CN107204411A - 电池单元和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池单元和车辆，其能够在不损害防水功能的情况下通过电池罩保持电池模块。电池单元(30)具有：电池模块(32)；上部框架部件(35)，其将电池模块(32)保持为悬吊状态；电池壳体(31)，其收纳被保持在上部框架部件(35)上的电池模块(32)；电池罩(34)，其覆盖电池壳体(31)的上部开口；以及密封部件(36)，其封闭电池壳体(31)和电池罩(34)，上部框架部件(35)通过落座在电池罩(34)上的密封螺栓(42)而被固定在电池罩(34)上，从而电池模块(32)被保持在电池罩(34)上。

Description

电池单元和车辆
技术领域
本发明涉及在混合动力车辆、电动车等车辆上搭载的电池单元和搭载有电池单元的车辆。
背景技术
在使用电动机的动力而行驶的混合动力车辆、电动车等车辆中，通常搭载有收纳电池模块的电池单元。例如，专利文献1中公开了在坐席的下方配置有电池单元的车辆。
这种电池单元通常使用收纳电池模块的电池壳体、覆盖电池壳体的上部开口的电池罩、以及封闭电池壳体和电池罩的封闭部件而构成。
此外，作为电池单元已知如下结构，以悬吊状态保持在上部框架部件上的电池模块被收纳在电池壳体中。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-345453号公报
发明内容
发明欲解决的课题
在这种电池单元中，在将电池罩和上部框架部件紧固起来时，需要确保紧固部件周边的防水功能。
本发明的目的在于，提供一种能够在不损害防水功能的情况下通过电池罩保持电池模块的电池单元和车辆。
用于解决课题的手段
为了达成上述的目的，第一方面所记载的发明提供一种电池单元(例如，后述的实施方式的电池单元30)，该电池单元具有：电池模块(例如，后述的实施方式的电池模块32)；上部框架部件(例如，后述的实施方式的上部框架部件35)，其将所述电池模块保持为悬吊状态；电池壳体(例如，后述的实施方式的电池壳体31)，其收纳被保持在所述上部框架部件上的所述电池模块；电池罩(例如，后述的实施方式的电池罩34)，其覆盖所述电池壳体的上部开口；以及封闭部件(例如，后述的实施方式的密封部件36)，其封闭所述电池壳体和所述电池罩，在该电池单元中，所述上部框架部件通过落座在所述电池罩上的密封螺栓(例如，后述的实施方式的密封螺栓42)而被固定在所述电池罩上，从而所述电池模块被保持在所述电池罩上。
第二方面所记载的发明基于第一方面所记载的电池单元，其中，所述电池单元通过固定部件(例如，后述的实施方式的固定部件38)而被固定在车体框架(例如，后述的实施方式的前方横梁13、后方横梁14)上，所述固定部件以包围所述密封螺栓的方式被焊接在所述电池罩上，并具有供所述密封螺栓贯穿插入的固定部件开口部(例如，后述的实施方式的开口部38d)。
第三方面所记载的发明基于第二方面所记载的电池单元，其中，在所述电池罩与所述上部框架部件之间以包围所述密封螺栓的方式设置有加强部件(例如，后述的实施方式的加强部件43)。
第四方面所记载的发明基于第三方面所记载的电池单元，其中，所述固定部件具有被固定在前方横梁(例如，后述的实施方式的前方横梁13)上的前部固定部件(例如，后述的实施方式的前部固定部件38f)和被固定在后方横梁(例如，后述的实施方式的后方横梁14)上的后部固定部件(例如，后述的实施方式的后部固定部件38r)。
第五方面所记载的发明提供一种车辆(例如，后述的实施方式的车辆1)，该车辆具有：地板(例如，后述的实施方式的地板3)；坐席(例如，后述的实施方式的前部坐席4)，其被配置在所述地板上；以及第四方面中记载的所述电池单元，在该车辆中，所述电池单元被配置在被左右一对侧框架(例如，后述的实施方式的侧框架12)和前后一对横梁(例如，后述的实施方式的前方横梁13、后方横梁14)包围的电池收纳凹部(例如，后述的实施方式的电池收纳凹部3a)中，所述电池收纳凹部在所述坐席的下方凹陷设置于所述地板上，通过所述前部固定部件、所述上部框架部件、所述加强部件和所述后部固定部件，从所述前方横梁到所述后方横梁形成了载荷路径。
发明的效果
根据第一方面所记载的发明，电池模块的上部框架部件通过落座在电池罩上的密封螺栓而被固定在电池罩上，从而电池模块被保持在电池罩上，因此能够在不损害防水功能的情况下通过电池罩保持电池模块。
根据第二方面所记载的发明，将电池单元固定在车体框架上的固定部件以包围密封螺栓的方式被焊接在电池罩上，因此能够在通过固定部件对电池罩与上部框架部件的紧固部分进行加强的同时，将电池单元固定在车体框架上。此外，固定部件具有供密封螺栓贯穿插入的固定部件开口部，因此不会妨碍密封螺栓的防水功能。
根据第三方面所记载的发明，在电池罩与上部框架部件之间以包围密封螺栓的方式设置有加强部件，因此通过仅在载荷路径所需的紧固部分上设置加强部件，能够避免重量的增加，并且能够满足保持功能和防水功能。
根据第四方面所记载的发明，固定部件具有被固定在前方横梁上的前部固定部件和被固定在后方横梁上的后部固定部件，因此能够通过前方横梁和后方横梁可靠地保持电池单元。
根据第五方面所记载的发明，电池单元被配置于在坐席的下方凹陷设置于地板上的电池收纳凹部中，因此即使在地板上配置电池单元，也能够较大地确保车厢内空间，此外，即使将电池单元配置在坐席下方，也能够将坐席配置在较低的位置处。此外，通过前部固定部件、上部框架部件、加强部件和后部固定部件，从前方横梁到后方横梁形成了载荷路径，因此无需在电池罩自身上设置载荷路径功能，能够使电池罩变轻。
附图说明
图1是在表示本发明的一个实施方式的车辆的车厢内的主要结构要素的配置的立体图中，省略了左侧前部坐席和左侧后部坐席的图。
图2是本发明的一个实施方式的电池单元的立体图。
图3是本发明的一个实施方式的电池单元的分解立体图。
图4是图6的B-B剖视图。
图5是表示本发明的一个实施方式的电池单元的密封螺栓紧固部的要部立体图。
图6是在从前侧上方观察本发明的一个实施方式的车辆的电池单元配置部的立体图中，省略了左侧前部坐席的图。
图7是在从后侧上方观察本发明的一个实施方式的车辆的电池单元配置部的立体图中，省略了右侧前部坐席的图。
图8是图7的A-A剖视图。
图9是表示本发明的一个实施方式的车辆的电池单元配置部的俯视图。
标号说明
1：车辆，3：地板，3a：电池收纳凹部，4：前部坐席(坐席)，12：侧框架，13：前方横梁(车体框架)，14：后方横梁(车体框架)，30：电池单元，31：电池壳体，32：电池模块，34：电池罩，35：上部框架部件，36：密封部件(封闭部件)，38：固定部件，38d：开口部(固定部件开口部)，38f：前部固定部件，38r：后部固定部件，42：密封螺栓，43：加强部件。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的一个实施方式的车辆。另外，附图以按照标号方向观察为准，在以下的说明中，关于前后、左右、上下，按照从驾驶员处观察到的方向，在附图上将车辆的前方表示为Fr，将后方表示为Rr，将左侧表示为L，将右侧表示为R，将上方表示为U，将下方表示为D。
如图1所示，本实施方式的车辆1在构成车厢2的底部的地板3上具有左右的前部坐席4、左右的后部坐席5、折叠自如的左右第3列坐席6、对未图示的电动机等供给电力的电池单元30等。
同时参见图6～图9，电池单元30被配置于在前部坐席4的下方凹陷设置于地板3上的电池收纳凹部3a(参见图8)中。电池收纳凹部3a被左右一对侧框架12和前后一对横梁13、14(以下，称作前方横梁13、后方横梁14)包围。
如图2和图3所示，电池单元30具有：在俯视观察时左右方向较长的长方体形状的电池壳体31；被收纳在电池壳体31内的电池模块32、电池ECU37、维修检查用插销33和电池冷却管道(未图示)；以及覆盖电池壳体31的上部开口的电池罩34。
本实施方式的电池单元30中收纳有左右排列的2个电池模块32，左右的电池模块32通过刚性较高的上部框架部件35而连结为一体。换言之，上部框架部件35将左右的电池模块32保持为悬吊状态。上部框架部件35由具有截面大致L字形状的前后一对横框架35f、35r和覆盖2个电池模块32的上表面的矩形状的上部面板35p构成，在上部面板35p的前端部固定有横框架35f，并且在上部面板35p的后端部固定有横框架35r，部分地形成了封闭截面。电池模块32通过控制其充放电的电池ECU37对电池单元30的外部进行电气输出。
维修检查用插销33是在进行车辆1的维修检查时，用于切断来自电池模块32的电气输出的操作用具，被配置在电池壳体31内的车宽方向左侧，通过电池罩34的插销触及口34d而能够从电池单元30的外部被进行操作。
电池冷却管道构成为利用从图1所示的冷却风扇7通过导入管道8导入电池单元30内的空气(例如，空气调和装置的冷气)来冷却电池模块32，冷却后的空气通过排气管道9被排出到车厢2。
同时参见图4，电池罩34为了满足电池单元30的防水功能，在其与电池壳体31的凸缘部31a之间夹着密封部件36的状态下将电池壳体31的上部开口覆盖为封闭状态。另外，电池罩34在比密封部件36靠外侧的位置处被紧固在电池壳体31的凸缘部31a上，从而在不损害防水功能的情况下被固定在电池壳体31上。另外，在图4中，标号15是将电池壳体31与地板3之间封闭起来的密封部件。
电池罩34上形成有：2个空气导入口34a，其与导入管道8连接；2个空气排出口34b，其与排气管道9连接；ECU触及口34c，其用于从电池单元30的外部触及电池ECU37；以及插销触及口34d，其用于从电池单元30的外部触及维修检查用插销33。
ECU触及口34c和插销触及口34d通常被拆装自如的触及罩39、40(参见图9)分别覆盖，通过卸下触及罩39、40，使得ECU触及口34c或插销触及口34d开口，能够实现对电池ECU37或维修检查用插销33的触及。
进而，电池罩34具备保持电池模块32并将其固定在车辆1侧的保持功能。以下，参照图4和图5说明用于由电池罩34保持电池模块32的结构。另外，在图4和图5中，说明的是电池罩34的横框架35f侧的保持结构，然而对于横框架35r侧的保持结构而言也是相同的。因此，省略关于横框架35r侧的保持结构的说明。
如图3所示，在上部框架部件35的四个角部(横框架35f的左右2处、35r的左右2处)，横跨上下的横框架35f和上部面板35p地焊接有凸缘螺母41。如图4所示，凸缘螺母41的周围的螺母紧固部35a构成为比其他的部分低一截，凸缘螺母41从横框架35f突出设置而成为与其他的部分大致相同的高度。另一方面，在电池罩34上的与凸缘螺母41对置的位置处，形成有螺栓贯穿插入孔34e。
进而，在电池罩34与横框架35f之间、更具体在电池罩34的下表面与凸缘螺母41的上表面之间，以包围贯穿插入螺栓贯穿插入孔34e的密封螺栓42的方式设置有加强部件43。加强部件43是具有螺栓贯穿插入孔43a的板部件，从背侧加强密封螺栓42周围的电池罩34。
螺栓42a从电池罩34的上方贯穿插入于螺栓贯穿插入孔34e中。螺栓42a落座于电池罩34的上表面上并与凸缘螺母41螺合，从而上部框架部件35被固定在电池罩34上。由此，电池模块32通过上部框架部件35、凸缘螺母41、加强部件43和螺栓42a而被保持在电池罩34上。
螺栓42a是在落座部上具有密封件42b的密封螺栓42，通过密封件42b将螺栓42a的落座面与电池罩34的上表面之间封闭起来。由此，即使利用电池罩34经由螺栓42a保持电池模块32，也能够防止水从螺栓42a的落座面与电池罩34的上表面之间进入、或者该水经由电池罩34的螺栓贯穿插入孔34e进入到电池单元30的内部。另外，密封螺栓42不限于预先安装有密封件42b的带密封功能的螺栓，还可以是通常的螺栓与带密封功能的垫圈的组合或通常的螺栓与O型环的组合。
电池罩34一体地具有被焊接在其前端部上的左右的前部固定部件38f、以及被焊接在其后端部上的左右的后部固定部件38r，并且通过这些固定部件38而被固定在前方横梁13和后方横梁14上。
一并参见图5，固定部件38具有：保持部加强区域38a，其以包围密封螺栓42的方式被焊接在电池罩34的上表面上；固定部加强区域38b，其被焊接在电池罩34的固定部34f的上表面上，该固定部34f与固定部件38一起被紧固于地板3上；以及连结区域38c，其将保持部加强区域38a与固定部加强区域38b连结起来。图5中的“X”表示焊接点。
保持部加强区域38a具有供密封螺栓42贯穿插入的开口部38d，由此允许密封螺栓42直接落座在电池罩34上，满足密封螺栓42的防水功能。此外，保持部加强区域38a在其与加强部件43之间夹入电池罩34，由此在其与加强部件43之间构成连续的载荷路径。
即，即使不使电池罩34自身为刚性材料，通过在前部固定部件38f的保持部加强区域38a与加强部件43之间夹入电池罩34，由此在横框架35f侧，通过前部固定部件38f、加强部件43和上部框架部件35形成了载荷路径。同样地，在横框架35r侧，通过后部固定部件38r、加强部件43和上部框架部件35形成了载荷路径。因此，即使不使电池罩34自身为刚性材料，电池罩34也具备保持功能和防水功能，并且从前方横梁13到后方横梁14形成了前后方向的载荷路径。
如图6至图9所示，在左右的前部坐席4的下方分别设置有将前部坐席4支承为能够在车辆前后方向移动的左右一对座椅导轨10、以及支承各座椅导轨10的前端部和后端部的前后一对加强部11。座椅导轨10和加强部11为了支承前部坐席4和驾驶员的载重而具有高的刚性，加强部11通过焊接等而被牢固地固定在地板3上。并且，座椅导轨10被保持为架设在从地板3的地板面3b向上方突出设置的前后一对加强部11之间的状态。根据这种导轨构造，即使在前部坐席4的下方配置电池单元30，也能够不与电池单元30发生干涉地将前部坐席4支承为能够前后移动。
如上所述，根据本实施方式的电池单元30，电池模块32的上部框架部件35通过落座在电池罩34上的密封螺栓42而被固定在电池罩34上，从而电池模块32被保持在电池罩34上，因此能够在不损害电池罩34的防水功能的情况下，通过电池罩34保持电池模块32。
此外，将电池单元30固定在地板3上的固定部件38以包围密封螺栓42的方式被焊接在电池罩34上，因此既可以通过固定部件38加强电池罩34与上部框架部件35的紧固部分，又能够将电池单元30固定在前方横梁13至后方横梁14上。此外，固定部件38具有供密封螺栓42贯穿插入的开口部38d，因此不会妨碍密封螺栓42的防水功能。
此外，在电池罩34与上部框架部件35之间以包围密封螺栓42的方式设置有加强部件43，因此通过仅在载荷路径所需的紧固部分上设置加强部件43，既能够避免重量的增加，又能够满足保持功能和防水功能。
此外，固定部件38具有被固定在前方横梁13上的前部固定部件38f和被固定在后方横梁14上的后部固定部件38r，因此能够通过前方横梁13和后方横梁14可靠地保持电池单元30。
此外，电池单元30被配置于在前部坐席4的下方凹陷设置于地板3上的电池收纳凹部3a中，因此即使在地板3上配置电池单元30，也能够较大地确保车厢内空间，此外，即使将电池单元30配置在前部坐席4的下方，也能够将前部坐席4配置在较低的位置处。此外，通过前部固定部件38f、上部框架部件35、加强部件43和后部固定部件38r，从前方横梁13到后方横梁14形成了载荷路径，因此无需在电池罩34自身上设置载荷路径功能，能够使电池罩34变轻。
另外，本发明不限于上述实施方式，可以适当进行变形、改良等。

Claims (5)

1.一种电池单元，该电池单元具有：
电池模块；
上部框架部件，其将所述电池模块保持为悬吊状态；
电池壳体，其收纳被保持在所述上部框架部件上的所述电池模块；
电池罩，其覆盖所述电池壳体的上部开口；以及
封闭部件，其封闭所述电池壳体和所述电池罩，在该电池单元中，
所述上部框架部件通过落座在所述电池罩上的密封螺栓而被固定在所述电池罩上，从而所述电池模块被保持在所述电池罩上。
2.根据权利要求1所述的电池单元，其中，
所述电池单元通过固定部件而被固定在车体框架上，
所述固定部件以包围所述密封螺栓的方式被焊接在所述电池罩上，并具有供所述密封螺栓贯穿插入的固定部件开口部。
3.根据权利要求2所述的电池单元，其中，
在所述电池罩与所述上部框架部件之间，以包围所述密封螺栓的方式设置有加强部件。
4.根据权利要求3所述的电池单元，其中，
所述固定部件具有被固定在前方横梁上的前部固定部件和被固定在后方横梁上的后部固定部件。
5.一种车辆，该车辆具有：
地板；
坐席，其被配置在所述地板上；以及
权利要求4中记载的所述电池单元，在该车辆中，
所述电池单元被配置在被左右一对侧框架和前后一对横梁包围的电池收纳凹部中，
所述电池收纳凹部在所述坐席的下方凹陷设置于所述地板上，
通过所述前部固定部件、所述上部框架部件、所述加强部件和所述后部固定部件，从所述前方横梁到所述后方横梁形成了载荷路径。
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