JP7040195B2 - 車両 - Google Patents

Description

本開示は、一般的には、車両に関し、より特定的には、フロアパネル下に電池パックを搭載する車両に関する。

たとえば、特開２０１７－１９６９５８号公報（特許文献１）には、電池パックを車両のフロアパネル下に搭載した車両のバッテリ搭載構造が開示されている。

特開２０１７－１９６９５８号公報

特許文献１に開示された車両のバッテリ搭載構造においては、電池パックが車両のフロアパネル下に搭載されるため、路面から電池パック内の組電池に入力される衝撃が大きくなるおそれがある。

そこで本開示の目的は、路面から電池パック内の組電池への衝撃の入力が抑制される車両を提供することである。

本開示に従った車両は、フロアパネルと、フロアパネル下に搭載される電池パックとを備える。電池パックは、複数の組電池と、底部を含み、底部上に複数の組電池を収容する収容ケースと、収容ケースの内側に配置され、車両幅方向に沿って底部に設けられる複数の内側フレームと、収容ケースの外側に配置され、車両幅方向に沿って底部に設けられる複数の外側フレームとを有する。内側フレームおよび外側フレームは、車両前後方向において交互に並ぶように設けられる。組電池は、外側フレーム上であって、車両前後方向において互いに隣り合う内側フレーム間に配置される。電池パックは、底部および組電池の間に設けられる衝撃吸収部材をさらに有する。

このように構成された車両によれば、組電池が外側フレーム上に配置されるため、路面からの衝撃が組電池に直接入力されることを抑制できる。また、外側フレームの前後には底部を介して内側フレームが設けられるため、路面から外側フレームに入力された衝撃が、底部および内側フレームに伝わって分散される。この際、衝撃吸収部材が、底部および組電池の間に設けられるため、衝撃が組電池に伝わることを抑制できる。したがって、本開示によれば、路面から電池パック内の組電池への衝撃の入力を抑制することができる。

本開示に従えば、路面から電池パック内の組電池への衝撃の入力が抑制される車両を提供することができる。

本開示の実施の形態における車両を示す側面図である。 図１中の車両におけるバッテリ搭載構造の概略を示す断面図である。 図１中の電池パックを示す分解組み立て図である。 図１中の電池パックを示す底面図である。 フロアパネルに対して電池パックが搭載される様子を示す斜視図である。 図４中の外側フレームを示す斜視図である。 図６中のＶＩＩ－ＶＩＩ線上の矢視方向から見た外側フレームを示す断面図である。 図２中の２点鎖線ＶＩＩＩにより囲まれた範囲を拡大して示す断面図である。

本開示の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

図１は、本開示の実施の形態における車両を示す側面図である。図１を参照して、本実施の形態における車両１００は、電池自動車であり、車両駆動用の原動機として電動機を有する。車両１００は、フロントシート１１１と、リヤシート１１２と、フロアパネル１１４と、前輪１１６と、後輪１１７と、電池パック１０とを有する。

フロアパネル１１４は、車両１００の床面を構成するパネル材である。電池パック１０は、フロアパネル１１４の下に搭載されている。電池パック１０は、上下方向において、車両１００が走行する路面と、フロアパネル１１４との間に設けられている。

電池パック１０は、車両前後方向において、フロントシート１１１およびリヤシート１１２の間に渡って設けられている。電池パック１０は、車両前後方向において、前輪１１６および後輪１１７の間に渡って設けられている。

図２は、図１中の車両におけるバッテリ搭載構造の概略を示す断面図である。図２中には、車両１００を車両幅方向に直交する平面により切断した場合の断面が示されている。図３は、図１中の電池パックを示す分解組み立て図である。

図２および図３を参照して、電池パック１０は、収容ケース２０と、複数の組電池３０とを有する。

収容ケース２０は、内部空間を形成するケース体からなり、上下方向が厚み方向となり、水平方向に平板状に広がる外観を有する。収容ケース２０は、全体として、車両前後方向（図３中の矢印１０１に示す方向）が長手方向となり、車両幅方向（図３中の矢印１０２に示す方向）が短手方向となる矩形形状の上面視を有する。

収容ケース２０には、複数の組電池３０が収容されている。収容ケース２０は、底部２７を有する。底部２７は、収容ケース２０の底壁をなしている。複数の組電池３０は、底部２７上に収容されている。

収容ケース２０は、アッパケース２１と、ロアケース２２とを有する。アッパケース２１は、下方に向けて開口する箱型形状を有する。アッパケース２１は、天井部２３と、側壁部２５と、フランジ部２８とを有する。天井部２３は、収容ケース２０の上壁をなしている。天井部２３は、隆起部２４を有する。隆起部２４は、天井部２３において上方に向けて隆起する形状を有する。隆起部２４は、車両後方側に設けられている。隆起部２４の内側には、後述する複数の第２組電池３２が収容されている。側壁部２５は、天井部２３の外周縁から下方に向けて延設されている。フランジ部２８は、側壁部２５の下端部から収容ケース２０の外側に広がることにより、フランジ形状をなしている。

ロアケース２２は、上方に向けて開口する箱型形状を有する。ロアケース２２は、上記の底部２７と、側壁部２６と、フランジ部２９とを有する。底部２７は、上下方向において、天井部２３と対向して設けられている。側壁部２６は、底部２７の外周縁から上方に向けて延設されている。側壁部２６は、アッパケース２１の側壁部２５とともに、収容ケース２０の側壁をなしている。フランジ部２９は、側壁部２６の上端部から収容ケース２０の外側に広がることにより、フランジ形状をなしている。

フランジ部２８とフランジ部２９とは、互いに上下方向に重ね合わされた状態において、複数の締結部材（不図示）により締結されている。これにより、アッパケース２１およびロアケース２２は、一体に結合されるとともに、その内部に複数の組電池３０を収容するための空間を形成している。

複数の組電池３０は、複数の第１組電池３１と、複数の第２組電池３２とを有する。複数の第１組電池３１は、車両前後方向において、互いに間隔を設けて並べられている。一例として、８個の第１組電池３１が並べられている。第１組電池３１は、車両幅方向に並べられた複数の単電池（不図示）を有する。一例として、第１組電池３１は、２４個から３０個程度の単電池を有する。

複数の第２組電池３２は、車両前後方向において、互いに間隔を設けて並べられている。複数の第２組電池３２は、複数の第１組電池３１の上方に積み重ねられている。複数の第２組電池３２の数は、複数の第１組電池３１の数よりも少ない。一例として、３個の第２組電池３２が並べられている。複数の第２組電池３２は、複数の第１組電池３１の全体のうちで車両後方側に配置された複数の第１組電池３１の上方に積み重ねられている。すなわち、複数の組電池３０は、車両前方側において単層構造を有し、車両後方側において上下２段の積層構造を有する。

第２組電池３２は、車両幅方向に並べられた複数の単電池（不図示）を有する。第２組電池３２は、第１組電池３１よりも少ない数の単電池を有してもよい。一例として、第２組電池３２は、２１個から２７個程度の単電池を有する。

第１組電池３１および第２組電池３２に具備される単電池は、たとえば、ニッケル水素電池またはリチウムイオン電池等の二次電池である。単電池は、たとえば、角型形状を有する。二次電池は、液状の電解質を用いるものであってもよいし、固体状の電解質を用いるものであってもよい。

図４は、図１中の電池パックを示す底面図である。図５は、フロアパネルに対して電池パックが搭載される様子を示す斜視図である。図５中では、電池パック１０のうちのアッパケース２１の図示が省略されている。図６は、図４中の外側フレームを示す斜視図である。図７は、図６中のＶＩＩ－ＶＩＩ線上の矢視方向から見た外側フレームを示す断面図である。図８は、図２中の２点鎖線ＶＩＩＩにより囲まれた範囲を拡大して示す断面図である。

図２から図８を参照して、電池パック１０は、複数の外側フレーム４１（４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆ，４１Ｇ，４１Ｈ，４１Ｉ）をさらに有する。

外側フレーム４１は、収容ケース２０の外側に配置されている。外側フレーム４１は、底部２７に設けられている。外側フレーム４１は、収容ケース２０の外側から底部２７に固定されている。外側フレーム４１は、上下方向において、車両１００が走行する路面と対向して設けられている。外側フレーム４１は、溶接により底部２７に固定されてもよいし、ボルト等の締結部材により底部２７に固定されてもよい。

複数の外側フレーム４１は、互いに平行に設けられている。複数の外側フレーム４１は、車両幅方向に沿って設けられている。複数の外側フレーム４１は、車両前後方向において互いに間隔を設けて配置されている。外側フレーム４１Ａ，外側フレーム４１Ｂ、外側フレーム４１Ｃ、外側フレーム４１Ｄ、外側フレーム４１Ｅ、外側フレーム４１Ｆ、外側フレーム４１Ｇ、外側フレーム４１Ｈおよび外側フレーム４１Ｉは、挙げた順に、車両前方側から車両後方側に並んで設けられている。

外側フレーム４１は、車両幅方向に延びるフレーム材から構成されている。図７および図８に示されるように、外側フレーム４１は、車両幅方向に直交する平面により切断された場合に、ベース部４６と、一対の脚部４７とを有する断面形状を有する。

ベース部４６は、底部２７から下方に距離を隔てた位置に設けられている。ベース部４６は、底部２７と平行に設けられている。一対の脚部４７は、車両前後方向におけるベース部４６の両端から上方に向けて延出し、その先で底部２７に当接している。一対の脚部４７は、車両前後方向において、互いに間隔を設けて配置されている。底部２７および外側フレーム４１の間には、空間４９が形成されている。空間４９は、底部２７と、一対の脚部４７と、ベース部４６とにより区画されている。

外側フレーム４１（より具体的には、外側フレーム４１Ａ，外側フレーム４１Ｂ、外側フレーム４１Ｃ、外側フレーム４１Ｄ、外側フレーム４１Ｅ、外側フレーム４１Ｆおよび外側フレーム４１Ｇ）は、締結部４２および締結部４４を有する。締結部４２および締結部４４は、車両幅方向に延びる外側フレーム４１の両端に設けられている。締結部４２は、車両幅方向における一方の側（右側）において、収容ケース２０（底部２７）よりも突出して設けられている。締結部４４は、車両幅方向における他方の側（左側）において、収容ケース２０よりも突出して設けられている。

締結部４２および締結部４４には、ボルト挿入孔４３が設けられている。ボルト挿入孔４３は、上下方向においてベース部４６を貫通する貫通孔からなる。図５に示されるように、締結部４２および締結部４４は、ボルト挿入孔４３に挿入されたボルトにより、フロアパネル１１４に対して締結されている。

なお、外側フレーム４１Ｈおよび外側フレーム４１Ｉは、車両幅方向において収容ケース２０から突出しない形態により設けられている。外側フレーム４１Ｈおよび外側フレーム４１Ｉは、図７に示される外側フレーム４１の断面形状を有する一方で、図６に示される締結部４２および締結部４４を有さない。

図８を参照して、電池パック１０は、複数の内側フレーム５１をさらに有する。内側フレーム５１は、収容ケース２０の内側に配置されている。内側フレーム５１は、底部２７に設けられている。内側フレーム５１は、収容ケース２０の内側から底部２７に固定されている。内側フレーム５１は、溶接により底部２７に固定されてもよいし、ボルト等の締結部材により底部２７に固定されてもよい。

複数の内側フレーム５１は、互いに平行に設けられている。複数の内側フレーム５１は、車両幅方向に沿って設けられている。複数の内側フレーム５１は、車両前後方向において互いに間隔を設けて配置されている。

内側フレーム５１は、車両幅方向に延びるフレーム材から構成されている。内側フレーム５１は、車両幅方向に直交する平面により切断された場合に、外側フレーム４１と同様の断面形状を有する。内側フレーム５１は、外側フレーム４１のベース部４６に対応して、ベース部５６を有し、外側フレーム４１の一対の脚部４７に対応して、一対の脚部５７を有する。底部２７および内側フレーム５１の間には、空間５９が形成されている。空間５９は、底部２７と、一対の脚部５７と、ベース部５６とにより区画されている。

車両前後方向における外側フレーム４１の長さ（幅）は、車両前後方向における内側フレーム５１の長さ（幅）よりも大きい。底部２７、外側フレーム４１および内側フレーム５１が車両幅方向に直交する平面により切断された場合に、空間４９がなす開口の断面積は、空間５９がなす開口の断面積よりも大きい。

内側フレーム５１および外側フレーム４１は、車両前後方向において交互に並ぶように設けられている。組電池３０（第１組電池３１）は、外側フレーム４１上であって、車両前後方向において互いに隣り合う内側フレーム５１間に配置されている。以下、代表的に、図８に示される範囲内の内側フレーム５１、外側フレーム４１および組電池３０（第１組電池３１）の配置について説明する。

外側フレーム４１Ｃ、外側フレーム４１Ｄ、外側フレーム４１Ｅおよび外側フレーム４１Ｆが、挙げた順に、車両前方側から車両後方側に並んで設けられている。内側フレーム５１Ａ、内側フレーム５１Ｂおよび内側フレーム５１Ｃが、挙げた順に、車両前方側から車両後方側に並んで設けられている。第１組電池３１Ａおよび第１組電池３１Ｂが、挙げた順に、車両前方側から車両後方側に並んで設けられている。

内側フレーム５１Ａは、車両前後方向において、外側フレーム４１Ｃおよび外側フレーム４１Ｄの間に設けられている。内側フレーム５１Ｂは、車両前後方向において、外側フレーム４１Ｄおよび外側フレーム４１Ｅの間に設けられている。内側フレーム５１Ｃは、車両前後方向において、外側フレーム４１Ｅおよび外側フレーム４１Ｆの間に設けられている。

第１組電池３１Ａは、外側フレーム４１Ｄ上であって、車両前後方向において互いに隣り合う内側フレーム５１Ａおよび内側フレーム５１Ｂの間に配置されている。第１組電池３１Ｂは、外側フレーム４１Ｅ上であって、車両前後方向において互いに隣り合う内側フレーム５１Ｂおよび内側フレーム５１Ｃの間に配置されている。

電池パック１０は、衝撃吸収部材６１をさらに有する。衝撃吸収部材６１は、底部２７および組電池３０の間に設けられている。衝撃吸収部材６１は、ゴム等の弾性体から構成されている。

底部２７上には、衝撃吸収部材６１Ａおよび衝撃吸収部材６１Ｂが設けられている。衝撃吸収部材６１Ａは、底部２７および第１組電池３１Ａの間に設けられている。衝撃吸収部材６１Ａは、外側フレーム４１Ｄが形成する空間４９の直上に設けられている。衝撃吸収部材６１Ｂは、底部２７および第１組電池３１Ｂの間に設けられている。衝撃吸収部材６１Ｂは、外側フレーム４１Ｅが形成する空間４９の直上に設けられている。

電池パック１０がフロアパネル１１４の下に搭載される構成においては、電池パック１０が路面からの影響を受け易くなる。たとえば、車両１００の前輪１１６または後輪１１７が路面の窪みを通過する際に、電池パック１０のロアケース２２が、路面上の落下物や路面の段差と干渉する場合がある。この場合に、路面から電池パック１０内の組電池３０に対して過大な衝撃が入力される可能性がある。

これに対して、本実施の形態では、第１組電池３１Ａおよび第１組電池３１Ｂが、それぞれ、底部２７に設けられた外側フレーム４１Ｄおよび外側フレーム４１Ｅ上に配置されている。このような構成により、路面からの衝撃が第１組電池３１Ａおよび第１組電池３１Ｂに直接入力されることを抑制できる。

また、外側フレーム４１Ｄの前後の底部２７には、内側フレーム５１Ａおよび内側フレーム５１Ｂが設けられ、外側フレーム４１Ｅの前後の底部２７には、内側フレーム５１Ｂおよび内側フレーム５１Ｃが設けられている。このような構成により、路面から外側フレーム４１Ｄおよび外側フレーム４１Ｅに入力された衝撃を、底部２７から、内側フレーム５１Ａ、内側フレーム５１Ｂおよび内側フレーム５１Ｃへと伝えて分散させることができる。この際、底部２７と、第１組電池３１Ａおよび第１組電池３１Ｂとの間には、それぞれ、衝撃吸収部材６１Ａおよび衝撃吸収部材６１Ｂが設けられるため、衝撃が第１組電池３１Ａおよび第１組電池３１Ｂに伝わることを抑制できる。

したがって、路面から電池パック１０内の第１組電池３１Ａおよび第１組電池３１Ｂへの衝撃の入力を抑制することができる。

なお、ここでは、図８に示される範囲内の第１組電池３１Ａおよび第１組電池３１Ｂへの衝撃緩和の効果についてのみ説明したが、第１組電池３１Ａおよび第１組電池３１Ｂと同様の構成を備える第１組電池３１は、衝撃緩和の効果を同様に奏することができる。

以上に説明した、本実施の形態における車両１００の構造についてまとめて説明すると、本実施の形態における車両１００は、フロアパネル１１４と、フロアパネル１１４下に搭載される電池パック１０とを備える。電池パック１０は、複数の組電池３０と、底部２７を含み、底部２７上に複数の組電池３０を収容する収容ケース２０と、収容ケース２０の内側に配置され、車両幅方向に沿って底部２７に設けられる複数の内側フレーム５１と、収容ケース２０の外側に配置され、車両幅方向に沿って底部２７に設けられる複数の外側フレーム４１とを有する。内側フレーム５１および外側フレーム４１は、車両前後方向において交互に並ぶように設けられる。組電池３０（第１組電池３１）は、外側フレーム４１上であって、車両前後方向において互いに隣り合う内側フレーム５１間に配置される。電池パック１０は、底部２７と、組電池３０（第１組電池３１）との間に設けられる衝撃吸収部材６１をさらに有する。

このように構成された、本開示の実施の形態における車両１００によれば、路面から電池パック１０内の組電池３０への衝撃の入力を抑制することができる。

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と考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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。

本開示は、たとえば、電気自動車に適用される。

１０ 電池パック、２０ 収容ケース、２１ アッパケース、２２ ロアケース、２３ 天井部、２４ 隆起部、２５，２６ 側壁部、２７ 底部、２８，２９ フランジ部、３０ 組電池、３１，３１Ａ，３１Ｂ 第１組電池、３２ 第２組電池、４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆ，４１Ｇ，４１Ｈ，４１Ｉ 外側フレーム、４２，４４ 締結部、４３ ボルト挿入孔、４６，５６ ベース部、４７，５７ 脚部、４９，５９ 空間、５１，５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５２Ｂ，５２Ｃ 内側フレーム、６１，６１Ａ，６１Ｂ 衝撃吸収部材、１００ 車両、１１１ フロントシート、１１２ リヤシート、１１４ フロアパネル、１１６ 前輪、１１７ 後輪。

Claims (1)

1. フロアパネルと、
   前記フロアパネル下に搭載される電池パックとを備え、
   前記電池パックは、
   複数の組電池と、
   底部を含み、前記底部上に複数の前記組電池を収容する収容ケースと、
   前記収容ケースの内側に配置され、車両幅方向に沿って前記底部に設けられる複数の内側フレームと、
   前記収容ケースの外側に配置され、車両幅方向に沿って前記底部に設けられる複数の外側フレームとを有し、
   前記内側フレームおよび前記外側フレームは、車両前後方向において交互に並ぶように設けられ、
   前記組電池は、前記外側フレーム上であって、車両前後方向において互いに隣り合う前記内側フレーム間に配置され、
   前記電池パックは、
   前記底部および前記組電池の間に設けられる衝撃吸収部材をさらに有し、
   前記衝撃吸収部材は、前記外側フレームの直上に設けられる、車両。

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