CN103568805A - 电池包的车载结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种有效利用螺旋弹簧之间的空间并难以受到来自相邻位置的热影响的电池包的车载结构。在电池包（10）的车载结构中，车辆具有通过副车架（21）支撑电池包的纵梁（115）和横梁（116），在电池包中，将上部外壳（11）和下部外壳的内部的电池模块列（BM）的收纳空间利用该外壳的开口端缘的法兰形状的开口边缘部（11a）之间的密封构件（31）形成为液密的密闭空间。在该外壳的与排气管（118）相邻的部位（螺旋弹簧（117之间）形成为锥形外表面来确保和开口边缘部间的密封构件之间的分隔距离。

Description

电池包的车载结构
技术领域
本发明涉及电池包的车载结构，详细地说，涉及能有效利用空间的电池包的车载结构。
背景技术
作为驱动源而安装电动机的电动车、混合动力车除了向电动机，也向车载电装部件供给电能，所以需要在车辆中安装收纳电池的电池包，上述电池能储存大容量电能。
作为这种电池包，有采用收纳在形成于地板面板的凹状凹陷内的方式的电池包（例如，参照专利文献1）。另外，作为与该专利文献1不同的方式，也有采用以下方式的车载结构的车辆：将多个电池置于安装架的上面并悬挂于车辆的下侧（例如，参照专利文献2）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010－89567号公报
专利文献2：日本特开2004－161158号公报
发明内容
发明要解决的问题
在这种电池包的车载结构中，为了尽量确保乘客用车厢内空间，多采用将电池包设置在车辆后部侧的行李箱（根据车辆结构的不同，有时也设置在前部侧）的方式。
另外，车辆近年来被设计为：通过在外装构件和内部部件之间较大地确保碰撞时的缓冲空间，从而使其外装构件的变形发挥缓冲器的功能。特别是，作为应对来自后侧的追尾对策而较大地确保行李箱内的空间是有利的。
但是，在车辆后部安装大容量电池包的情况下，电池包易于接近车辆后部的外装构件，不能在和车辆的外装构件之间较大地确保碰撞时的缓冲空间。
例如，在专利文献1所记载内容中，是使地板面板凹陷而在其内部收纳电池包的方式，所以在电池包的前侧需要某种程度的空间，使电池包的位置大幅度地向车辆前侧移动是困难的。另外，在专利文献2所记载的内容中，电池配置在车辆后端部，因此有在电池的后方不能确保碰撞吸收空间的问题。
另外，在混合动力车中，与电动机一起安装内燃机，所以从前部侧的内燃机向车辆后方延伸的排气管配置在电池包的侧方。此时，排气管多在悬挂梁的上方向车辆上方弯曲。由于在该排气管中流经高温排放气体，所以带给电池包的热影响也较大。
因此本发明的目的在于，提供能在电池包的后方确保充分的碰撞吸收空间并能降低电池包从排气管受到的热影响的电池包的车载结构。
用于解决问题的方案
解决上述问题的电池包的车载结构所涉及的发明的第1方式是，将收纳有电池的电池包安装在地板面板的下方且左右两侧被车轮夹着的空间内，上述电池用于储存电能以供给安装于车辆的电器设备，上述电池包的车载结构的特征在于，上述车辆具有：左右一对车架构件，其配置在上述地板面板的下面侧，在车辆前后方向延伸；左右悬架装置，其将上述车轮支撑于上述车架构件；悬挂梁，其连接在左右悬架装置之间；以及内燃机的排气管，其在该悬挂梁的上方向车辆上方弯曲，并在上述电池包的侧方在车辆前后方向延伸，上述电池包具有通过相互接合形成上述电池的收纳空间的上部外壳和下部外壳，上述上部外壳和上述下部外壳分别在上述电池收纳空间的开口端缘具有法兰形状的开口边缘部，上述上部外壳和上述下部外壳被相互接合并在两者之间夹持有密封构件，上述开口边缘部的前部配置在上述左右悬架装置之间，并且上述开口边缘部在前侧角部具有向车辆斜内侧前方倾斜的倾斜法兰部。
解决上述问题的电池包的车载结构所涉及的发明的第2方式的特征在于，除了上述第1方式的特定事项以外，上述电池包通过副车架支撑于上述车架构件，上述副车架与上述电池包的开口边缘部的一面侧相对，且形成为包围上述电池包的外周的框形。
解决上述问题的电池包的车载结构所涉及的发明的第3方式的特征在于，除了上述第2方式的特定事项以外，上述开口边缘部中的上述排气管的弯曲部的靠近车辆后侧的部分被配置为高于上述排气管上侧，在上述开口边缘部中的上述排气管的弯曲部的靠近车辆后侧的部分和该排气管之间配置有上述副车架。
解决上述问题的电池包的车载结构所涉及的发明的第4方式的特征在于，除了上述第2或第3方式的特定事项以外，上述电池包的上述开口边缘部通过安装于其下侧的上述副车架固定于上述车架构件。
解决上述问题的电池包的车载结构所涉及的发明的第5方式的特征在于，除了上述第1至第4中的任一方式的特定事项以外，上述电池包设置在开口部内，上述开口部开设在上述车辆的后侧的行李箱内的作为地面的地板面板中。
发明效果
这样，根据本发明的一个方式，将电池包的前部配置在左右悬架装置之间，因此能在电池包和配置在其后方的外装构件之间确保充分的碰撞吸收空间。
另外，在开口边缘部的前侧角部具有向车辆斜内侧前方倾斜的倾斜法兰部，因此能设为以下结构：被夹在开口边缘部之间的密封构件难以受到来自排气管的热影响。
这种电池包能利用框状的副车架来牢固地固定。而且，还能使该副车架在热的辐射方向介于其间，能使密封构件更难以受到热的影响。
附图说明
图1是示出本发明的电池包的车载结构的一个实施方式的图，是示出其车辆整体结构的透视侧视图。
图2是其局部放大透视侧视图。
图3是从上方观看该车辆后部侧的地板面板的水平面上的俯视图。
图4是从下方观看该车辆后部侧的地板面板的水平面上的仰视图。
图5是从侧方观看该车辆后部的电池包附近的局部放大透视侧视图。
图6是从前方观看该车辆后部的电池包附近的局部放大透视正面图。
图7是示出向副车架安装该电池包的分解立体图。
图8是示出该电池包的密封结构的仰视图。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。图1～图8是示出本发明的电池包的车载结构的一个实施方式的图。
在图1和图2中，车辆100构筑为：设置前座101和后座102的地板面板105构成地面而形成车厢R，该车厢R的后方能用作通过掀背式门109的打开关闭而能开放的行李箱（行李室）L。该车辆100构筑为在其行李箱L内安装大容量电池包10的混合动力车。在此，混合动力车虽省略图示，但从电池包10向车载空调装置等电装部件供给电能来执行车厢R内的空调处理等，并且从电池包10也向成为驱动源的电动机供给电能而使其与内燃机一起适当地驱动，由此实现以期望的速度行驶。此外，在本实施方式中，将混合动力车作为一例进行说明，但不限于此，当然能应用于仅利用电动机的驱动力行驶的电动车。
电池包10通过将上部外壳11和下部外壳12的开口边缘部11a、12a对接而形成在内部收纳多个电池模块（电池）列BM的空间。
该电池包10以上部外壳11的一部分位于比车辆100的行李箱L中的地板面板105的设置水平面靠上侧的方式配置在地板面板105的开口部105a内，整个下部外壳12以位于比该设置水平面靠下侧的方式安装。另外，在开口部105a处，安装有比地板面板105靠向行李箱L侧突出的盖板106，电池包10的上部外壳11侧以不向行李箱L内露出的方式被覆盖。
此外，该盖板106的上部的大致整个面形成为盖状并能拆卸地安装，卸下该盖状的维修盖107（参照图6）而使整个面开放，由此可进行后述的空气滤清器16等的各种维护操作（参照图3）。
在此，在电池模块列BM中，使多个电池模块在水平方向并列，该电池模块列BM在电池包10内以堆积为双层的状态来收纳，由此以能储存大容量电能的方式进行电路设计。
电池包10在上部外壳11和下部外壳12的内部形成能将该电池模块列BM堆积双层的收纳空间，由此尽量减小车辆100的行李箱L内的车辆前后方向的占有面积且确保充分的收纳空间。
另外，就电池包10而言，冷却风扇15设置在上层电池模块列BM的上侧，该冷却风扇15通过空气滤清器16将外部气体向内部导入而从排气管17排放，由此对输入输出电流时的散热进行冷却。
另外，该电池包10形成为将电池模块列BM的收纳空间分割为上部外壳11和下部外壳12的形状，该上部外壳11和下部外壳12的相互对接的开口边缘部11a、12a形成为法兰形状。该上部外壳11和下部外壳12以使开口边缘部11a、12a相对的方式对接，由此封闭内部的收纳空间。另外，上部外壳11和下部外壳12在将向外周的外方突出的法兰形状的开口边缘部11a、12a置于后述的副车架21上的状态下固定到车辆100主体侧，由此以不能脱落的方式进行安装、支撑。
在这种状态下，电池包10以上部外壳11的上侧从在行李箱L的地板面板105处开设的开口部105a露出的方式安装到车辆100，该地板面板105的开口部105a在周缘部相对固定有盖板106的法兰形状的开口边缘部106a而被封闭。
在此，如图3～图6所示，车辆100在行李箱L的构成地面的地板面板105的下面侧，配置有左右一对纵梁（车架构件）115。在该纵梁115上通过悬挂梁111、螺旋弹簧117等悬架装置安装有车轮110。悬挂梁111的向车辆后方延伸的臂部112在基端侧转动自如地支撑于左右一对纵梁115，上述左右一对纵梁115在车辆100主体侧的两侧方以在车辆前后方向延伸的方式配设，车轮110旋转自如地支撑于该臂部112的顶端侧。
该悬挂梁111的接近该臂部112的转动支点112a的部位之间由在车辆宽度方向延伸的梁部113连结，使螺旋弹簧117介于与该梁部113相邻的部位的臂部112和纵梁115之间而使车辆100的乘坐感觉良好。此外，图4中的117a是螺旋弹簧117的支撑构件，图示其设置位置。另外，图3中的109a是示出后部的掀背式门109的内面位置的分界线（在其它图中也是相同的）。
另外，在该车辆100中，在车辆前后方向延伸设置有排气管118，上述排气管118将来自设置在车辆前部的内燃机的高温排放气体向后方引导并向外部释放出。排气管118以跨过悬挂梁111的梁部113的方式形成为弯曲形状并延伸后连结到消音器119，该排气管118在车辆100的右侧以位于螺旋弹簧117和电池包10之间的方式配置。换言之，电池包10（和地板面板105的开口部105a）向行李箱L的左侧偏移，以确保排气管的配置空间。
并且，电池包10以面向车辆前方的前面侧的前部10a越进入左右一对螺旋弹簧117（左右悬架装置）之间，地板面板105的延长面内的外面形状越细（外面间隔越窄）的方式形成为将角部切除的锥形形状。因此，车辆100主体侧的地板面板105的开口部105a也同样地形成为：越进入螺旋弹簧117之间，开口形状越细的锥形形状。
即，电池包10的前部10a中的锥形外表面10T向车辆内侧倾斜，以确保和螺旋弹簧117的间隙。该锥形外表面10T形成为与壳外面的侧面侧和前面侧两者平滑地连续的倾斜形状，制作成从螺旋弹簧117分隔一定距离相对的形式。
另外，车辆100主体侧的地板面板105在开口部105a的前部区域中具有锥形边缘105T，上述锥形边缘105T沿着电池包10的锥形外表面10T。因此，地板面板105的开口部105a前部的锥形边缘105T也与电池包10前部的锥形外表面10T同样地，形成为平滑地连续的倾斜形状，形成为从螺旋弹簧117分隔的形式。
由此，能使电池包10在行李箱L内靠近后座102的背面侧（车辆前侧）配置，能在电池包10和掀背式门109（外装构件）之间确保大容量的缓冲空间B，能在从后方发生碰撞时提高碰撞吸收性。
然而，该电池包10通过固定到副车架21而安装固定到车辆100主体侧，上述副车架21安装到纵梁115、横梁（车架构件）116，上述横梁（车架构件）116在车辆100主体侧的车辆宽度方向延伸而与该纵梁115相连设置。
副车架21形成为与电池包10的上部外壳11和下部外壳12的开口边缘部11a、12a大致一致的框形，该副车架21通过将横框架22、侧框架23、斜框架24、偏置框架25利用焊接等来固定连结而组装为框形。
横框架22以在电池包10的上部外壳11和下部外壳12的开口边缘部11a、12a（地板面板105的开口部105a）的前部侧和后部侧与在车辆的宽度方向延伸的宽度方向法兰部10W（参照图8）相对的方式制作为在车辆前后方向分隔并在车辆宽度方向延伸的前后一对构件。
同样地，侧框架23以在电池包10的两侧面侧与在车辆的前后方向延伸的开口边缘部11a、12a的前后方向法兰部10N（参照图8）相对的方式制作为在车辆宽度方向分隔并在车辆前后方向延伸的
左右一对构件。位于车辆左侧的左侧框架23L由紧固构件28直接连结固定到纵梁115。另一方面，由于电池包10设置在避开排气管118和消音器119的偏置位置，因此位于车辆右侧的右侧框架
23R通过偏置框架25由紧固构件28连结固定到纵梁115。
同样地，斜框架24以与沿着电池包10的锥形外表面10T形成的开口边缘部11a、12a的倾斜法兰部10S相对的方式制作为在电池包10的前部10a的前部侧两侧方倾斜的左右一对构件，长边方向的两端由紧固构件28连结固定到纵梁115和上述横梁。
偏置框架25包括平行偏置框架25a和连结偏置框架25b、25c。平行偏置框架25a在车辆宽度方向比排气管118和消音器119靠外侧以与右侧框架23R（电池包10）平行的方式配置，其两端部由连结偏置框架25b、25c连结到右侧框架23R。
该副车架21环状地包围电池包10的外周，由紧固构件28从下侧连结固定到纵梁115、横梁116。
另外，该副车架21以右侧框架23R在车辆上下方向位于上部外壳11及下部外壳12的开口边缘部11a、12a和排气管118、消音器119之间的方式进行布设（参照图5和图6）。
此外，副车架21使发挥间隔物功能的棒状构件28a介于与纵梁115、横梁116在上下方向分开的部位并紧固固定到这些梁。
由此，电池包10能使上部外壳11和下部外壳12的开口边缘部11a、12a由紧固构件28紧固固定到副车架21，特别是能使锥形外表面10T（角部）的外方也牢固地紧固固定到斜框架24，上述副车架21连结固定到纵梁115、横梁116并具有充分的强度。
另外，如图7所示，能将该电池包10的上部外壳11和下部外壳12的开口边缘部11a、12a载置支撑于组装为框状的副车架21上，且使该电池包10从车辆100主体的下侧朝向上方进入地板面板105的开口部105a内而在位于盖板106内的状态下被组装。因此，电池包10能与副车架21一起容易地组装到车辆100主体侧的纵梁115和横梁116。
并且，如图8所示，该电池包10在上部外壳11和下部外壳12的开口边缘部11a、12a处，刻设有收纳密封构件31的密封槽32，该密封槽32以围绕在沿着上部外壳11和下部外壳12的内面10I的接近位置的方式延伸。
该上部外壳11和下部外壳12的开口边缘部11a、12a通过用紧固构件33以成为液密的方式夹着密封构件31来密闭，上述紧固构件33使螺栓插入到在密封槽32的外侧的多个部位开设的贯通孔并用螺母紧固。
另外，该电池包10设置在为了避开排气管118、消音器119而布设在比行李箱L的中心靠左侧的偏置位置的地板面板105的开口部105a内，并且上部外壳11和下部外壳12的开口边缘部11a、12a形成为法兰形状，向比密封槽32靠外方延伸。
由此，即使电池包10布设在螺旋弹簧117之间且与排气管118的弯曲部位118a相邻的位置，通过使上部外壳11和下部外壳12的前部10a形成锥形外表面10T，也能使该开口边缘部11a、12a的倾斜法兰部10S从螺旋弹簧117、排气管118的弯曲部位118a分隔。因此，能尽量抑制排气管118施加到密封构件31的热影响。
而且，布设副车架21的右侧框架23R，使其位于开口边缘部11a、12a中位于比排气管118、消音器119靠上方的前后方向法兰部10N和上述排气管118、消音器119之间，因此能尽量抑制施加到上部外壳11和下部外壳12的开口边缘部11a、12a、其之间的密封构件31、密封槽32的热影响。
因此，能抑制电池包10由于来自排气管118的排热的影响发生变形、变质等而使密封性降低。另外，在该上部外壳11和下部外壳12的开口边缘部11a、12a处，配置在锥形外表面10T的外侧的倾斜法兰部10S由紧固构件33紧固固定，由此能抑制密封构件31等由于来自排气管118的排热的影响而发生变形、变质。
这样，在本实施方式中，采用使上部外壳11和下部外壳12的法兰形状的开口边缘部11a、12a相对的结构，由此在电池包10内能确保可将电池模块列BM层积的大容量的收纳空间，能使电池包10的水平方向的截面小型化。
使该电池包10从下侧进入地板面板105的开口部105a内，并用副车架21夹着其开口边缘部11a、12a，能容易地将电池包10可靠且牢固地紧固固定到车辆100主体侧。
而且，使电池包10的前部10a形成锥形外表面10T，由此能在车辆100的后部确保较大的缓冲空间B，能在从后方发生碰撞时提高碰撞吸收性。
另外，通过使该电池包10的前部10a形成锥形外表面10T，能使配置在上部外壳11和下部外壳12的开口边缘部11a、12a的倾斜法兰部10S内的密封构件31尽量从向车辆上方弯曲的排气管118的弯曲部位118a分隔。而且，通过使副车架21介于倾斜法兰部10S和排气管118之间，能降低对该开口边缘部11a、12a的热影响。因此，能采用使电池包10的前缘部位于螺旋弹簧117之间的布设，且能抑制密封构件31受到来自排气管118的热影响而使密封性降低。
作为本实施方式的其它方式，在本实施方式中，以利用副车架21、通过纵梁115等安装支撑电池包10的情况作为一例进行了说明，但也可以适当地应用于如下情况：采用直接通过螺钉锁紧来固定电池包本身的结构。
本发明的范围不限于图示并记载的示例性实施方式，还包含带来与本发明的目的等同的效果的全部实施方式。而且，本发明的范围不限于由各权利要求所划定的发明的特征的组合，能由全部公开的各个特征中的特定特征的所有期望的组合来划定。
工业上的可利用性
到此为止说明了本发明的一个实施方式，但本发明不限于上述实施方式，当然可以在其技术思想的范围内以各种不同的方式来实施。
附图标记说明
10          电池包
10a         前部
10N         前后方向法兰部
10S         倾斜法兰部
10T         锥形外表面
10W         宽度方向法兰部
11          上部外壳
11a、12a     开口边缘部
12          下部外壳
21          副车架
22          横框架
23          侧框架
24          斜框架
25          偏置框架
28、33       紧固构件
100         车辆
101         前座
102         后座
105         地板面板
105a        开口部
106         盖板
111         悬挂梁
115         纵梁
116         横梁
117         螺旋弹簧
118         排气管
118a        弯曲部位
119         消音器
B           缓冲空间
BM         电池模块列
L           行李箱
R           车厢

Claims (5)

1.一种电池包的车载结构，其将收纳有电池的电池包安装在地板面板的下方且左右两侧被车轮夹着的空间内，上述电池用于储存电能以供给安装于车辆的电器设备，上述电池包的车载结构的特征在于，
上述车辆具有：左右一对车架构件，其配置在上述地板面板的下面侧，在车辆前后方向延伸；左右悬架装置，其将上述车轮支撑于上述车架构件；悬挂梁，其连接在左右悬架装置之间；以及内燃机的排气管，其在该悬挂梁的上方向车辆上方弯曲，并在上述电池包的侧方在车辆前后方向延伸，
上述电池包具有通过相互接合形成上述电池的收纳空间的上部外壳和下部外壳，
上述上部外壳和上述下部外壳分别在上述电池收纳空间的开口端缘具有法兰形状的开口边缘部，上述上部外壳和上述下部外壳被相互接合并在两者之间夹持有密封构件，上述开口边缘部的前部配置在上述左右悬架装置之间，并且上述开口边缘部在前侧角部具有向车辆斜内侧前方倾斜的倾斜法兰部。
2.根据权利要求1所述的电池包的车载结构，其特征在于，
上述电池包通过副车架支撑于上述车架构件，上述副车架与上述电池包的开口边缘部的一面侧相对，且形成为包围上述电池包的外周的框形。
3.根据权利要求2所述的电池包的车载结构，其特征在于，
上述开口边缘部中的上述排气管的弯曲部的靠近车辆后侧的部分被配置为高于上述排气管上侧，在上述开口边缘部中的上述排气管的弯曲部的靠近车辆后侧的部分和该排气管之间配置有上述副车架。
4.根据权利要求2或3所述的电池包的车载结构，其特征在于，
上述电池包的上述开口边缘部通过安装于其下侧的上述副车架固定于上述车架构件。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电池包的车载结构，其特征在于，
上述电池包设置在开口部内，上述开口部开设在上述车辆的后侧的行李箱内的作为地面的地板面板中。
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