface 35A and each lower end surface 35B are flat surfaces, a joining area can be ensured similarly to the upper connection portion 32B and the lower connection portion 32C of the first embodiment.
  • the partition member 30 according to the third embodiment has a main body portion 32 formed in a side view wave shape. That is, each upper end portion 32D and each lower end portion 32E of the main body portion 32 shown in FIG. 8 has an arc shape when viewed from the side, and each upper end portion 32D and each lower end portion 32E of the main body portion 32 shown in FIG. Are isosceles triangles in a side sectional view.
  • the upper end portions 32D and the lower end portions 32E of the main body portion 32 that are joined to the lower surface 22A of the upper frame 22 and the upper surface 24A of the lower frame 24 by the adhesive G, respectively.
  • it is not formed on a flat surface (the joined portion of each upper end portion 32D and each lower end portion 32E is linear in the vehicle width direction).
  • each upper end portion 32D and each lower end portion 32E of the main body portion 32 joined to the lower surface 22A of the upper frame 22 and the upper surface 24A of the lower frame 24 by the adhesive G, respectively. Can be increased as compared with the first embodiment. Therefore, the strength reduction of the battery frame 20 can be suppressed.
  • a lattice-like vertical wall 54 extending from the lower surface 22A of the upper frame 22 in the vehicle longitudinal direction and the vehicle width direction is projected, and the upper surface 24A of the lower frame 24 is provided.
  • a grid-like vertical wall 56 extending from the vehicle body in the vehicle longitudinal direction and the vehicle width direction is projected. And the lower end surface of the vertical wall 54 and the upper end surface of the vertical wall 56 are mutually contact
  • the vertical wall 54 with a height reaching the upper surface 24A of the lower frame 24 may be provided on the lower surface 22A of the upper frame 22 or the upper frame 22 may be provided on the upper surface 24A of the lower frame 24.
  • the vertical wall 56 having a height reaching the lower surface 22A may be projected.
  • the upper frame 22 and the lower frame 24 may be connected by separate vertical walls (not shown) assembled in a lattice shape.
  • the vertical walls 54 and 56 are not limited to the configuration protruding in a lattice shape, but extend only in the vehicle width direction or in the vehicle longitudinal direction (the vehicle width direction or the vehicle longitudinal direction is long). It may be configured to project in such a way as to be in the direction.
  • the vehicle battery mounting structure 10 according to the present embodiment has been described based on the drawings, but the vehicle battery mounting structure 10 according to the present embodiment is not limited to the illustrated one, and The design can be changed as appropriate without departing from the scope of the invention.
  • the collar member 36 may be configured separately from the flange nut 48.
  • the upper connecting portion 32B and the lower connecting portion 32C, the upper end surface 35A and the lower end surface 35B, the upper end portion 32D and the lower end portion 32E may be configured not to be joined to the lower surface 22A of the upper frame 22 and the upper surface 24A of the lower frame 24, respectively.
  • the battery frame 20 is not limited to the one that supports the fuel cell stack 16.
  • the vertical wall 32A of the main body 32 of the partition member 30 extends in the vehicle width direction (the vehicle width direction is the longitudinal direction). You may comprise so that it may extend in the vehicle body front-back direction (a vehicle body front-back direction is made into a longitudinal direction). In this case, the anti-collision performance of the battery frame 20 can be improved against a frontal collision or a rear collision of the vehicle.
  • Fuel cell stack (battery) 20 battery frame 22 upper frame (battery frame upper) 22A Lower surface 24 Lower frame (Battery frame lower) 24A Upper surface 30 Partition member (intermediate member) 32A Vertical wall 32B Upper connecting part (upper end) 32C Lower connection (lower end) G adhesive

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Abstract

　フロアパネル（１２）の車体下方側に配置される電池（１６）が取り付けられる繊維強化樹脂製のバッテリフレームアッパ（２２）と、バッテリフレームアッパ（２２）とで閉断面構造を構成する繊維強化樹脂製のバッテリフレームロア（２４）と、バッテリフレームアッパ（２２）とバッテリフレームロア（２４）との間に介在されるとともに、バッテリフレームアッパ（２２）の下面（２２Ａ）に当接又は近接させる複数の上端部（３２Ｂ）と、バッテリフレームロア（２４）の上面（２４Ａ）に当接又は近接させる複数の下端部（３２Ｃ）と、を備えた繊維強化樹脂製の中間部材（３０）と、を有する車両用電池搭載構造（１０）とする。これにより、繊維強化樹脂材料で成形されたバッテリフレーム（２０）の車体下方側から入力される荷重に対する強度を向上させる。

Description

車両用電池搭載構造
　本発明は、車両用電池搭載構造に関する。
　電気自動車のフロア部の下側に配置される駆動用バッテリを収容するバッテリケースを、樹脂材（繊維強化樹脂複合材）からなる上板と下板との２層構造で構成したものは、従来から知られている（例えば、特開２０１２－９４４７６号公報、特開２０１１－１４６３４１号公報参照）。
　また、外壁と内壁とからなる２重構造とされるとともに、内壁から外壁に向けて鋭角に突出するような連結片を屈曲成形し、その連結片によって外壁と内壁とを連結した車両用電池容器も、従来から知られている（例えば、特開２０１２－８９３７７号公報参照）。
　しかしながら、バッテリケースの下板（外壁）に、道路の山型縁石や悪路の突出石等の路面干渉物が干渉した際には、その下板（外壁）が、上方に向かって湾曲するように変形させられてしまい、破損してしまうおそれがある。このように、バッテリケース（バッテリフレーム）の車体下方側から入力される荷重に対する強度を向上させる構造には、改善の余地がある。
　そこで、本発明は、繊維強化樹脂材料で成形されたバッテリフレームの車体下方側から入力される荷重に対する強度を向上できる車両用電池搭載構造を得ることを目的とする。
　上記の目的を達成するために、本発明に係る第１の態様の車両用電池搭載構造は、フロアパネルの車体下方側に配置される電池が取り付けられる繊維強化樹脂製のバッテリフレームアッパと、前記バッテリフレームアッパとで閉断面構造を構成する繊維強化樹脂製のバッテリフレームロアと、前記バッテリフレームアッパと前記バッテリフレームロアとの間に介在されるとともに、前記バッテリフレームアッパの下面に当接又は近接させる複数の上端部と、前記バッテリフレームロアの上面に当接又は近接させる複数の下端部と、を備えた繊維強化樹脂製の中間部材と、を有する。
　本発明に係る第１の態様によれば、バッテリフレームアッパとバッテリフレームロアとで閉断面構造が構成される。そして、バッテリフレームアッパとバッテリフレームロアとの間には、バッテリフレームアッパの下面に当接又は近接させる複数の上端部と、バッテリフレームロアの上面に当接又は近接させる複数の下端部と、を備えた中間部材が介在されている。
　したがって、バッテリフレームに車体下方側から荷重が入力され、バッテリフレーム（バッテリフレームロア）が車体上方側へ湾曲するように変形されようとしても、中間部材が、バッテリフレームロアとバッテリフレームアッパとの間で突っ張るため、その変形が抑制される。よって、バッテリフレームの車体下方側から入力される荷重に対する強度が向上される。
　また、本発明に係る第２の態様の車両用電池搭載構造は、第１の態様の車両用電池搭載構造であって、前記中間部材の各上端部及び各下端部は、それぞれ前記バッテリフレームアッパの下面及び前記バッテリフレームロアの上面に接着剤によって接合されている。
　本発明に係る第２の態様によれば、中間部材の各上端部及び各下端部が、それぞれバッテリフレームアッパの下面及びバッテリフレームロアの上面に接着剤によって接合されている。したがって、バッテリフレーム（バッテリフレームロア）が車体上方側へ湾曲するように変形されようとしたときには、中間部材が、バッテリフレームロアとバッテリフレームアッパとの間で効果的に突っ張る。よって、バッテリフレームの変形がより効果的に抑制される。
　また、接着剤によって接合するため、中間部材の各上端部とバッテリフレームアッパの下面との間や中間部材の各下端部とバッテリフレームロアの上面との間に隙間があっても、接着剤の厚さを適宜調整することにより、それらの間を接合することができる。
　また、本発明に係る第３の態様の車両用電池搭載構造は、第１又は第２の態様の車両用電池搭載構造であって、前記中間部材の各上端部及び各下端部は、それぞれ平坦面とされている。
　本発明に係る第３の態様によれば、中間部材の各上端部及び各下端部が、それぞれ平坦面とされている。したがって、バッテリフレーム（バッテリフレームロア）が車体上方側へ湾曲するように変形されようとしたときには、中間部材が、バッテリフレームロアとバッテリフレームアッパとの間でより効果的に突っ張る。よって、バッテリフレームの変形がより一層効果的に抑制される。
　また、接着剤によって接合する際には、その接合面積を広く確保することができるため、バッテリフレームアッパと中間部材とバッテリフレームロアとの接合強度を向上させることができる。よって、バッテリフレームの強度を更に向上させることができる。
　また、本発明に係る第４の態様の車両用電池搭載構造は、第１～第３の何れかの態様の車両用電池搭載構造であって、前記中間部材の各上端部と各下端部との間が縦壁とされている。
　本発明に係る第４の態様によれば、中間部材の各上端部と各下端部との間が縦壁とされている。したがって、バッテリフレームアッパ及びバッテリフレームロアの面外変形が抑制され、バッテリフレームの断面耐力が向上される。
　また、本発明に係る第５の態様の車両用電池搭載構造は、第４の態様の車両用電池搭載構造であって、前記縦壁は、車幅方向に延在されている。
　本発明に係る第５の態様によれば、縦壁が、車幅方向に延在されている。したがって、バッテリフレームの車幅方向から入力される衝突荷重に対する断面耐力が向上される。つまり、これによれば、車両の側面衝突時における耐衝突性能が向上される。
　以上、説明したように、本発明に係る第１の態様によれば、繊維強化樹脂材料で成形されたバッテリフレームの車体下方側から入力される荷重に対する強度を向上させることができる。
　本発明に係る第２の態様によれば、バッテリフレームの変形をより効果的に抑制することができる。
　本発明に係る第３の態様によれば、バッテリフレームの強度を更に向上させることができ、バッテリフレームの変形をより一層効果的に抑制することができる。
　本発明に係る第４の態様によれば、バッテリフレームの断面耐力を向上させることができる。
　本発明に係る第５の態様によれば、車両の側面衝突時における耐衝突性能を向上させることができる。
本実施形態に係る車両用電池搭載構造を構成するバッテリフレームと燃料電池スタックとを示す斜視図である。 第１実施形態に係る車両用電池搭載構造を示す正断面図である。 第１実施形態に係る車両用電池搭載構造を示す側断面図である。 第１実施形態に係る車両用電池搭載構造を構成するバッテリフレームに車体下方側から路面干渉物が干渉した状態を示す側断面図である。 第１実施形態に係る車両用電池搭載構造を備えた車両の側面にポールが衝突したときの状態を示す正断面図である。 第２実施形態に係る車両用電池搭載構造を示す側断面図である。 第２実施形態に係る車両用電池搭載構造を示す側断面図である。 第３実施形態に係る車両用電池搭載構造を示す側断面図である。 第３実施形態に係る車両用電池搭載構造を示す側断面図である。 参考例に係る車両用電池搭載構造を構成するバッテリフレームの一部を拡大して示す斜視図である。
　以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車体上方向、矢印ＦＲを車体前方向、矢印ＯＵＴを車幅方向外側とする。また、以下の説明で、特記なく上下、前後、左右の方向を用いる場合は、車体上下方向の上下、車体前後方向の前後、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。
＜第１実施形態＞
　まず、第１実施形態について説明する。図１、図２に示されるように、電気自動車等の車両に適用される本実施形態に係る車両用電池搭載構造１０は、車体フロアを構成する金属製のフロアパネル１２の車体下方側に配置され、電池としての燃料電池スタック１６を車体下方側から支持する繊維強化樹脂製のバッテリフレーム（スタックフレーム）２０を有している。
　フロアパネル１２の下面には、車体前後方向に延在して車体骨格構造を構成するアンダーメンバ（サイドフレーム）１４が設けられている。このアンダーメンバ１４は、断面略ハット形状に金属で形成されており、車幅方向に張り出すフランジ部１５がフロアパネル１２の車幅方向外側両端部における下面に溶接等によって接合されている。
　また、アンダーメンバ１４には、後述するフランジボルト５０を挿通させるための貫通された取付孔１４Ａが長手方向（車体前後方向）に沿って複数形成されている。そして、アンダーメンバ１４の上面には、各取付孔１４Ａと同軸的にウエルドナット５２が設けられている。
　燃料電池スタック１６は、その外装部１７が矩形箱状に金属（又は樹脂でもよい）で形成されており、その外装部１７の下端周縁部における複数の所定位置には、外方側へ張り出す張出部１８が一体に形成されている。そして、各張出部１８には、フランジボルト５０を挿通させるための貫通孔１８Ａが形成されている。
　バッテリフレーム２０は、図１～図３に示されるように、バッテリフレームアッパとしての平板状のアッパフレーム２２と、バッテリフレームロアとしてのトレイ状のロアフレーム２４と、アッパフレーム２２とロアフレーム２４との間に介在される中間部材としての仕切部材３０と、を含んで構成されている。
　ロアフレーム２４は、平板状の底部２５と、底部２５の少なくとも車幅方向両端部に一体に立設された平板状の側壁部２６と、側壁部２６の上端部から車幅方向外側へ向けて一体に張り出された平板状の張出部２７と、を有している。そして、仕切部材３０は、車幅方向から見た側面視で略波型形状に形成された本体部３２を有している。
　本体部３２は、車幅方向に延在し（車幅方向が長手方向とされ）、平面視で車体前後方向に並ぶように配置された複数枚（図示のものは８枚）の縦壁３２Ａと、各縦壁３２Ａの上端部同士及び下端部同士を上下交互に一体に連結する平板状の上連結部３２Ｂ（上端部）及び下連結部３２Ｃ（下端部）と、で構成されている（上連結部３２Ｂと下連結部３２Ｃとの間が縦壁３２Ａとされている）。
　なお、図３に示されるように、隣り合う縦壁３２Ａは、側面視で同一の微小角度で互いに逆向きに傾斜されており（略垂直に起立されており）、上連結部３２Ｂ及び下連結部３２Ｃは、それぞれ間隔の狭い側の縦壁３２Ａの上端部同士及び下端部同士が連結されて構成されている。ちなみに、図示の仕切部材３０の場合、上連結部３２Ｂは３枚設けられ、下連結部３２Ｃは４枚設けられている。
　また、各上連結部３２Ｂは、その上面（平坦面）がアッパフレーム２２の下面２２Ａに当接又は近接するようになっており、各下連結部３２Ｃは、その下面（平坦面）がロアフレーム２４の上面２４Ａに当接又は近接するようになっている。そして、各上連結部３２Ｂの上面がアッパフレーム２２の下面２２Ａに接着剤Ｇによって接合され、各下連結部３２Ｃの下面がロアフレーム２４の上面２４Ａに接着剤Ｇによって接合されるようになっている。
　また、仕切部材３０は、少なくとも本体部３２の車幅方向外側端部から車幅方向外側へ向けて一体に張り出された平板状の張出部３４を有している。そして、ロアフレーム２４の張出部２７に、仕切部材３０の張出部３４が接着剤Ｇによって接合され、更に、その張出部３４に、アッパフレーム２２の車幅方向外側端部である外周部２３が接着剤Ｇによって接合されるようになっている。
　これにより、矩形閉断面構造のバッテリフレーム２０が構成されるようになっており、バッテリフレーム２０における閉断面（閉空間）内が、仕切部材３０（アッパフレーム２２とロアフレーム２４とを上下に繋ぐ縦壁３２Ａ）によって、複数（図示のものは９個）の空間部Ｓに仕切られるようになっている。つまり、各空間部Ｓは、側面視でほぼ同形状（ほぼ同容積）とされ、車体前後方向に１列に並ぶようになっている。
　なお、各上連結部３２Ｂの上面及び各下連結部３２Ｃの下面が、それぞれアッパフレーム２２の下面２２Ａ及びロアフレーム２４の上面２４Ａに近接されている（例えば０．５ｍｍだけ離れている）場合には、接着剤Ｇの厚さを適宜調整する（厚く設定する）ことによって、それらが接合される。
　また、図２に示されるように、縦壁３２Ａの車幅方向両端面は、側壁部２６の内面に当接又は近接されるようになっており、それらは接合しなくてもよいが、接合してもよい。また、以下においては、互いに接合された張出部２７と張出部３４と外周部２３とをバッテリフレーム２０のフランジ部２８とする（図１、図２参照）。このフランジ部２８が、バッテリフレーム２０におけるアンダーメンバ１４との固定部位となっている。
　また、図１～図３に示されるように、アッパフレーム２２の外周部２３を除く複数の所定位置には、貫通孔２２Ｂが形成されており、仕切部材３０における張出部３４の根元（縦壁３２Ａの近傍）には、各貫通孔２２Ｂに連通する複数の取付孔３４Ｂが形成されている。そして、各貫通孔２２Ｂ及び各取付孔３４Ｂには、金属製で円筒状のカラー部材３６が同軸的に挿設されるようになっている。
　つまり、張出部３４の根元における下面には、接着剤により、各取付孔３４Ｂと同軸的にフランジナット４８が接合されるようになっており、各フランジナット４８の上面には、カラー部材３６が一体的かつ同軸的に設けられている。したがって、各フランジナット４８の張出部３４への接合に伴い、各カラー部材３６が各取付孔３４Ｂ及び各貫通孔２２Ｂ内に挿設されるようになっている。
　よって、張出部１８の貫通孔１８Ａとカラー部材３６の貫通孔３６Ａとが連通されるように、燃料電池スタック１６（張出部１８）をアッパフレーム２２の上面２２Ｃに載置し、車体上方側から貫通孔１８Ａ及び貫通孔３６Ａにフランジボルト５０を挿通してフランジナット４８に螺合することにより、燃料電池スタック１６がバッテリフレーム２０（アッパフレーム２２）に締結固定される。なお、このとき、外装部１７の底面１７Ａと、アッパフレーム２２の上面２２Ｃとの間には、空隙部Ｔが形成されるようになっている。
　また、フランジ部２８、即ちアッパフレーム２２の外周部２３と、仕切部材３０の張出部３４と、ロアフレーム２４の張出部２７には、互いに連通してフランジボルト５０を挿通させるための複数の貫通孔２３Ａ、３４Ａ、２７Ａが車体前後方向に沿って間隔を空けて形成されている。そして、各貫通孔２３Ａ、３４Ａ、２７Ａには、金属製で円筒状のカラー部材３８が同軸的に挿設されるようになっている。
　したがって、車体下方側からカラー部材３８の貫通孔３８Ａ及び取付孔１４Ａにフランジボルト５０を挿通し、ウエルドナット５２に螺合することにより、バッテリフレーム２０のフランジ部２８がアンダーメンバ１４に締結固定されるようになっている。
　また、図２に示されるように、フロアパネル１２の車幅方向外側端部は、上方に向けて屈曲された屈曲部１２Ａとされており、その屈曲部１２Ａが金属製のロッカ４０のインナパネル４２に溶接等によって接合されている。ロッカ４０は、断面略ハット形状とされたインナパネル４２と、断面略ハット形状とされたアウタパネル４４と、インナパネル４２とアウタパネル４４との間に設けられ、断面略ハット形状とされたリインフォースメント４６と、で構成されている。
　つまり、インナパネル４２の上フランジ部４２Ａにリインフォースメント４６の上フランジ部４６Ａが接合され、その上フランジ部４６Ａにアウタパネル４４の上フランジ部４４Ａが接合されている。そして、インナパネル４２の下フランジ部４２Ｂにリインフォースメント４６の下フランジ部４６Ｂが接合され、その下フランジ部４６Ｂにアウタパネル４４の下フランジ部４４Ｂが接合されている。
　これにより、このロッカ４０は、インナパネル４２とリインフォースメント４６、及びリインフォースメント４６とアウタパネル４４とで、それぞれ閉断面構造が構成されるようになっている。
　以上のような第１実施形態に係る車両用電池搭載構造１０において、次にその作用について説明する。すなわち、図４に示されるように、例えば車両の悪路走行時に、バッテリフレーム２０のロアフレーム２４に突出石等の路面干渉物Ｎが干渉した場合と、図５に示されるように、鉛直方向に延在する円柱状のポールＰに車両が側面衝突した場合の作用について説明する。
　図４に示されるように、バッテリフレーム２０のロアフレーム２４に路面干渉物Ｎが干渉したときには、バッテリフレーム２０（ロアフレーム２４）が上方に向かって湾曲するように弾性変形する。しかしながら、このバッテリフレーム２０は、ロアフレーム２４とアッパフレーム２２とで構成された閉断面（閉空間）内に側面視略波型形状とされた仕切部材３０が配設されている。
　詳細には、仕切部材３０（本体部３２）における各上連結部３２Ｂの上面と各下連結部３２Ｃの下面とが、それぞれアッパフレーム２２の下面２２Ａとロアフレーム２４の上面２４Ａとに接着剤Ｇによって接合されている（アッパフレーム２２とロアフレーム２４とが複数の縦壁３２Ａによって連結されている）。
　したがって、バッテリフレーム２０（ロアフレーム２４）が上方に向かって湾曲するように弾性変形されようとしたときには、仕切部材３０（本体部３２）が、ロアフレーム２４とアッパフレーム２２との間で突っ張るとともに、アッパフレーム２２が、外方側へ向かう引張力に対する抵抗となる。
　特に、仕切部材３０（本体部３２）における各上連結部３２Ｂの上面及び各下連結部３２Ｃの下面は、共に平坦面とされて、アッパフレーム２２の下面２２Ａ及びロアフレーム２４の上面２４Ａに対する接合面積が広く確保されているため、それらの接合強度が向上されている。
　よって、路面干渉物Ｎの干渉により、車体下方側から入力される荷重に対するバッテリフレーム２０の強度（剛性）を向上させることができる。つまり、これによれば、ロアフレーム２４だけではなく、バッテリフレーム２０の閉断面構造全体で、その弾性変形を抑制することができる。
　なお、アッパフレーム２２の上面２２Ｃと外装部１７の底面１７Ａとの間には、空隙部Ｔが形成されているので、バッテリフレーム２０が上方に向かって湾曲するように僅かに弾性変形しても、その上面２２Ｃが底面１７Ａに干渉する（当たる）のを抑制又は防止することができる。つまり、車両の下部に路面干渉物Ｎが干渉しても、それによって入力される荷重から燃料電池スタック１６を保護することができる。
　一方、図５に示されるように、ポールＰに車両が側面衝突した場合には、ロッカ４０に対して過大な衝突荷重Ｆが入力される。したがって、そのロッカ４０は、車幅方向内側へ塑性変形しつつ移動して、その入力された衝突荷重Ｆの一部をフロアパネル１２及びバッテリフレーム２０に伝達する。
　ここで、バッテリフレーム２０は、閉断面構造とされるとともに、その閉断面（閉空間）内には、車幅方向に延在して、アッパフレーム２２とロアフレーム２４とを上下に連結する複数の縦壁３２Ａが備えられている。すなわち、バッテリフレーム２０の閉断面内は、略垂直に起立された複数の縦壁３２Ａにより、側面視で車体前後方向に１列に並ぶ複数の空間部Ｓに仕切られている（図３参照）。
　したがって、バッテリフレーム２０の断面２次モーメントを大きくすることができ、アッパフレーム２２及びロアフレーム２４の面外変形（車体上下方向の撓み変形）を抑制することができる。つまり、バッテリフレーム２０の断面耐力を向上させることができ、特に車幅方向から入力される衝突荷重に対する耐衝突性能を向上させることができる。
　よって、車両の側面衝突時において、フロアパネル１２を介して衝突荷重Ｆの一部を受けたアンダーメンバ１４により、フランジ部２８の根元に対して曲げモーメントＭ（及び軸力）が入力されても、そのフランジ部２８の根元の上方向への折れ曲がり変形を抑制することができる。
　これにより、車両の側面衝突時に、フランジ部２８に入力された衝突荷重Ｆの一部は、バッテリフレーム２０（本体部３２の縦壁３２Ａ）へ効率よく伝達され、燃料電池スタック１６を衝突荷重Ｆから保護することができる。なお、この仕切部材３０は、アッパフレーム２２及びロアフレーム２４と同様に、繊維強化樹脂材料で成形されているため、車両の重量増加を抑制できる利点もある。
＜第２実施形態＞
　次に、第２実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態と同等の部位については、同じ符号を付して詳細な説明（作用も含む）は省略する。
　図６、図７に示されるように、この第２実施形態に係る仕切部材３０の本体部３２は、閉断面内において、アッパフレーム２２及びロアフレーム２４と平行に配置される支持部材３３を有しており、その支持部材３３の少なくとも車幅方向外側端部が張出部３４とされている。そして、その支持部材３３の上面及び下面には、車幅方向に延在し（車幅方向が長手方向とされ）、側断面視で等脚台形状とされた突起部３５が複数形成されている。
　図６に示される各突起部３５は、上下で同じ位置に突設されないようになっており、車体前後方向に並んだ上面側（下面側）の突起部３５の間に、下面側（上面側）の突起部３５が突設されるようになっている。一方、図７に示される各突起部３５は、上下で同じ位置に突設されるようになっており、車体前後方向に並んだ上面側（下面側）の突起部３５の上下反対側に、下面側（上面側）の突起部３５が突設されるようになっている。
　そして、支持部材３３の上面に突設された各突起部３５の上端面３５Ａ（上端部）及び支持部材３３の下面に突設された各突起部３５の下端面３５Ｂ（下端部）が、それぞれアッパフレーム２２の下面２２Ａ及びロアフレーム２４の上面２４Ａに接着剤Ｇによって接合されるようになっている。
　なお、各突起部３５の車体前後方向を向く（略垂直に起立された）側壁が縦壁３２Ａとされている。したがって、各突起部３５により、閉断面（閉空間）内が複数の空間部Ｓに仕切られるが、この第２実施形態の場合には、車体前後方向だけではなく、車体上下方向にも仕切られるようになっている。また、各上端面３５Ａ及び各下端面３５Ｂは、平坦面であるため、上記第１実施形態の上連結部３２Ｂ及び下連結部３２Ｃと同様に接合面積を確保することができる。
＜第３実施形態＞
　次に、第３実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態と同等の部位については、同じ符号を付して詳細な説明（作用も含む）は省略する。
　図８、図９に示されるように、この第３実施形態に係る仕切部材３０は、側面視波型形状に形成された本体部３２を有している。すなわち、図８に示される本体部３２の各上端部３２Ｄ及び各下端部３２Ｅは、それぞれ側面視円弧形状とされており、図９に示される本体部３２の各上端部３２Ｄ及び各下端部３２Ｅは、それぞれ側断面視二等辺三角形状とされている。
　つまり、この第３実施形態に係る仕切部材３０では、アッパフレーム２２の下面２２Ａ及びロアフレーム２４の上面２４Ａに、それぞれ接着剤Ｇによって接合される本体部３２の各上端部３２Ｄ及び各下端部３２Ｅが、平坦面に形成されていない（各上端部３２Ｄ及び各下端部３２Ｅの接合部分は、車幅方向に沿った直線状とされている）。
　しかしながら、この第３実施形態に係る仕切部材３０では、アッパフレーム２２の下面２２Ａ及びロアフレーム２４の上面２４Ａに、それぞれ接着剤Ｇによって接合される本体部３２の各上端部３２Ｄ及び各下端部３２Ｅの数量を、上記第１実施形態に比べて増加させることができる。よって、バッテリフレーム２０の強度低下を抑制することができる。
＜参考例＞
　最後に、参考例について説明する。なお、上記第１実施形態と同等の部位については、同じ符号を付して詳細な説明（作用も含む）は省略する。
　図１０に示されるように、この参考例では、アッパフレーム２２の下面２２Ａから車体前後方向と車幅方向に延在する格子状の縦壁５４が突設されるとともに、ロアフレーム２４の上面２４Ａから車体前後方向と車幅方向に延在する格子状の縦壁５６が突設されている。そして、縦壁５４の下端面と縦壁５６の上端面とが互いに当接又は近接して接着剤Ｇによって接合されている。
　このような構成であると、バッテリフレーム２０の車幅方向から入力される衝突荷重に対する断面耐力だけではなく、バッテリフレーム２０の車体前後方向から入力される衝突荷重に対する断面耐力も向上させることができる。つまり、車両の側面衝突時に入力された衝突荷重だけではなく、車両の前面衝突時や後面衝突時に入力された衝突荷重も、バッテリフレーム２０へ効率よく伝達される。したがって、車両の側面衝突だけではなく、前面衝突や後面衝突に対しても、耐衝突性能を向上させることができる。
　なお、アッパフレーム２２の下面２２Ａに、ロアフレーム２４の上面２４Ａに到達する高さの縦壁５４のみを突設するように構成してもよいし、ロアフレーム２４の上面２４Ａに、アッパフレーム２２の下面２２Ａに到達する高さの縦壁５６のみを突設するように構成してもよい。
　また、アッパフレーム２２とロアフレーム２４とを格子状に組まれた別体の縦壁（図示省略）で連結するようにしてもよい。更に、縦壁５４、５６は、格子状に突設される構成に限定されるものではなく、車幅方向のみ又は車体前後方向のみに延在するように（車幅方向又は車体前後方向が長手方向となるように）突設される構成にしてもよい。
　以上、本実施形態に係る車両用電池搭載構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車両用電池搭載構造１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、カラー部材３６は、フランジナット４８と別体で構成されていてもよい。
　また、上連結部３２Ｂ及び下連結部３２Ｃ、上端面３５Ａ及び下端面３５Ｂ、上端部３２Ｄ及び下端部３２Ｅは、それぞれアッパフレーム２２の下面２２Ａ及びロアフレーム２４の上面２４Ａに接合されない構成としてもよいが、バッテリフレーム２０の強度を向上させる観点からは、接合される構成とした方が望ましい。
　また、それらを接合する場合、リベットや溶着等によって接合してもよいが、接着剤Ｇによって接合する方が、それぞれアッパフレーム２２の下面２２Ａ及びロアフレーム２４の上面２４Ａとの間に隙間を有している場合に対応できるので望ましい。更に、本実施形態に係るバッテリフレーム２０は、燃料電池スタック１６を支持するものに限定されるものではない。
　また、上記第１実施形態～第３実施形態において、仕切部材３０の本体部３２における縦壁３２Ａは、車幅方向に延在されている（車幅方向が長手方向とされている）が、車体前後方向に延在させる（車体前後方向が長手方向とされる）ように構成してもよい。この場合、車両の前面衝突時や後面衝突時に対して、バッテリフレーム２０の耐衝突性能を向上させることができる。
　　　１０　車両用電池搭載構造
　　　１２　フロアパネル
　　　１６　燃料電池スタック（電池）
　　　２０　バッテリフレーム
　　　２２　アッパフレーム（バッテリフレームアッパ）
　　　２２Ａ　下面
　　　２４　ロアフレーム（バッテリフレームロア）
　　　２４Ａ　上面
　　　３０　仕切部材（中間部材）
　　　３２Ａ　縦壁
　　　３２Ｂ　上連結部（上端部）
　　　３２Ｃ　下連結部（下端部）
　　　　Ｇ　接着剤

Claims (5)

  1. 　フロアパネルの車体下方側に配置される電池が取り付けられる繊維強化樹脂製のバッテリフレームアッパと、
    　前記バッテリフレームアッパとで閉断面構造を構成する繊維強化樹脂製のバッテリフレームロアと、
    　前記バッテリフレームアッパと前記バッテリフレームロアとの間に介在されるとともに、前記バッテリフレームアッパの下面に当接又は近接させる複数の上端部と、前記バッテリフレームロアの上面に当接又は近接させる複数の下端部と、を備えた繊維強化樹脂製の中間部材と、
    　を有する車両用電池搭載構造。
  2. 　前記中間部材の各上端部及び各下端部は、それぞれ前記バッテリフレームアッパの下面及び前記バッテリフレームロアの上面に接着剤によって接合されている請求項１に記載の車両用電池搭載構造。
  3. 　前記中間部材の各上端部及び各下端部は、それぞれ平坦面とされている請求項１又は請求項２に記載の車両用電池搭載構造。
  4. 　前記中間部材の各上端部と各下端部との間が縦壁とされている請求項１～請求項３の何れか１項に記載の車両用電池搭載構造。
  5. 　前記縦壁は、車幅方向に延在されている請求項４に記載の車両用電池搭載構造。
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