JP5648421B2 - 電動車両のバッテリ搭載構造 - Google Patents

Description

本発明は、車室フロアの下側にバッテリユニットが搭載された電動車両のバッテリ搭載構造に関する技術分野に属する。

一般に、電気自動車等の電動車両では、複数のバッテリモジュールが車室フロアの下側にユニット化された状態で搭載される。このようなバッテリユニットは、通常、車体部材に結合される。例えば特許文献１では、フロントサイドメンバの車体後側部に延設されたエクステンションサイドメンバの下壁に沿って、燃料電池を含むユニットのフレームを各下壁に跨って配置するとともに、該ユニットのフレームを、その長手方向の複数箇所で、締結ボルトによりエクステンションサイドメンバに結合するようにしている。

特開２００６−２２４８７７号公報

しかし、上記特許文献１では、バッテリユニットのエクステンションサイドメンバへの締結部（結合部）が、車両前後方向において、適当な間隔をあけて配置されているだけであり、このため、バッテリユニットが車体ねじり剛性の向上に寄与せず、重量の大きいバッテリユニットの結合により却って車体ねじり剛性の低下を招く可能性がある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車室フロアの下側に搭載されるバッテリユニットを利用して、車体ねじり剛性を向上させようとすることにある。

上記の目的を達成するために、本発明では、車室フロアの下側に、バッテリモジュールと該バッテリモジュールを支持する支持部材とを有するバッテリユニットが搭載された電動車両のバッテリ搭載構造を対象として、上記バッテリユニットの車幅方向両側の端部それぞれには、車体部材に結合される複数の側方結合部が設けられ、上記各側方結合部は、上記車体部材における、上記車室フロアを構成する車室フロアパネルと一体のフロアクロスメンバの近傍、若しくは、上記車体部材におけるトルクボックスの近傍、又は、上記車体部材における上記車室フロアパネルのキックアップ部の近傍に結合され、上記支持部材は、上記バッテリユニットにおける上記バッテリモジュールが配置された部分の周囲に位置するように配設されかつフレーム部材で構成された枠状フレーム部を有し、上記側方結合部は、上記枠状フレーム部に設けられ、上記枠状フレーム部は、上記バッテリユニットの車両後側端部にて、リヤクロスメンバに結合され、上記バッテリユニットは、上記車室フロアのフロントフロア部の下側に搭載された第１搭載部と、該第１搭載部の後側に連続して設けられかつ上記車室フロアのリヤフロア部の下側に搭載された第２搭載部とで構成され、上記支持部材の枠状フレーム部は、上記第１搭載部と上記第２搭載部との接続部に設けられかつ車幅方向に延びる車幅方向延設フレーム部材を有し、上記車幅方向延設フレーム部材の両側の端部それぞれに、上記複数の側方結合部の一部となる結合部が設けられており、上記車幅方向延設フレーム部材の結合部は、上記車体部材としてのサイドシルにおける上記キックアップ部の近傍に結合されている、という構成とした。

上記の構成により、各側方結合部が、車体部材における剛性が高い部位の近傍に結合されるとともに、枠状フレーム部が、バッテリユニットの車両後側端部にて、リヤクロスメンバに結合されるので、バッテリユニットの剛性と車体部材の剛性とが効果的に合わされて、車体部材及びバッテリユニット全体として、車体ねじり剛性を向上させることができる。また、バッテリユニットにより、車幅方向の力に対する車体部材の強度が向上して、車両の側突性能を向上させることができる。

ここで、車室フロアパネルにおいてバッテリユニットの第１搭載部と第２搭載部との接続部に対応する部分は、フロントフロア部からリヤフロア部にかけて高さ位置が高くなるキックアップ部であり、このキックアップ部は、車室フロアパネルが立ち上がっていることで、車室フロアパネルにおいてフロアクロスメンバの配設部位と同様の高い剛性を有するが、このキックアップ部の強度及び剛性をより高くすることが望ましい。そこで、第１搭載部と第２搭載部との接続部に設けられた車幅方向延設フレーム部材の結合部を、サイドシルにおけるキックアップ部の近傍に結合することで、車幅方向延設フレーム部材によりキックアップ部を補強することができ、車体ねじり剛性及び車両の側突性能をより一層向上させることができる。

上記電動車両のバッテリ搭載構造において、上記支持部材の枠状フレーム部は、上記バッテリユニットの車幅方向両側の端部それぞれにおいて車両前後方向に延びる前後方向延設部を有し、上記各前後方向延設部に、上記複数の側方結合部の一部となる複数の結合部が設けられており、上記各前後方向延設部の結合部は、車両前後方向に延びる車体部材に結合されている、ことが好ましい。

このことにより、前後方向延設部によりバッテリユニットの剛性が向上するとともに、前後方向延設部の結合部が、車両前後方向に延びる車体部材におけるフロアクロスメンバの近傍、若しくは、該車体部材におけるトルクボックスの近傍、又は、該車体部材におけるキックアップ部の近傍に結合されるので、車体ねじり剛性及び車両の側突性能をより一層向上させることが可能になる。

上記車両前後方向に延びる車体部材は、上記車室フロアパネルの下面に一体に設けられた左右のフロントフロアフレームであり、上記左右のフロントフロアフレームの前端部は、左右のフロントサイドフレームの後端部にそれぞれ連結され、車両左側のフロントサイドフレームの後端部と車両左側のサイドシルの前端部との間、及び、車両右側のフロントサイドフレームの後端部と車両右側のサイドシルの前端部との間に、フロントサイドフレームとサイドシルとを結合する上記トルクボックスがそれぞれ配設され、上記各前後方向延設部の結合部のうち最も車両前側の結合部が、上記左右のフロントフロアフレームにおける上記トルクボックスの近傍にそれぞれ結合されている、ことが好ましい。

このことで、車体ねじり剛性及び車両の側突性能を効果的に向上させることができるとともに、車両側突時にフロアトンネル部の変形を出来る限り抑制することができる。また、フロントサイドフレームのキック部の曲げ剛性を高めて、車両の前面衝突時に該部分で折れ曲がらないようにすることができる。

以上説明したように、本発明の電動車両のバッテリ搭載構造によると、バッテリユニットの車幅方向両側の端部それぞれに、車体部材に結合される複数の側方結合部が設けられ、各側方結合部が、上記車体部材における、上記車室フロアを構成する車室フロアパネルと一体のフロアクロスメンバの近傍、若しくは、上記車体部材におけるトルクボックスの近傍、又は、上記車体部材における上記車室フロアパネルのキックアップ部の近傍に結合され、上記側方結合部が、上記バッテリユニットにおける上記バッテリモジュールが配置された部分の周囲に位置するように配設されかつフレーム部材で構成された枠状フレーム部に設けられ、上記枠状フレーム部は、上記バッテリユニットの車両後側端部にて、リヤクロスメンバに結合され、バッテリユニットの第１搭載部と第２搭載部との接続部に設けられた車幅方向延設フレーム部材の両側の端部それぞれに、上記複数の側方結合部の一部となる結合部が設けられており、上記車幅方向延設フレーム部材の結合部が、上記車体部材としてのサイドシルにおける上記キックアップ部の近傍に結合されていることにより、バッテリユニットを利用して、車体ねじり剛性を向上させることができるとともに、車両の側突性能を向上させることができる。また、車幅方向延設フレーム部材の結合部を、サイドシルにおけるキックアップ部の近傍に結合することで、車幅方向延設フレーム部材によりキックアップ部を補強することができ、車体ねじり剛性及び車両の側突性能をより一層向上させることができる。

本発明の実施形態に係るバッテリ搭載構造が適用された電動車両の車室フロアパネルの下側の構造を示す、斜め下側から見た斜視図である。 上記車両の車室フロアパネルの下側の構造を示す底面図である。 サスペンションクロスメンバ及びバッテリユニット前部の側面図である。 図２のIV−IV線断面図である。 バッテリユニットを示す斜視図である。 バッテリユニットの上側カバー部材及び下側カバー部材を外した状態を示す斜視図である。 図２のVII−VII線断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１及び図２は、本発明の実施形態に係るバッテリ搭載構造が適用された電動車両（本実施形態では、電気自動車であり、以下、単に車両という）の車室フロアパネル１（車室フロアを構成する）の下側の構造を示す。この車両についての前、後、左、右、上及び下を、それぞれ単に前、後、左、右、上及び下という。また、図１〜図７において、車両前側を矢印Ｆｒで示す。

上記車室フロアパネル１は、フロントフロア部１ａと、該フロントフロア部１ａよりも上側の高さ位置に位置するリヤフロア部１ｂとから構成されている。フロントフロア部１ａとリヤフロア部１ｂとの間には、段差状のキックアップ部１ｃ（図７参照）が設けられ、このキックアップ部１ｃにより、リヤフロア部１ｂの高さ位置がフロントフロア部１ａよりも高くなっている。

リヤフロア部１ｂの上面には後席シート（図示せず）が配置されており、フロントフロア部１ａの後部の上面が、該後席シートに着座した乗員の足置き場である。フロントフロア部１ａの前部の上面には、運転席シート及び助手席シート（共に図示せず）が車幅方向に並んで配置される。

フロントフロア部１ａの前端部は、ダッシュパネル（図示せず）の下端部に結合されている。フロントフロア部１ａの車幅方向両端部は、前後方向に延びる左右一対のサイドシル１２（図２にのみ示す）に結合されている。

フロントフロア部１ａの下面における車幅方向両端部よりも車幅方向内側の部分（不図示のフロアトンネル部の車幅方向両外側）には、前後方向に延びる左右一対のフロントフロアフレーム７が車室フロアパネル１と一体に設けられている。各フロントフロアフレーム７は、後方に向かって車幅方向内側に僅かに傾斜している。すなわち、左右のフロントフロアフレーム７の間隔が後方に向かって小さくなっている。左右のフロントフロアフレーム７の前端部は、左右のフロントサイドフレーム８の後端部に、該後端部における中空断面内に挿入された状態でそれぞれ連結されている。

フロントフロア部１ａの上面における前後方向中間部には、車幅方向に延びる前側及び後側フロアクロスメンバ１３，１４が車室フロアパネル１と一体に設けられている（図２及び図７参照）。前側フロアクロスメンバ１３の左右両端部及び後側フロアクロスメンバ１４の左右両端部は、左右のサイドシル１２にそれぞれ結合されている。

上記キックアップ部１ｃは、車室フロアパネル１が立ち上がっていることで、車室フロアパネル１において上記前側及び後側フロアクロスメンバ１３，１４の配設部位と同様の高い剛性を有している。尚、キックアップ部１ｃにも、フロアクロスメンバを車室フロアパネル１と一体に設けるようにしてもよい。

前側及び後側フロアクロスメンバ１３，１４間の距離は、前側フロアクロスメンバ１３と後述のトルクボックス１５との間の距離と略同じであり、後側フロアクロスメンバ１４とキックアップ部１ｃとの間の距離とも略同じである。すなわち、フロントフロア部１ａにおいて剛性が高い部分が前後方向に略等間隔に並ぶようになされ、フロントフロア部１ａに対する側突性能が、前後方向の衝突位置に関係なく同程度になるようになされている。

左側のフロントサイドフレーム８の後端部と左側のサイドシル１２の前端部との間、及び、右側のフロントサイドフレーム８の後端部と右側のサイドシル１２の前端部との間には、フロントサイドフレーム８とサイドシル１２とを結合するトルクボックス１５（図２にのみ示す）がそれぞれ配設されている。これらトルクボックス１５は、フロントサイドフレーム８の高さ位置が変化する（後側に向かって徐々に低くなる）キック部８ａ（図４参照）の曲げ剛性を高めて、車両の前面衝突時に該部分で折れ曲がらないようにするものである。

リヤフロア部１ｂの後端部は、荷室フロアパネル３の前端部に繋がる。この荷室フロアパネル３には、スペアタイヤパン３ａ（図１参照）が下側に膨出するように形成されている。リヤフロア部１ｂ及び荷室フロアパネル３の下面における車幅方向両端部には、前後方向に延びる左右一対のリヤサイドフレーム９がそれぞれ設けられている。左右のリヤサイドフレーム９の前端部は、上記左右のサイドシル１２の後端部にそれぞれ連結されている。リヤフロア部１ｂの下面の後端部には、車幅方向に延びかつ上記左右のリヤサイドフレーム９同士を連結するリヤクロスメンバ１０が設けられている。左右のリヤサイドフレーム９の間隔は、左右のフロントフロアフレーム７の間隔よりも大きい。

図２に示すように、フロントサイドフレーム８のキック部８ａに対応する前後位置（後述のバッテリユニット２１の前側）には、車幅方向に延びかつ左右の前輪サスペンションアーム１７を支持するサスペンションクロスメンバ１６が配設されている。サスペンションクロスメンバ１６の前部における左右両側の端部には、上側に延びかつその先端が左右のフロントサイドフレーム８におけるキック部８ａよりも前側の部分にそれぞれ結合される前側結合部１６ａが設けられている（図３参照）。また、サスペンションクロスメンバ１６の後部における左右両側の端部には、左右のトルクボックス１５の下面にそれぞれ結合される後側結合部１６ｂ（トルクボックス１５の下面から下方に延びるボルト軸が挿通される貫通孔が形成されている部分）が設けられている。

上記サスペンションクロスメンバ１６の直ぐ前側には、上記車両を駆動するパワーユニット８１が設けられている。このパワーユニット８１は、その詳細な構成は省略するが、モータを含むモータユニットと、該モータユニットのモータの駆動力を前輪へ伝達するための動力伝達機構（減速機構及び差動機構）を含むトランスアクスルとが車幅方向に並ぶように一体に結合されてなるものである。モータユニットのモータ軸（つまり駆動軸）の軸心、トランスアクスル（減速機構）におけるモータ軸と連結される入力軸の軸心、及び、パワーユニット８１の出力軸（つまりトランスアクスル（差動機構）の出力軸）であるジョイントシャフト（等速ジョイントを介して前輪駆動軸に連結される）の軸心は、車幅方向に延びている。また、パワーユニット８１全体としての軸心も車幅方向に延びている。

上記パワーユニット８１の車幅方向両端部は、不図示のブラケットと、ゴムブッシュを含むマウント本体とを介して、左右のフロントサイドフレーム８にそれぞれ弾性支持されている。また、図２及び図４に示すように、パワーユニット８１の車幅方向の中央部の下部は、トルクロッド８５を介して上記サスペンションクロスメンバ１６に連結されている。パワーユニット８１の車幅方向両端部における上記弾性支持により、パワーユニット８１全体が車幅方向に延びる軸回りに回動（揺動）することになるが、上記トルクロッド８５は、パワーユニット８１全体が上記軸回りに回動し過ぎるのを規制する。トルクロッド８５の前端部は、ゴムブッシュ８６を介して、車幅方向に延びる軸回りに回動可能にパワーユニット８１の車幅方向中央部に連結され、トルクロッド８５の後端部は、ゴムブッシュ８７を介して、車幅方向に延びる軸回りに回動可能にサスペンションクロスメンバ１６の車幅方向中央部に連結されている。

上記パワーユニット８１、上記サスペンションクロスメンバ１６及び後述のバッテリユニット２１は、前側から後側に向かってこの順に並びかつ上下方向において互いに重なりを持って配置されている。すなわち、サスペンションクロスメンバ１６とバッテリユニット２１とが同じ高さ位置にあるとともに、これらがパワーユニット８１の下部と同じ高さ位置（トルクロッド８５と同じ高さ位置）にある。

図５は、上記車室フロアパネル１の下側に搭載されたバッテリユニット２１を示す。尚、以下に説明するバッテリユニット２１についての前、後、左、右、上及び下は、それぞれ、バッテリユニット２１が上記車両に搭載された状態での前、後、左、右、上及び下のことであり、上記車両についての前、後、左、右、上及び下と同じである。

上記バッテリユニット２１は、複数（本実施形態では、１４個）のバッテリモジュール２２（図６参照）と、該複数のバッテリモジュール２２を支持する支持部材としてのフレーム部材４０、６０（図６参照）と、上側カバー部材２３及び下側カバー部材２４とを有している。すなわち、車室フロアパネル１の下側に、複数のバッテリモジュール２２がユニット化された状態で搭載されている。バッテリユニット２１は、フロントフロア部１ａの下側に搭載された第１搭載部２１ａと、該第１搭載部２１ａの後側に連続して設けられかつ上記リヤフロア部１ｂの下側に搭載された第２搭載部２１ｂとを有している。

上記上側カバー部材２３及び下側カバー部材２４は、上記複数のバッテリモジュール２２の周囲を覆っている。すなわち、上側及び下側カバー部材２３，２４間に、バッテリモジュール２２及びフレーム部材４０，６０が収容される空間が形成されている。但し、フレーム部材４０，６０の一部は、上側カバー部材２３の周縁部と下側カバー部材２４の周縁部との間から外側にはみ出しており、これにより、フレーム部材４０，６０の外側面の一部が外気に面している。

そして、バッテリユニット２１は、該バッテリユニット２１内（バッテリモジュール２２が収容される空間）に空気（外気）を取り入れるための空気取入れ口３７（図５参照）と、該取り入れた空気を排出するための空気排出口３８（図１参照）と、該空気の取入れ及び排出を行うためのファン（図示せず）とを有している。上記空気取入れ口３７及び上記空気排出口３８は、上側カバー部材２３の前端部及び後端部にそれぞれ形成されており、上記ファンは、上記空気排出口３８の近傍に配設される。そして、上記ファンの作動により、空気取入れ口３７より空気（外気）が取り入れられ、その空気が、バッテリユニット２１内部におけるバッテリモジュール２２と上側カバー部材２３及び下側カバー部材２４との間を前側から後側へと流れて空気排出口３８から排出されることで、バッテリユニット２１内（バッテリモジュール２２）が冷却される。

上側カバー部材２３は、前側から順に、第１部２３ａ、第２部２３ｂ及び第３部２３ｃに分割されており、第１部２３ａ及び第２部２３ｂは第１搭載部２１ａに位置し、第３部２３ｃは第２搭載部２１ｂに位置する。第１部２３ａは、第１搭載部２１ａの４つのバッテリモジュール２２の上側に位置し、第２部２３ｂは、後述の電子部品装着部２７の上側に位置する。第３部２３ｃの上面は、フロントフロア部１ａ及びリヤフロア部１ｂの高さ位置に対応して、第１部２３ａ及び第２部２３ｂの上面よりも上側の高さ位置に位置する。また、下側カバー部材２４は、第１部２４ａ及び第２部２４ｂに分割されており、第１部２４ａは第１搭載部２１ａに位置し、第２部２４ｂは第２搭載部２１ｂに位置する。下側カバー部材２４の第１部２４ａ及び第２部２４ｂの下面は同じ高さ位置にある。

上側カバー部材２３の第３部２３ｃの上面には、蓋部材２５が設けられている。この蓋部材２５は、不図示の安全プラグをプラグ受け３５（図６参照）に差し込むために第３部２３ｃの上面に設けられたプラグ差込み用孔（図示せず）を覆っている。この安全プラグは、安全上の観点から、バッテリユニット２１の製造時に高圧回路の一部を遮断しておくためにプラグ受け３５から抜いておくものであり、安全プラグをプラグ受け３５に差し込むことで、遮断されていた箇所が接続されることになる。バッテリユニット２１の車両搭載前は、蓋部材を取り付けないで、プラグ差込み用孔を開放しておく。そして、そのバッテリユニット２１を車室フロアパネル１の下側に搭載した後に、車室側から安全プラグをプラグ受け３５に差し込む。すなわち、後席シート下側におけるリヤフロア部１ｂにはサービスホールが形成されており、このサービスホール及びプラグ差込み用孔を介して、安全プラグをプラグ受け３５に差し込み、しかる後にプラグ差込み用孔を蓋部材２５により覆う。

バッテリユニット２１の前端部には、パワーユニット８１の上側に配設された不図示のインバータとバッテリユニット２１とを電気的に接続するためのインバータ接続用端子３１が配設されている。上記インバータを介してバッテリユニット２１からパワーユニット８１におけるモータユニットのモータへ電力が供給される。インバータ接続用端子３１は、後述の如くフレーム部材４０における枠状フレーム部４１の前部４１ａに設けたインバータ接続用端子支持部４４（図６参照）に支持されている。

図６に示すように、バッテリユニット２１における複数のバッテリモジュール２２は、同一形状であり、バッテリモジュール２２の長手方向から見た断面形状が長方形である。つまり、各バッテリモジュール２２は略直方体形状をなしている。各バッテリモジュール２２は、その内部に複数（百ないし数百個程度）の円筒状のセルを収容するものである。バッテリモジュール２２において上記長方形の長辺が延びる方向を幅方向といい、上記長方形の短辺が延びる方向を厚み方向という。

バッテリユニット２１の第１搭載部２１ａにおいては、上記バッテリモジュール２２が、その長手方向が車幅方向と一致しかつ上記断面における長方形の短辺が縦辺となる（バッテリモジュール２２の厚み方向が上下方向と一致しかつバッテリモジュール２２の幅方向が前後方向と一致する）ように、前後方向に並んで複数（本実施形態では、４個）配置されている。一方、第２搭載部２１ｂにおいては、上記バッテリモジュール２２が、その長手方向が前後方向と一致しかつ上記断面における長方形の長辺が縦辺となる（バッテリモジュール２２の幅方向が上下方向と一致しかつバッテリモジュール２２の厚み方向が車幅方向と一致する）ように、車幅方向に並んで複数（本実施形態では、１０個）配置されている。

第１搭載部２１ａは、例えばバッテリモジュール２２に対する充放電制御等に関連する、ＩＣや、抵抗、リレー等の電子部品（図示せず）が装着される電子部品装着部２７を有している。上記車両に搭載されたバッテリユニット２１の第１搭載部２１ａにおける該電子部品装着部２７は、フロントフロア部１ａの後部（後席シートに着座した乗員の足置き場１ｄ）の下側に位置する。そして、第１搭載部２１ａにおけるフロントフロア部１ａの前部の下側位置（つまり電子部品装着部２７の前側）に、上記４つのバッテリモジュール２２が配置されることになる。

上記電子部品装着部２７は、装着される電子部品の形状に対応した形状をなす上面を有するトレイ２８を含む。このトレイ２８上に上記電子部品が装着される。そして、上記車両に搭載されたバッテリユニット２１の第１搭載部２１ａにおける電子部品装着部２７のトレイ２８に装着された電子部品の最大高さ位置は、該第１搭載部２１ａにおけるバッテリモジュール２２の上面よりも低い位置にある。

第１搭載部２１ａは、該第１搭載部２１ａにおける複数のバッテリモジュール２２及び上記電子部品装着部２７のトレイ２８を支持するフレーム部材４０を有し、第２搭載部２１ｂは、該第２搭載部２１ｂにおける複数のバッテリモジュール２２を支持するフレーム部材６０を有している。

第１搭載部２１ａのフレーム部材４０は、前部４１ａ、後部４１ｂ及び左右一対の側部４１ｃを含む枠状フレーム部４１を有する。枠状フレーム部４１の前部４１ａは車幅方向に延びて、その両端部が前後方向に延びる左右の側部４１ｃの前端部とそれぞれ連結されている。枠状フレーム部４１の後部４１ｂは、左右の側部４１ｃよりも車幅方向外側まで延びており、両側部４１ｃは、後部４１ｂの車幅方向中間部に連結されている。すなわち、両側部４１ｃは、第１搭載部２１ａの車幅方向両側の端部にそれぞれ設けられていて、第２搭載部２１ｂの前端部から前側に延びている。枠状フレーム部４１の前部４１ａには、インバータ接続用端子３１を支持するインバータ接続用端子支持部４４が設けられている。枠状フレーム部４１の後部４１ｂ及び両側部４１ｃは、断面長方形で内部が中空とされている。

また、上記フレーム部材４０は、枠状フレーム部４１の左右の側部４１ｃの前後方向中間位置（４箇所）において、該両側部４１ｃ同士を連結する４つの中間フレーム部４２を更に有する。これら４つの中間フレーム部４２及び枠状フレーム部４１の前部４１ａは、第１搭載部２１ａの４つのバッテリモジュール２２の幅方向の端部の下部を支持する。上記４つの中間フレーム部４２のうち最後部の中間フレーム部４２は、第１搭載部２１ａの４つのバッテリモジュール２２のうちの最後部のバッテリモジュール２２を支持することに加えて、枠状フレーム部４１の後部４１ｂと共に上記トレイ２８を支持する。最後部を除く３つの中間フレーム部４２は、相隣接するバッテリモジュール２２間に位置して、各バッテリモジュール２２の幅方向の端部の下部を支持するとともに、各バッテリモジュール２２のセット位置を区画する役割をも有する。

また、フレーム部材４０は、枠状フレーム部４１の左右の側部４１ｃ間の中央を前後方向に延びかつ第１搭載部２１ａのバッテリモジュール２２の上部を支持する上部フレーム部４３を更に有する。この上部フレーム部４３は、中間フレーム部４２に支柱４６を介して支持されるとともに、その前端が上記インバータ接続用端子支持部４４に支持されている。上部フレーム部４３の前寄りの位置で、上記インバータ接続用端子３１から延びる配線が接続される接続端子３３が支持されている。

上記枠状フレーム部４１の各側部４１ｃの車幅方向外側の面には、左右のフロントフロアフレーム７にそれぞれ締結固定される固定部４８が４つずつ設けられている。最も前側の左右２つの固定部４８は、図１及び図２に示すように、フロントフロアフレーム７とフロントサイドフレーム８との連結部（フロントフロアフレーム７とフロントサイドフレーム８とが重なり合った部分であって、トルクボックス１５の近傍に位置する）に固定される。すなわち、最も前側の固定部４８は、フロントフロアフレーム７におけるトルクボックス１５の近傍に結合されている。

前から２番目の左右２つの固定部４８は、図２及び図７に示すように、フロントフロアフレーム７における前側フロアクロスメンバ１３の近傍（前側フロアクロスメンバ１３の真下）に結合されている。具体的には、車室フロアパネル１に結合された板部材９１に軸部９２が下方に延びるように固定されており、この軸部９２の下端がフロントフロアフレーム７の内側面に当接している。そして、前から２番目の固定部４８を貫通したボルト９３が軸部９２にねじ込まれて、該固定部４８がフロントフロアフレーム７における前側フロアクロスメンバ１３の近傍に結合される。

前から３番目の左右２つの固定部４８は、図２及び図７に示すように、フロントフロアフレーム７における後側フロアクロスメンバ１４の近傍に結合されている。具体的には、車室フロアパネル１における後側フロアクロスメンバ１４の直ぐ前側の位置に、板部材９５が固定され、この板部材９５の上面には雌ねじ部材９６が固定され、板部材９５の下面にはスリーブ９７が下方に延びるように固定されている。このスリーブ９７の下端がフロントフロアフレーム７の内側面に当接している。そして、前から３番目の固定部４８を貫通したボルト９８がスリーブ９７内を通って雌ねじ部材９６にねじ込まれて、該固定部４８がフロントフロアフレーム７における後側フロアクロスメンバ１４の近傍に結合される。

最も後側の左右２つの固定部４８は、ベース部４１ａと、このベース部４１ａ上に設けられた高さ調整部４１ｂとからなる。ベース部４１は、枠状フレーム部４１の側部４１ｃに加えて、枠状フレーム部４１の後部４１ｂにも結合されている。そして、最も後側の固定部４８は、高さ調整部４１ｂの上端がフロントフロアフレーム７に当接した状態で、フロントフロアフレーム７の後端部（後端部以外の部分よりも高さが高くなっている）に締結固定される。フロントフロアフレーム７の後端部は、キックアップ部１ｃの近傍に位置するので、最も後側の固定部４８は、フロントフロアフレーム７におけるキックアップ部１ｃの近傍に結合されていることになる。

上記枠状フレーム部４１の両側部４１ｃの前端部には、固定用部材５０が前方に突出するように、ボルト５１（図３参照）により固定されている。この固定用部材５０が溶接により上記サスペンションクロスメンバ１６に固定されている。これにより、両側部４１ｃの前端部が、サスペンションクロスメンバ１６に結合されることになる。

上記枠状フレーム部４１の後部４１ｂの左右両端部には、左側のリヤサイドフレーム９と左側のサイドシル１２との連結部、及び、右側側のリヤサイドフレーム９と右側のサイドシル１２との連結部にそれぞれ締結固定される固定部４９が設けられている。枠状フレーム部４１の後部４１ｂは、キックアップ部１ｃの下側に位置していて、第１搭載部２１ａと第２搭載部２１ｂとの接続部に設けられていることになる。そして、後部４１ｂの両端部に設けられた固定部４９は、左右のサイドシル１２におけるキックアップ部１ｃの近傍にそれぞれ結合されていることになる。

上記第２搭載部２１ｂのフレーム部材６０は、車幅方向に延びかつ複数のバッテリモジュール２２の前端部の下部を支持する前部、車幅方向に延びかつ該複数のバッテリモジュール２２の後端部の下部を支持する後部、及び、上記前部及び後部の車幅方向両端部同士をそれぞれ連結し、かつ該複数のバッテリモジュール２２のうちの車幅方向両端に位置する２つのバッテリモジュール２２の車幅方向外側端部の下部を支持する左右一対の側部を含む下部枠状フレーム部６１を有する。この下部枠状フレーム部６１の前部は、枠状フレーム部４１の後部４１ｂと連結されて一体化されている。下部枠状フレーム部６１の両側部の間隔は、上記第１搭載部２１ａのフレーム部材４０における枠状フレーム部４１の両側部４１ｃの間隔よりも大きい。すなわち、第２搭載部２１ｂの車幅方向の長さが、第１搭載部２１ａの車幅方向の長さよりも大きくされている。

また、上記第２搭載部２１ｂのフレーム部材６０は、上記複数のバッテリモジュール２２の後端部の上部を支持する後側上部フレーム部６２（図６参照）と、該後側上部フレーム部６２と上記下部枠状フレーム部６１の後部とを連結する複数（４つの）の連結フレーム部６３（図１参照）と、上記下部枠状フレーム部６１の前部と後部とを連結する複数の中間フレーム部（図示せず）と、下部枠状フレーム部６１の両側部の前後方向中央部同士を連結する１つの中央フレーム部（図示せず）と、上記複数のバッテリモジュール２２の前端部の上部を支持する前側上部フレーム部６７とを更に有する。

上記中間フレーム部は、相隣接するバッテリモジュール２２間に位置して（全部で９つある）、各バッテリモジュール２２の厚み方向の端部の下部を支持するとともに、各バッテリモジュール２２のセット位置を区画する役割をも有する。各中間フレーム部の前後方向中央部は、上記中央フレーム部によって支持されている。

上記前側上部フレーム部６７は、下部枠状フレーム部６１に複数の支柱７０を介して、車幅方向に延びるように支持される。前側上部フレーム部６７の前端には、第２搭載部２１ｂのバッテリモジュール２２の前端面の上部と係合する９つの係合部６７ａが形成されている。各係合部６７ａは、相隣接する２つのバッテリモジュール２２の前端面の上部と係合する。また、前側上部フレーム部６７には、上記安全プラグが差し込まれるプラグ受け３５が支持されている。

上記後側上部フレーム部６２の断面は逆Ｌ字状をなし、その両端面は三角形状をなしている。後側上部フレーム部６２の後面には、最も左側の連結フレーム部６３と最も右側の連結フレーム部６３との間の全体に亘って車幅方向に延びる補強フレーム部６８が、後側上部フレーム部６２と一体化されて設けられている。この補強フレーム部６８は、後側上部フレーム部６２の一部と見做すことができる。最も左側の連結フレーム部６３及び最も右側の連結フレーム部６３の上端部は、補強フレーム部６８の車幅方向両端面と後側上部フレーム部６２の後面における補強フレーム部６８が存在しない部分とに連結され、左から２番目及び３番目の連結フレーム部６３は、補強フレーム部６８の下面に連結されている。

上記補強フレーム部６８は、上側カバー部材２３の後端部に設けられた上記空気排出口３８からバッテリユニット２１の外側に突出している。この補強フレーム部６８の後面には、上記リヤクロスメンバ１０に締結固定される３つの固定部７２が設けられている。

本実施形態では、固定部４８，４９は、バッテリユニット２１の車幅方向両側の端部それぞれに設けられた側方結合部に相当する。枠状フレーム部４１の両側部４１ｃは、バッテリモジュール２２を支持する支持部材においてバッテリユニット２１の車幅方向両側の端部それぞれにおいて前後方向に延びる前後方向延設部に相当し、固定部４８は、該前後方向延設部の結合部に相当して、前後方向に延びる車体部材（フロントフロアフレーム７）に結合される。また、枠状フレーム部４１の後部４１ｂは、上記支持部材において第１搭載部２１ａと第２搭載部２１ｂとの接続部に設けられかつ車幅方向に延びる車幅方向延設フレーム部材に相当し、固定部４９は、該車幅方向延設フレーム部材の結合部に相当して、サイドシル１２に結合される。

したがって、本実施形態では、枠状フレーム部４１の各側部４１ｃにおける４つの固定部４８が、車体部材としてのフロントフロアフレーム７におけるフロアクロスメンバ（前側及び後側フロアクロスメンバ１３，１４）の近傍と、フロントフロアフレーム７におけるトルクボックス１５の近傍と、フロントフロアフレーム７におけるキックアップ部１ｃの近傍とに結合され、後部４１ｂの各端部における固定部４９が、サイドシル１２におけるキックアップ部１ｃの近傍に結合されている、つまり、車体部材における剛性が高い部位の近傍に結合されているので、バッテリユニット２１の剛性と車体部材の剛性とが効果的に合わされて、車体部材及びバッテリユニット２１全体として、車体ねじり剛性を向上させることができる。また、バッテリユニット２１により、車幅方向の力に対する車体部材の強度が向上して、車両の側突性能を向上させることができる。

また、バッテリユニット２１の前側では、各側部４１ｃの前端部における固定用部材５０がサスペンションクロスメンバ１６に結合され、バッテリユニット２１の後側では、後側上部フレーム部６２後面の補強フレーム部６８における固定部７２がリヤクロスメンバ１０に結合されるので、サスペンションクロスメンバ１６及びリヤクロスメンバ１０の剛性も高くなって、車体ねじり剛性をより一層向上させることができる。

本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

例えば、固定部４８が結合される車体部材としては、フロントフロアフレーム７に限らず、例えば車室フロアパネル１であってもよく、固定部４９のようにサイドシル１２であってもよい。そして、各固定部４８を、車体部材におけるフロアクロスメンバの近傍、又は車体部材におけるトルクボックス１５の近傍に結合するようにすればよい。また、第２搭載部２１ｂにも側方結合部を設けた場合には、その側方結合部を、例えば、リヤサイドフレーム９におけるキックアップ部１ｃの近傍、又は、リヤサイドフレーム９におけるリヤクロスメンバ１０（フロアクロスメンバを兼ねる）の近傍に結合するようにしてもよい。この場合、例えば、各側部４１ｃを第１搭載部２１ａから第２搭載部２１ｂに延設し、各側部４１ｃにおける第２搭載部２１ｂに相当する部分に、リヤサイドフレーム９におけるキックアップ部１ｃの近傍、又は、リヤサイドフレーム９におけるリヤクロスメンバ１０の近傍に結合される側方結合部を設けるようにすればよい。

上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明は、車室フロアの下側にバッテリユニットが搭載された電動車両のバッテリ搭載構造に有用である。

１ 車室フロアパネル（車室フロア）（車体部材）
１ａ フロントフロア部
１ｂ リヤフロア部
１ｃ キックアップ部
７ フロントフロアフレーム（車両前後方向に延びる車体部材）
１２ サイドシル（車体部材）
１３ 前側フロアクロスメンバ
１４ 後側フロアクロスメンバ
１５ トルクボックス
２１ バッテリユニット
２１ａ 第１搭載部
２１ｂ 第２搭載部
２２ バッテリモジュール
４０ 第１搭載部のフレーム部材（支持部材）
４１ 枠状フレーム部
４１ｂ 枠状フレーム部の後部（車幅方向延設フレーム部材）
４１ｃ 枠状フレーム部の両側部（前後方向延設部）
４８ 固定部（側方結合部）（前後方向延設部の結合部）
４９ 固定部（側方結合部）（車幅方向延設フレーム部材の結合部）

Claims (3)

1. 車室フロアの下側に、バッテリモジュールと該バッテリモジュールを支持する支持部材とを有するバッテリユニットが搭載された電動車両のバッテリ搭載構造であって、
   上記バッテリユニットの車幅方向両側の端部それぞれには、車体部材に結合される複数の側方結合部が設けられ、
   上記各側方結合部は、上記車体部材における、上記車室フロアを構成する車室フロアパネルと一体のフロアクロスメンバの近傍、若しくは、上記車体部材におけるトルクボックスの近傍、又は、上記車体部材における上記車室フロアパネルのキックアップ部の近傍に結合され、
   上記支持部材は、上記バッテリユニットにおける上記バッテリモジュールが配置された部分の周囲に位置するように配設されかつフレーム部材で構成された枠状フレーム部を有し、
   上記側方結合部は、上記枠状フレーム部に設けられ、
   上記枠状フレーム部は、上記バッテリユニットの車両後側端部にて、リヤクロスメンバに結合され、
   上記バッテリユニットは、上記車室フロアのフロントフロア部の下側に搭載された第１搭載部と、該第１搭載部の後側に連続して設けられかつ上記車室フロアのリヤフロア部の下側に搭載された第２搭載部とで構成され、
   上記支持部材の枠状フレーム部は、上記第１搭載部と上記第２搭載部との接続部に設けられかつ車幅方向に延びる車幅方向延設フレーム部材を有し、
   上記車幅方向延設フレーム部材の両側の端部それぞれに、上記複数の側方結合部の一部となる結合部が設けられており、
   上記車幅方向延設フレーム部材の結合部は、上記車体部材としてのサイドシルにおける上記キックアップ部の近傍に結合されていることを特徴とする電動車両のバッテリ搭載構造。
2. 請求項１記載の電動車両のバッテリ搭載構造において、
   上記支持部材の枠状フレーム部は、上記バッテリユニットの車幅方向両側の端部それぞれにおいて車両前後方向に延びる前後方向延設部を有し、
   上記各前後方向延設部に、上記複数の側方結合部の一部となる複数の結合部が設けられており、
   上記各前後方向延設部の結合部は、車両前後方向に延びる車体部材に結合されていることを特徴とする電動車両のバッテリ搭載構造。
3. 請求項２記載の電動車両のバッテリ搭載構造において、
   上記車両前後方向に延びる車体部材は、上記車室フロアパネルの下面に一体に設けられた左右のフロントフロアフレームであり、
   上記左右のフロントフロアフレームの前端部は、左右のフロントサイドフレームの後端部にそれぞれ連結され、
   車両左側のフロントサイドフレームの後端部と車両左側のサイドシルの前端部との間、及び、車両右側のフロントサイドフレームの後端部と車両右側のサイドシルの前端部との間に、フロントサイドフレームとサイドシルとを結合する上記トルクボックスがそれぞれ配設され、
   上記各前後方向延設部の結合部のうち最も車両前側の結合部が、上記左右のフロントフロアフレームにおける上記トルクボックスの近傍にそれぞれ結合されていることを特徴とする電動車両のバッテリ搭載構造。

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