CN111497643B - 电池组及搭载该电池组的车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够抑制电池组的上壳体的振动的电池组及搭载该电池组的车辆。本发明的电池组是设置于车辆的地板(102)的下方的电池组(200),其中,具备:下壳体(300),其载置有电池堆并固定于地板面板(102)的下方;上壳体(210),其安装于下壳体(300);以及支承腿(390),其从设置于下壳体(300)的内侧的刚性体(320、340)向上方延伸,并从背面支承上壳体(210)。
Description
技术领域
本公开涉及电池组及搭载该电池组的车辆。
背景技术
美国专利第8833499号公开了与电动汽车用的电池组及搭载该电池组的车辆有关的以往技术。但是,该以往技术具有应当解决的课题。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利第8833499号
应当解决的课题之一在于抑制电池组的上壳体振动。在上述以往技术中,在车身的地板下表面与电池组的上壳体之间设置有用于隔音、隔热及抑制振动的隔断层。但是,难以说仅通过设置隔断层就能够充分地抑制电池组的上壳体的振动。
发明内容
本公开是鉴于上述课题而做出的,其目的在于提供能够抑制电池组的上壳体的振动的电池组及搭载该电池组的车辆。
本公开的电池组是设置于车辆的地板下方的电池组,其具备:下壳体,所述下壳体载置有电池堆并固定于地板下方;上壳体,所述上壳体安装于下壳体;以及支承构件,所述支承构件从设置于下壳体的内侧的刚性体向上方延伸,并从背面支承上壳体。根据该结构,由于能够从下方支承上壳体,所以能够抑制上壳体的振动。
在本公开的电池组中,也可以是,支承构件在电池组的宽度方向上的中央部从背面支承上壳体。通过利用支承构件从下方支承容易挠曲的上壳体的中央部,从而能够抑制上壳体的振动。
在本公开的电池组中,也可以是,电池组具备弹性构件,所述弹性构件设置于上壳体的表面,并被夹在上壳体与地板的下表面之间。在这样的结构中,通过利用弹性构件和支承构件将上壳体从上下夹入,从而能够抑制上壳体的振动。特别是,由于并不是在刚性体彼此之间夹着上壳体,而是将一方设为弹性构件,由此,能够使弹性构件吸收在上壳体产生的振动。
在本公开的电池组中,也可以是,多个支承构件沿电池组的前后方向设置。另外,也可以是,弹性构件被配置成在侧面观察电池组时电池组的前后方向上的弹性构件的位置位于相邻的两个支承构件之间。在这样的结构中,通过将支承构件配置在弹性构件的前后,从而能够在支承构件与弹性构件之间稳定地支承上壳体。
在本公开的电池组中,也可以是,多个支承构件沿电池组的宽度方向设置。另外,也可以是,弹性构件被配置成在正面观察电池组时电池组的宽度方向上的弹性构件的位置位于相邻的两个支承构件之间。在这样的结构中,通过将支承构件配置在弹性构件的两侧,从而能够在支承构件与弹性构件之间稳定地支承上壳体。
在本公开的电池组中,既可以是,在上壳体的背面设置有向下方突出的肋,也可以是,上壳体利用支承构件支承肋。在这样的结构中,通过使刚性较高的肋与支承构件抵接,从而能够稳定地支承上壳体。
在本公开的电池组中,既可以是,多个肋相互分离地配置,也可以是,电缆在肋之间通过。在这样的结构中,能够不被肋妨碍地配置电缆。
在本公开的电池组中,既可以是,在上壳体的背面,沿电池组的前后方向设置有向下方突出的多个肋,也可以是,上壳体利用支承构件支承多个肋。另外,也可以是,弹性构件被配置成在侧面观察电池组时电池组的前后方向上的弹性构件的位置位于相邻的两个肋之间。在这样的结构中,通过将与支承构件抵接的肋配置在弹性构件的前后,从而能够在支承构件与弹性构件之间稳定地支承上壳体。
在本公开的电池组中,既可以是,在上壳体的背面,沿电池组的宽度方向设置有向下方突出的多个肋,也可以是,上壳体利用支承构件支承多个肋。另外,也可以是,弹性构件被配置成在正面观察电池组时电池组的宽度方向上的弹性构件的位置位于相邻的两个肋之间。在这样的结构中,通过将与支承构件抵接的肋配置在弹性构件的两侧,从而能够在支承构件与弹性构件之间稳定地支承上壳体。
在本公开的电池组中,既可以是,在电池组的宽度方向的中央,多个支承构件沿电池组的前后方向配置有两列,也可以是,在配置成两列的多个支承构件的上端部架设有沿电池组的前后方向延伸的中心板,肋与该中心板抵接。在这样的结构中,通过经由中心板将配置成两列的多个支承构件接合,从而能够提高作为支承上壳体的支承构造整体的刚性,能够稳定地支承上壳体。
在本公开的电池组中,既可以是,在中心板的电池组的宽度方向的两端部形成有与肋相接的平坦的面,也可以是,在中心板的电池组的宽度方向的中央部形成有供电缆通过的凹陷部。在这样的结构中,通过使刚性较高的肋与中心板的平坦面抵接,从而能够稳定地支承上壳体,并且,通过使电缆通过中心板的凹陷部,从而能够不被肋妨碍地配置电缆。
在本公开的电池组中,也可以是,上壳体形成为电池组的前后方向的前部低且后部高的台阶状,利用支承构件支承前部与后部中的至少在电池组的前后方向上长度较长的一方。在这样的结构中,能够稳定地支承上壳体的前部与后部中的至少刚性较低的一侧。
在本公开的电池组中,也可以是,支承构件是将与电池组的上下方向垂直的截面加工成帽形状的板。在这样的结构中,通过确保支承构件的较高的刚性,从而能够稳定地支承上壳体。
既可以是,本公开的电池组具备内侧横加强构件,所述内侧横加强构件设置于下壳体的内侧,并沿电池组的宽度方向延伸,也可以是,支承构件固定于内侧横加强构件。在这样的结构中,由于将支承构件固定于作为刚性体的内侧横加强构件,并且能够利用内侧横加强构件来提高下壳体的刚性,因此,能够稳定地支承上壳体。
既可以是,本公开的电池组具备托架,所述托架沿电池组的宽度方向延伸,并通过紧固件与内侧横加强构件接合,也可以是,支承构件与托架接合。在这样的结构中,由于经由托架将支承构件牢固地固定于内侧横加强构件,并且能够利用托架进一步提高下壳体的刚性,因此,能够稳定地支承上壳体。
在本公开的电池组中,既可以是,多个内侧横加强构件沿电池组的前后方向排列配置,也可以是,多个电池堆使其长边方向朝向电池组的宽度方向,并配置在沿电池组的前后方向排列的两个内侧横加强构件之间。也可以是,多个电池堆中的每一个在电池堆的短边方向的两侧具备多个爪部,通过利用内侧横加强构件和托架夹着多个爪部,从而固定于内侧横加强构件。在这样的结构中,由于相邻的两个内侧横加强构件利用电池堆接合,因此,能够进一步提高作为支承上壳体的支承构造整体的刚性,能够稳定地支承上壳体。
既可以是,本公开的电池组具备外侧横加强构件,所述外侧横加强构件设置于下壳体的外侧,并沿电池组的宽度方向延伸,也可以是,多个内侧横加强构件与多个外侧横加强构件在电池组的前后方向上交替地配置。也可以是,外侧横加强构件中的每一个与下壳体一起接合于相邻的两个内侧横加强构件。在这样的结构中,由于相邻的两个内侧横加强构件夹着下壳体地利用外侧横加强构件接合,因此,能够进一步提高作为支承上壳体的支承构造整体的刚性,能够稳定地支承上壳体。此外,在外侧横加强构件中的每一个通过焊接而与下壳体一起接合于相邻的两个内侧横加强构件的情况下,能够确保下壳体的液密性。
既可以是,本公开的电池组具备外侧纵加强构件,所述外侧纵加强构件设置于下壳体的外侧,并沿电池组的长边方向延伸,也可以是,外侧纵加强构件在其与下壳体之间夹着多个外侧横加强构件,并与多个外侧横加强构件一起接合于下壳体。在这样的结构中,由于沿电池组的宽度方向排列的多个外侧横加强构件利用外侧纵加强构件接合,因此,能够进一步提高作为支承上壳体的支承构造整体的刚性,能够稳定地支承上壳体。此外,在外侧纵加强构件通过焊接而与多个外侧横加强构件一起接合于下壳体的情况下,能够确保下壳体的液密性。
在本公开的电池组中,既可以是,在电池组的宽度方向的中央沿电池组的前后方向排列配置有多个支承构件,也可以是,外侧纵加强构件设置于排列配置的多个支承构件的下方。在这样的结构中,由于能够提高配置有支承构件的部位的下壳体的刚性,因此,能够稳定地支承上壳体。
在本公开的电池组中,也可以是,上壳体与支承构件利用紧固件接合。在这样的结构中,能够利用简易的结构将上壳体固定于支承构件。此外,也可以是,基于紧固件的紧固部位利用密封材料密封。
本公开的车辆具备:电池组,所述电池组设置于车辆的地板下方;以及弹性构件,所述弹性构件夹在地板的下表面与电池组之间。电池组具备:下壳体,所述下壳体载置有电池堆并固定于地板下方;上壳体,所述上壳体安装于下壳体,且在表面载置有弹性构件;以及支承构件,所述支承构件从由电池堆和下壳体构成的刚性体向上方延伸,并从背面支承上壳体。在本公开的车辆的电池组中,可以应用本公开的电池组的任何结构。根据该结构,通过利用弹性构件和支承构件将上壳体从上下夹入,从而能够抑制上壳体的振动。特别是,由于并不是在刚性体彼此之间夹着上壳体,而是将一方设为弹性构件,由此,能够使弹性构件吸收在上壳体产生的振动。
如以上叙述的那样,根据本公开的电池组及搭载该电池组的车辆,能够抑制电池组的上壳体的振动。另外,本公开的上述全部特征及优点以及其他特征及优点通过参照附图的例示性且非限制性的说明而变得更为明显。此外,在附图中,对于相同的要素而言,在不同的附图之间使用共用的附图标记。
附图说明
图1是示出实施方式的车辆的构造的侧视图。
图2是示出实施方式的电池组的外观的从左斜上前方观察的立体图。
图3是示出实施方式的电池组的构造的图,且是从左斜上前方观察将上壳体、加热/冷却装置及电缆类拆卸后的状态下的电池组的情况下的立体图。
图4是示出内置于实施方式的电池组的电池堆的外观的立体图。
图5是安装有加强件和壳体固定用的臂的状态下的下壳体的从左斜上前方观察的立体图。
图6是安装有加强件和壳体固定用的臂的状态下的下壳体的俯视图。
图7是安装有加强件和壳体固定用的臂的状态下的下壳体的仰视图。
图8是示出壳体固定用侧臂及其周边的构造的从左斜上前方观察的立体图。
图9是示出中间框架及其支承构造的从左斜上前方观察的立体图。
图10是在将中间框架安装于下壳体的状态下沿着电池组的前后方向的中心线切断下壳体并从左斜上前方观察的情况下的下壳体的立体图。
图11是在将中间框架安装于下壳体的状态下从左斜上前方放大地观察的情况下的下壳体的立体图。
图12是在将中间框架安装于下壳体的状态下沿着电池组的前后方向的中心线切断下壳体并从左斜上前方放大地观察的情况下的下壳体的前部的立体图。
图13是在将中间框架和电池堆安装于下壳体的状态下沿着电池组的前后方向的中心线切断下壳体并从左斜上前方放大地观察的情况下的下壳体的前部的立体图。
图14是在将中间框架安装于下壳体的状态下沿着电池组的前后方向的中心线切断下壳体并从左斜下方放大地观察的情况下的下壳体的前部的立体图。
图15是放大并示意性地示出下壳体的底部面板与内部横向加强件及外部横向加强件的接合部的剖视图。
图16是放大并示意性地示出下壳体的底部面板与外部横向加强件及外部中央纵加强件的接合部的剖视图。
图17是示意性地示出中心板与第二地板的框架的卡合关系的俯视图。
图18是示意性地示出中心板与支承腿及第二地板的框架的卡合关系的纵剖视图。
图19是示意性地示出第二地板的构造的横剖视图。
图20是在将中间框架安装于下壳体的状态下沿着电池组的前后方向的中心线切断下壳体并从左斜上后方放大地观察的情况下的下壳体的后部的立体图。
图21是在将中间框架安装于下壳体的状态下沿着电池组的前后方向的中心线切断下壳体并从左侧方放大地观察的情况下的下壳体的后部的侧视图。
图22是在将中间框架安装于下壳体的状态下沿着电池组的前后方向的中心线切断下壳体并从左斜下方放大地观察的情况下的下壳体的后部的立体图。
图23是示出安装有壳体固定用后臂的下壳体的外侧的后端部的构造的立体图。
图24是从左斜下方放大地观察的情况下的下壳体的右后方的底面的立体图。
图25是从左斜下后方放大地观察的情况下的下壳体的左后方的底面的立体图。
图26是在安装有中间框架和加热/冷却装置的状态下从左斜上前方观察的情况下的下壳体的立体图。
图27是在将中间框架和加热/冷却装置安装于下壳体的状态下沿着电池组的前后方向的中心线切断下壳体并从左斜上后方放大地观察的情况下的下壳体的前部的立体图。
图28是在将中间框架和加热/冷却装置安装于下壳体的状态下沿着电池组的前后方向的中心线切断下壳体并从左斜上方较大地放大并观察的情况下的下壳体的前部的立体图。
图29是在将中间框架和加热/冷却装置安装于下壳体的状态下沿着电池组的前后方向的中心线切断下壳体并从左侧面较大地放大并观察的情况下的下壳体的前部的侧视图。
图30是在将电池堆、中间框架、电缆类及加热/冷却装置安装于下壳体的状态下从左斜上前方观察的情况下的下壳体的前部的立体图。
图31是将电池组沿其宽度方向切断并从正面斜上方放大地观察的情况下的中心板的周边的立体图。
图32是在将中间框架、加热/冷却装置及电池堆安装于下壳体的状态下沿着电池组的前后方向的中心线切断下壳体并从左侧面较大地放大并观察的下壳体的前部的侧视图。
图33是在将中间框架、电池堆及加热/冷却装置安装于下壳体的状态下沿着电池组的前后方向的中心线切断下壳体并从左侧面放大地观察的情况下的分隔托架的周边的侧视图。
图34是示出将实施方式的电池组搭载于车辆的情形的从左斜下后方观察的立体图。
图35是详细地示出实施方式的车辆的地板下方的骨架构造的立体图。
图36是详细地示出实施方式的车辆的后部区域的骨架构造的立体图。
图37是详细地示出实施方式的车辆的后悬架的构造的立体图。
图38是示出实施方式的车辆的地板构造的图,且是在将未搭载电池堆及加热/冷却装置的电池组搭载于地板下方的状态下沿着车辆的前后方向的中心线切断地板时的地板的前部的立体图。
图39是示出将电池组搭载于实施方式的车辆的地板下方时的电池组与地板下方的骨架构造的卡合状态的立体图。
图40是示出将电池组搭载于实施方式的车辆的地板下方的状态的仰视图。
图41是示出将电池组搭载于实施方式的车辆的地板下方时的电池堆与地板的位置关系的仰视图。
图42是示出实施方式的车辆的地板下方的加强构造的仰视图。
图43是示出将底盖安装于实施方式的车辆的地板下方的状态的仰视图。
图44是示出将电池组搭载于实施方式的车辆的地板下方的状态的地板后部的左侧视图。
图45是示出将电池组搭载于实施方式的车辆的地板下方的状态的从正面观察地板及电池组的宽度方向的截面的主视图。
图46是示出将电池组的壳体固定用后臂安装于后地板下横梁的状态的从左斜下后方放大地观察的下壳体的后端部的立体图。
图47是在将电池组搭载于地板下方的状态下沿着车辆的前后方向的中心线切断地板及电池组并从左侧方放大地观察的情况下的地板及电池组的后部的侧视图。
图48是放大并示意性地示出后地板下横梁与后地板上横梁和地板面板的接合部的剖视图。
图49是示意性地示出用于将壳体固定用后臂固定于后地板下横梁的构造的详细情况的图。
图50是示出上壳体的支承构造的图,且是在将未搭载电池堆及加热/冷却装置的电池组搭载于地板下方的状态下沿着车辆的前后方向的中心线切断地板并从左斜下前方放大地观察的情况下的地板及电池组的立体图。
图51是示出上壳体的支承构造的图,且是将地板及电池组沿其宽度方向切断并从正面观察的情况下的中心板的周边的示意性的主视图。
图52是示出上壳体的支承构造的图,且是在将电池组搭载于地板下方的状态下沿着车辆的前后方向的中心线切断地板并从左侧面放大地观察的情况下的地板及电池组的侧视图。
图53是示出第一弹性构件向形成于地板面板的第一底座的卡合状态的示意性的纵剖视图。
图54是示出第一弹性构件向形成于地板面板的第一底座的卡合状态的图,且是从斜下方观察地板面板的第一底座的周边的情况下的立体图。
图55是示出第二弹性构件向形成于地板面板的第二底座的卡合状态的图,且是从斜下方观察地板面板的第二底座的周边的情况下的立体图。
图56是示出上壳体的支承构造的变形例的示意性的纵剖视图。
图57是用于说明实施方式的车辆的地板下方及电池组的加强构造的作用及效果的图。
图58是图36的补充图,且是环状骨架的示意性的横剖视图。
图59是图21的补充图,且是详细地示出下壳体的后端部的焊接点周围的立体图。
图60是示出固定有壳体固定用后臂的下壳体的后端部的构造的变形例的示意性的纵剖视图。
图61是用于说明实施方式的车辆的地板下方及电池组的加强构造的作用及效果的图。
图62是图28的补充图,且是与电池组的下壳体的底面平行地切断导风板并从上方观察的情况下的示意性的俯视图。
附图标记说明
2道路;4障碍物;100车辆;101车身;102地板面板;
102a地板面板后部;102b地板面板前部;103前轮;
104后轮;105前座;106后座;
110地板通道;112第一底座;113第二底座;
120地板下侧加强件;120a后部;
120b前部;122保险杠加强件;
123碰撞盒;130后地板下横梁;131底部;
132后地板侧构件;132a纵臂固定用开口部;
134托架;136前地板下加强件;
140后地板上横梁;141侧梁柱内部加强件;
142侧梁柱外部加强件;143车顶加强件;
144轮罩外部面板;145轮罩内部面板;
146后柱内部面板;148上侧骨架;149下侧骨架;
150通道盖加强件;151前围板;
152地板上侧加强件;153前侧构件;
154侧边梁;155第一座椅横梁;
156第二座椅横梁;160前悬架构件;
170后悬架;171纵臂;
172纵臂固定部;173后悬架臂;
174减震器;175螺旋弹簧;
176稳定杆;179减震器固定部;
195底盖;200电池组;201后端部;
210上壳体;211低顶板部;212高顶板部;213中央隆起部;
214前方隆起部;215密封构件;216加强用槽;218肋;
220凸缘;221紧固件;231第一弹性构件;232第二弹性构件;
250紧固件;252密封材料;300下壳体;301底部面板;
302a-302g加强用凹部;305壳体后表面;310凸缘;
320内部横向加强件;321焊接余量;330内部横向加强件;
340分隔托架;341基部;342分隔壁;
343电池壳体固定部;344紧固件;350固定基体;
351对位销;358内顶端纵加强件;360第二地板;361第二地板面板;362第二地板纵框架;
362a凸缘;363第二地板横框架;363a凸缘
364第二地板中央框架;364a凸缘;
366分隔托架;370中心板;371凸缘;
372凹陷部;374紧固件;375垫板;380中心梁;
381侧梁;385中间框架;390支承腿;
391支承腿;392支承壁;394支承腿;
395支承腿;400悬吊螺栓;402套环;
404悬吊螺栓;406套环;410壳体固定用侧臂;
411盖板;412延长板;420壳体固定用侧臂;
421盖板;422延长板;430壳体固定用侧臂;
431盖板;432延长板;440壳体固定用侧臂;
441盖板;460壳体固定用后臂;461折叠部;
462肋;470紧固件;471紧固件;480隔板;
510外部横向加强件;511棱线;520外部横向加强件;
521棱线;530外部横向加强件;531棱线;
540外部横向加强件;550外部横向加强件;
560外部横向加强件;561a内谷线;561b内棱线;
561c外谷线;561d外棱线;562后表面;570外后端托架;
571托架后表面;572托架侧面;573支承面;
580后端内托架;590封闭截面部件;
601-603外部纵向加强件;610外部中央纵加强件;
611支承部;613棱线;614按压部;615焊接余量;
620外部中央纵加强件;630外侧纵加强件;
631支承部;633棱线;634按压部;635焊接余量;
640外侧纵加强件;650外侧纵加强件;
655延长板;660外角加强件;
661a、661b内角上侧;662a、662b内角下侧;
663a、663b外角上侧;664a、664b外角下侧;
665a内谷线;665b内棱线;665c外谷线;665d外棱线;
700鼓风机;702右送风管道;704左送风管道;
705第二地板左送风管道;706第二地板右送风管道;
711空气分配部;712导风板;713托架;714衬垫;
715后壁;721空气分配部;722导风板;723托架;
724衬垫;725后壁;750维护插接器;751电缆;
760接线盒;801焊接点;802焊接点;
803焊接点;811螺栓;812螺母;900电池堆;
901电池单元;905配电设备;910端板;
912堆支承托架;920电池壳体;922爪部;
930加热器;950电池ECU;951电池ECU
具体实施方式
以下是示出在本公开的实施方式中说明的内容及说明的顺序的目录。
<目录>
1.车辆的概要
2.电池组
2-1.电池组的外观和概要
2-2.下壳体的加强构造的详细情况
2-3.中间框架的构造
2-4.中间框架的支承构造的详细情况
2-5.加强构件间的接合构造的详细情况
2-6.第二地板的框架构造的详细情况
2-7.下壳体后端部的详细情况
2-8.加热/冷却装置
2-9.电缆的安设构造
2-10.电池堆的固定构造
3.车身构造
3-1.车身构造的概要
3-2.车身的骨架构造
3-3.电池组的地板下方搭载构造
3-4.电池组后端部的安装构造
3-5.上壳体的支承构造
4.特征及其优点
4-1.由支承腿进行的从上壳体下方的支承
4-2.基于外部横向加强件的内部横向加强件的连结构造
4-3.基于外部纵向加强件的外部横向加强件的连结构造
4-4.由中间框架进行的电池组的立体的加强
4-5.弹性构件向地板面板与上壳体的间隙的设置
4-6.由电池组的加强构造进行的车辆骨架的加强
4-7.由构成环状骨架的横梁进行的电池组的支承
4-8.由后地板下横梁进行的电池组后端部的悬吊支承
4-9.下壳体后端部的封闭截面构造
4-10.由外角加强件进行的外侧纵加强件与后端部的外部横向加强件的连接
4-11.由多重加强件进行的电池堆的支承
4-12.由外部横向加强件及外部纵向加强件进行的电池组的保护
4-13.导风板在内部横向加强件上的配置
4-14.由送风管道进行的电池堆的保护
4-15.左右的空气分配部的交替配置
4-16.从空气分配部侧向相反侧的导风板的倾斜配置
5.其他
以下,按照上述目录依次进行说明。
1.车辆的概要
使用图1说明本公开的实施方式的车辆的概要。
图1是示出实施方式的车辆100的构造的侧视图。车辆100是使用电动马达作为动力装置的电动汽车。电动马达通过电力供给而进行工作。车辆100具备存储有向电动马达供给的电力的电池组200。在电池组200收容有能够充电的多个电池(电池堆)。
电池组200搭载于构成车辆100的车身101的地板面板102的下方。电池组200在车辆100的前后方向上设置于前轮103与后轮104之间。另外,电池组200以如下方式进行搭载:其前侧位于前座105的正下方,比前侧高一层的后侧位于后座106的正下方。电池组200以能够根据需要进行更换的形态安装于地板面板102。
2.电池组
对实施方式的电池组200进行说明。
2-1.电池组的外观和概要
首先,使用图2~图4说明电池组200的外观和概要。
图2是示出电池组200的外观的从左斜上前方观察的立体图。首先,在此,将车辆的前后方向定义为电池组200的前后方向,将车辆的宽度方向定义为电池组200的宽度方向,将车辆的上下方向定义为电池组200的上下方向。另外,在以下说明的各图中示出的箭头FR、UP分别是指电池组200的前后方向的前方、电池组200的上下方向的上方,箭头RH是指来自搭乘于车辆的状态下的乘员的视角下的右方。另外,各箭头FR、UP、RH的相反方向表示电池组200的后方、电池组200的下方、电池组200的左方(LH)。以下,在仅使用前后、左右、上下的方向进行说明的情况下,只要没有特别说明,则表示电池组200的前后方向的前后、电池组200的宽度方向的左右、电池组200的上下方向的上下。另外,在俯视时,电池组200的前后方向的中心线与车辆的前后方向的中心线一致。在此,前后方向的中心线是指沿着前后方向通过车辆的宽度方向的中央的假想线(省略图示)。电池组200相对于中心线左右大致对称。
图2示出的是电池组200的外壳。电池组200的外壳由位于上侧的上壳体210和位于下侧的下壳体300构成。上壳体210例如为轻金属或树脂制(也可以是,其一部分为树脂)或者为钢板制。下壳体300例如为钢板制。此外,除了进行了特别明示的情况、在原理上明显特定的情况之外,构成电池组200的各部件利用钢板、铝等金属进行制作。
上壳体210具有将浴缸倒置那样的形状。另外,上壳体210形成为电池组200的前后方向的前部较低且后部较高的台阶状。以下,有时将顶板相对较低的上壳体210的前部称为低顶板部211,将顶板相对较高的上壳体210的后部称为高顶板部212。低顶板部211与高顶板部212相比电池组200的前后方向上的长度较长。
在上壳体210的低顶板部211的宽度方向中央形成有沿前后方向延伸的中央隆起部213。维护插接器(service plug)750从中央隆起部213起,从电池组200的内部向上方突出。在中央隆起部213的下方收纳有与维护插接器750相连的电缆类。在将电池组200搭载于车辆的情况下,维护插接器750与车辆侧的连接器连接。中央隆起部213的供维护插接器750贯通的开口部例如由树脂制的密封构件215密封。
上壳体210的前后方向上的长度比宽度方向长,除了顶端部之外具有恒定的宽度。上壳体210的顶端部朝向顶端而逐渐变细。在上壳体210的顶端部形成有与中央隆起部213相比进一步隆起的前方隆起部214。在前方隆起部214的下方配置有后述的接线盒、鼓风机。前方隆起部214、中央隆起部213还具有提高低顶板部211的刚性的作用。与前方隆起部214、中央隆起部213分开地,在低顶板部211形成有从中央隆起部213沿左右宽度方向延伸的多个加强用槽216。
在上壳体210的中央隆起部213沿前后方向排列配置有两个弹性构件231、232。这些弹性构件231、232例如为橡胶、海绵或弹簧。随后叙述配置弹性构件231、232的位置的详细情况及其作用。
在上壳体210的周围形成有凸缘220。同样地,在下壳体300的周围也形成有凸缘310。使上壳体210的凸缘220与下壳体300的凸缘310相匹配,并利用紧固件将两者紧固,由此,将上壳体210固定于下壳体300。
在下壳体300设置有从其左右两侧沿宽度方向延伸的多个壳体固定用侧臂410、420、430、440。壳体固定用侧臂410、420、430、440利用悬吊螺栓400、404安装于地板底面。另外,虽然在图2中隐藏在其他部件的背后,但在下壳体300也设置有壳体固定用后臂460。壳体固定用后臂460通过紧固件(螺栓及螺母)470安装于地板底面。
图3是从左斜上前方观察将上壳体210、后述的加热/冷却装置及电缆类拆卸后的状态下的电池组200的情况下的立体图。在电池组200的内部收容有具有长方体形状的多个电池堆900。电池堆900使其长边方向朝向下壳体300的宽度方向(与电池组200的宽度方向为相同含义),沿下壳体300的前后方向(与电池组200的前后方向为相同含义)排列并载置。
在下壳体300设置有由第二地板360和中心板370构成的中间框架。第二地板360为位于比下壳体300的底面高的位置的电池堆900的第二载置面,三个电池堆900沿下壳体300的长边方向排列并载置。在载置于第二地板360的电池堆900中的位于最前列的电池堆900的上方,配置有控制电池堆900的充放电及后述的加热/冷却装置的电池ECU950、951。另外,虽然未进行图示,但在第二地板360的下方也载置有三个电池堆900。
中心板370在下壳体300的中央部设置于比下壳体300的底面高的位置。中心板370从第二地板360朝向下壳体300的顶端沿下壳体300的前后方向延伸。中心板370的顶端超过载置有电池堆900的范围,并到达设置有接线盒760等的下壳体300的顶端部。在中心板370的下方载置有五个电池堆900。因此,载置于下壳体300的电池堆900为载置于第一层的8个和载置于第二层的3个的合计即11个。
随后叙述中心板370的详细情况,但其中的一个作用是作为未图示的电缆类的通道的作用。在中心板370的上方安装有维护插接器750。与设置于下壳体300的顶端部的接线盒760相连的电缆、与电池ECU950、951相连的电缆、与维护插接器750相连的电缆在中心板370上通过。
图4是示出电池堆900的外观的立体图。将多个电池单元901沿电池堆900的长边方向(也称为电池堆900的长度方向)层叠而构成电池堆900。电池单元901例如为锂离子电池、镍氢电池、全固态电池、铅电池等。层叠的多个电池单元901在利用端板910按压电池堆900的长边方向的两端部的状态下收容于电池壳体920。在电池堆900的上表面安装有配电设备905。
在电池堆900的长边方向的两侧面接合有用于限制电池堆900沿长边方向的移动的堆支承托架912。堆支承托架912具有大致L字形状,并经由其他构件固定于下壳体300的底面。
在电池堆900的短边方向(也称为电池堆900的宽度方向)设置有将其与相邻的其他电池堆900之间分隔的分隔托架340。分隔托架340具有基部341和分隔壁342,所述基部341经由其他构件固定于下壳体300的底面,所述分隔壁342相对于基部341垂直竖立地设置。
另外,分隔托架340具有电池壳体固定部343。电池壳体固定部343与基部341同样地相对于分隔壁342垂直,但在与下壳体300的底面之间形成有间隙。在电池壳体920形成有在图中隐藏了的爪部。通过使该爪部进入到电池壳体固定部343,从而将电池堆900固定于下壳体300。
2-2.下壳体的加强构造的详细情况
使用图5~图8说明下壳体300的加强构造的详细情况。
图5是安装有各种加强件和壳体固定用的臂的状态下的下壳体300的从左斜上前方观察的立体图。下壳体300为作为其底部的底部面板301比缘部低的浴缸形状,在其缘部形成有凸缘310。另外,虽然在图2及图3中隐藏在其他部件的背后,但壳体固定用后臂460从下壳体300的后端部向上方延伸。
在下壳体300的底部面板301设置有作为内侧横加强构件的多个内部横向加强件320。内部横向加强件320使其长边方向朝向下壳体300的宽度方向,沿下壳体300的前后方向排列配置。在下壳体300的底部面板301的后端部设置有形状与其他内部横向加强件不同的内部横向加强件330。
内部横向加强件320、330具有从下壳体300的宽度方向上的底部面板301的右端至左端的长度。随后详细地进行说明,但内部横向加强件320具有朝向下方敞开的帽形的截面形状,内部横向加强件330具有Z形的截面形状。内部横向加强件320、330通过焊接与下壳体300的底部面板301接合。另外,在各内部横向加强件320、330利用紧固件接合有分隔托架340。
下壳体300的底部面板301的顶端部比其他部位浅一层。在下壳体300的底部面板301的顶端部设置有沿下壳体300的前后方向延伸的内顶端纵加强件358。
在下壳体300的底部面板301的宽度方向的两侧设置有沿下壳体300的前后方向延伸的固定基体350。固定基体350例如通过焊接与下壳体300的底部面板301接合。固定基体350是用于固定电池堆900的构件,在固定基体350上按配置电池堆900的间隔接合有堆支承托架912。内部横向加强件320、330的两端与固定基体350重叠。
图6是安装有各种加强件和壳体固定用的臂的状态下的下壳体300的俯视图。在下壳体300的底部面板301的内表面形成有多个加强用凹部302a-302g。加强用凹部302a是从下壳体300的宽度方向的端部扩展到端部的凹部,且分别形成在从前方起的第一个至第五个内部横向加强件320中的每一个之间以及从前方起的第七个与第八个内部横向加强件320之间。
加强用凹部302b、302c设置于下壳体300的底部面板301的顶端部。在加强用凹部302b、302c上架设有内顶端纵加强件358。
加强用凹部302e和加强用凹部302d形成在从前方起的第五个至第七个内部横向加强件320中的每一个之间。加强用凹部302e形成在下壳体300的宽度方向的中央。加强用凹部302d在下壳体300的宽度方向上形成在加强用凹部302e的两侧。
加强用凹部302g和加强用凹部302f形成在从前方起的第八个内部横向加强件320与最后的内部横向加强件330之间。加强用凹部302g形成在下壳体300的宽度方向的中央。加强用凹部302f在下壳体300的宽度方向上形成在加强用凹部302g的两侧。
图7是安装有各种加强件和壳体固定用的臂的状态下的下壳体300的仰视图。在下壳体300的底面设置有作为外侧横加强构件的多个外部横向加强件510、520、530、540、550、560。外部横向加强件510、520、530、540、550、560使其长边方向朝向下壳体300的宽度方向,沿下壳体300的前后方向排列配置。
外部横向加强件510、520、530、540、550、560具有从下壳体300的宽度方向上的底部面板301的右端至左端的长度。另外,外部横向加强件510、520、530、540、550、560的宽度(短边方向的长度)比内部横向加强件320(参照图6)宽。随后详细地进行说明,但外部横向加强件510、520、530、540、550、560具有朝向上方敞开的帽形的截面形状。外部横向加强件510、520、530、540、550、560通过焊接与下壳体300的底部面板301接合。
外部横向加强件510、520设置于下壳体300的底面的顶端部。外部横向加强件510为最短的外部横向加强件,外部横向加强件520为次短的外部横向加强件。在底部面板301的安装有外部横向加强件510、520的部位的内侧形成有加强用凹部302b、302c。在外部横向加强件510的两端接合有向下壳体300的宽度方向外侧延伸的延长板412。但是,延长板412也可以与外部横向加强件510一体地形成。在外部横向加强件520的两端接合有向下壳体300的宽度方向外侧延伸的延长板422。延长板422也可以与外部横向加强件520一体地形成。
外部横向加强件530从外部横向加强件520的旁侧紧密地排列配置有四个。四个外部横向加强件530的长度相等且形状也相同。在底部面板301的安装有外部横向加强件530的部位的内侧形成有加强用凹部302a。即,内侧的五个内部横向加强件320和外侧的四个外部横向加强件530在下壳体300的前后方向上交替地配置。换言之,各外部横向加强件530被配置成将相邻的两个内部横向加强件320相连。另外,在外部横向加强件530的两端接合有向下壳体300的宽度方向外侧延伸的延长板432。但是,延长板432也可以与外部横向加强件530一体地形成。
外部横向加强件540夹着底部面板301设置在从前方起的第六个内部横向加强件320的相反侧。由于外部横向加强件540的宽度比内部横向加强件320宽,因此,在俯视时内部横向加强件320收纳在外部横向加强件540的宽度中。
外部横向加强件550设置于在从前方起的第七个与第八个内部横向加强件320之间形成的加强用凹部302a的相反侧。换言之,外部横向加强件550被配置成将从前方起的第七个与第八个内部横向加强件320相连。
外部横向加强件560配置在下壳体300的底部面板301的后端部。另外,外部横向加强件560夹着底部面板301设置在后端部的内部横向加强件330(参照图6)的相反侧。由于外部横向加强件560的宽度比内部横向加强件330宽,因此,在俯视时内部横向加强件330收纳在外部横向加强件560的宽度中。
在下壳体300的底面设置有作为外侧纵加强构件的外部中央纵加强件610、620。外部中央纵加强件610、620具有至少一部分的部位朝向上方敞开的帽形的截面形状。外部中央纵加强件610、620使其长边方向朝向下壳体300的前后方向,并配置在下壳体300的宽度方向的中央。
外部中央纵加强件610具有将外部横向加强件510与四个外部横向加强件530相连的长度。外部中央纵加强件610在其与下壳体300的底部面板301之间夹着外部横向加强件510、520、530,与外部横向加强件510、520、530一起通过焊接与下壳体300的底部面板301接合。
外部中央纵加强件620具有将从外部横向加强件540起到外部横向加强件560为止相连的长度。外部中央纵加强件620在其与下壳体300的底部面板301之间夹着外部横向加强件540、550、560,与外部横向加强件540、550、560一起通过焊接与下壳体300的底部面板301接合。外部中央纵加强件610的后端和外部中央纵加强件620的前端通过焊接接合。
在下壳体300的底面的左右两侧夹着外部中央纵加强件610、620设置有外侧纵加强件630、640、650以及外角加强件660。各加强件630、640、650、660具有至少一部分的部位朝向上方敞开的帽形的截面形状。
外侧纵加强件630使其长边方向朝向下壳体300的前后方向地配置。外侧纵加强件630具有将外部横向加强件520与四个外部横向加强件530相连的长度。外侧纵加强件630在其与下壳体300的底部面板301之间夹着外部横向加强件520、530,与外部横向加强件520、530一起通过焊接与下壳体300的底部面板301接合。
外侧纵加强件640与外部横向加强件540的端部重叠地配置。外侧纵加强件640在其与下壳体300的底部面板301之间夹着外部横向加强件540的端部,与外部横向加强件540一起通过焊接与下壳体300的底部面板301接合。外侧纵加强件640在俯视时具有下壳体300的宽度方向的长度比前后方向的长度长的十字架型的形状。外侧纵加强件640的短边方向的前端通过焊接与外侧纵加强件630的后端接合。另外,外侧纵加强件640的长边方向的一端突出至下壳体300的宽度方向外侧。
外侧纵加强件650与外部横向加强件550的端部重叠地配置。外侧纵加强件650在其与下壳体300的底部面板301之间夹着外部横向加强件550的端部,与外部横向加强件550一起通过焊接与下壳体300的底部面板301接合。外侧纵加强件650的前端通过焊接与外侧纵加强件640的后端接合。另外,在外侧纵加强件650接合有向下壳体300的宽度方向外侧延伸的延长板655。但是,延长板655也可以与外侧纵加强件650一体地形成。
外角加强件660是弯曲的加强构件,并以描绘出曲线的方式将外侧纵加强件650与外部横向加强件560连接。外角加强件660通过焊接与下壳体300的底部面板301接合。外角加强件660的前端通过焊接与外侧纵加强件650的后端接合。外角加强件660的后端通过焊接与外部横向加强件560的一端接合。
在下壳体300的底部面板301的后端部设置有外后端托架570。外后端托架570是用于将壳体固定用后臂460安装于下壳体300的构件。外后端托架570在其与下壳体300的底部面板301之间夹着外部横向加强件560,与外部横向加强件560一起例如通过焊接与下壳体300的底部面板301接合。另外,外后端托架570的一部分与外部中央纵加强件620的后端重叠,并由外部中央纵加强件620和外部横向加强件560夹持。外后端托架570、外部中央纵加强件620及外部横向加强件560三重地重叠的部位例如通过焊接接合。
图8是示出壳体固定用侧臂410、420、430、440及其周边的构造的从左斜上前方观察的立体图。壳体固定用侧臂410、420、430、440是用于将电池组200悬吊于车身的地板下方的构件。壳体固定用侧臂410、420、430、440中的每一个由上下两个构件构成。
壳体固定用侧臂410和壳体固定用侧臂420具有大致相同的形状。壳体固定用侧臂410、420由延长板412、422和平坦的盖板411、421构成,所述延长板412、422向下壳体300的宽度方向外侧延伸,并具有W字形的截面形状,所述平坦的盖板411、421贴附在延长板412、422上。
延长板412、422的中央的山部平坦,并成为载置圆筒状的套环402的底座。在盖板411、421开设有供套环402通过的孔。在延长板412、422的底座开设有螺栓孔,并安装有悬吊螺栓400。悬吊螺栓400从延长板412、422的底座的下方通过套环402而向上方突出。
壳体固定用侧臂430由延长板432和平坦的盖板431构成,所述延长板432向下壳体300的宽度方向外侧延伸,并具有W字形的截面形状,所述平坦的盖板431贴附在延长板432上。延长板432设置在外部横向加强件530的延长线上,由于外部横向加强件530设置有四根,所以壳体固定用侧臂430在各侧各设置有四根。
延长板432的截面形状与延长板412、422的截面形状稍许不同。成为套环402的底座的延长板432的中央的山部比两侧低。因此,在将套环402载置于延长板432的底座时,套环402稍许沉入到盖板431的下方。
壳体固定用侧臂440由外侧纵加强件640的突出至下壳体300的宽度方向外侧的部位和贴附在外侧纵加强件640上并具有朝向下方敞开的帽形的截面形状的盖板441构成。外侧纵加强件640的构成壳体固定用侧臂440的部位具有朝向上方敞开的W字形的截面形状。
外侧纵加强件640的W字形的中央的山部平坦,并成为载置圆筒状的套环406的底座。在盖板441开设有供套环406通过的孔。在此使用的套环406比在其他场所使用的套环402长。因此,在此使用的悬吊螺栓404比在其他场所使用的悬吊螺栓400长。
2-3.中间框架的构造
接着,使用图9及图10说明中间框架的构造。
图9是示出中间框架385及其支承构造的从左斜上前方观察的立体图。中间框架385包括第二地板360和中心板370。第二地板360利用四个框架362、363将周围包围。第二地板纵框架362分别配置在电池组200的宽度方向的左侧和右侧。第二地板横框架363分别配置在电池组200的前后方向的前侧和后侧。
在前后两根第二地板横框架363之间等间隔地配置有两根第二地板中央框架364。各第二地板中央框架364的两端与左右的第二地板纵框架362连结。由此,第二地板360被划分为三个矩形区域。在各矩形区域张设有第二地板面板361。
中心板370位于电池组200的宽度方向的中央,并从第二地板360朝向电池组200的前方延伸。中心板370和第二地板360例如通过紧固件接合。中心板370具有帽形的截面形状。
中心板370及第二地板360由固定于分隔托架340的多个支承腿390、391支承。分隔托架340是将排列在下壳体300的底部面板301的电池堆900分隔的构件,在电池组200的前后方向上以恒定的间隔配置。在各分隔托架340的中央部附近通过焊接而接合有一个或两个支承腿390。支承腿390是在侧视时具有Z字形的形状的构件,并具有朝向后方敞开的帽形的截面形状。这些支承腿390在电池组200的前后方向上配置有两列。中心板370由从各分隔托架340向上方延伸的支承腿390支承。
在电池组200的前后方向上,在从前方起的第六个与第九个(最末尾的)分隔托架340的两端通过焊接接合有支承腿391。支承腿391是在侧视时具有Z字形的形状的构件,且具有朝向后方敞开的帽形的截面形状。但是,支承腿391的宽度比支承腿390宽。从自前方起的第六个分隔托架340延伸的支承腿391与前侧的第二地板横框架363接合。从自前方起的第九个分隔托架340延伸的支承腿391与后侧的第二地板横框架363接合。由此,第二地板360由支承中心板370的支承腿390间接地支承,并且,其四个角部由总计四个支承腿391直接支承。
而且,第二地板360利用支承壁392支承其宽度方向的两侧。支承壁392为在电池组200的前后方向及上下方向上扩展的壁状的构件,例如利用紧固件与第二地板纵框架362接合。即,第二地板360由多个柱和两块壁支承。
在各第二地板横框架363和各第二地板中央框架364利用紧固件紧固有分隔托架366。分隔托架366具有与设置在第一层的分隔托架340同样的形状,另外,与分隔托架340同样地具有将电池堆900之间分隔的作用。
在电池组200的前后方向上,在从前方起的第一个至第三个分隔托架366中的各分隔托架366例如通过焊接而接合有支承腿394。支承腿394为在侧视时具有Z字形的形状的构件,并具有朝向后方敞开的帽形的截面形状。支承腿394设置于各分隔托架366的中央附近。总计三个支承腿394支承沿电池组200的前后方向延伸的中心梁380。
在电池组200的前后方向上,在从前方起的第一个和第二个分隔托架366中的各分隔托架366例如通过焊接而接合有支承腿395。支承腿395为在侧视时具有Z字形的形状的构件,并具有朝向后方敞开的帽形的截面形状。但是,支承腿395的宽度比支承腿394宽。支承腿395设置于各分隔托架366的两端部。左侧的一对支承腿395和右侧的一对支承腿395分别支承沿电池组200的前后方向延伸的侧梁381。
中心梁380和侧梁381是支承电池ECU950、951(参照图3)的构件。利用中心梁380和右侧的侧梁381支承电池ECU950,利用中心梁380和左侧的侧梁381支承电池ECU951。此外,电池ECU950、951的构造、功能并不被限定。
图10是在将中间框架385安装于下壳体300的状态下沿着电池组200的前后方向的中心线切断下壳体300并从左斜上前方观察的情况下的下壳体300的立体图。支承第二地板360及中心板370的支承腿390、391经由分隔托架340固定于内部横向加强件320、330。另外,支承第二地板360的支承壁392固定于固定基体350。
内部横向加强件320、330和固定基体350通过焊接与下壳体300的底部面板301接合。因此,通过将支承腿390、391固定于内部横向加强件320、330,并将支承壁392固定于固定基体350,从而将第二地板360以及中心板370固定于下壳体300的底部面板301。
2-4.中间框架的支承构造的详细情况
使用图11~图13说明中间框架385的支承构造的详细情况。但是,在此,以中间框架385为代表,详细说明中心板370的支承构造(详细而言,为基于支承腿390的支承构造)。
图11是在将中间框架385安装于下壳体300的状态下从左斜上前方放大地观察的情况下的下壳体300的立体图。中心板370是具有帽形的截面形状的构件,并具有凸缘371和凹陷部372,所述凸缘371具有平坦的面,所述凹陷部372比所述凸缘371低一层。在中心板370的凸缘371利用紧固件374紧固有支承腿390。支承腿390通过焊接与分隔托架340接合。分隔托架340利用紧固件344紧固于内部横向加强件320。
图12是在将中间框架385安装于下壳体300的状态下沿着电池组200的前后方向的中心线切断下壳体300并从左斜上前方放大地观察的情况下的下壳体300的前部的立体图。在图12中放大地描绘出固定支承腿390的分隔托架340。
分隔托架340具有基部341、分隔壁342及电池壳体固定部343。基部341是经由紧固件344紧固于内部横向加强件320的部位。基部341在分隔托架340设置有多处(七处)。
分隔壁342相对于基部341垂直地竖立设置,并将电池堆900之间分隔。分隔壁342相对于基部341设置于电池组200的前后方向的后侧。分隔壁342还具有支承支承腿390的背面的作用。此外,分隔壁342的高度在电池堆900的宽度方向上并不一致。
电池壳体固定部343是在基部341与基部341之间形成的山部。关于电池壳体固定部343,虽然随后对其进行叙述,但其具有将在电池堆900的电池壳体920上形成的爪部固定的作用。支承腿390通过焊接而接合在一部分的电池壳体固定部343上。
此外,在图12中描绘的X标记表示焊接点801、802。在内部横向加强件320的短边方向的两侧以大致恒定的间隔形成有多个焊接余量321。位于焊接余量321上的空心的X标记表示用于焊接内部横向加强件320的焊接点801。虽然随后详细地进行说明,但在用空心的X标记示出的焊接点801处,将内部横向加强件320的焊接余量321与下壳体300的底部面板301及外部横向加强件530一起焊接。
用黑色的X标记示出的焊接点802在俯视时设置于外部横向加强件530与外部中央纵加强件610交叉的位置。将内部横向加强件320的焊接点802的附近挖除,以便不与焊接点802干涉。虽然随后详细地进行说明,但在用黑色的X标记示出的焊接点802处,将下壳体300的底部面板301与外部横向加强件530及外部中央纵加强件610一起焊接。
图13是在将中间框架385和电池堆900安装于下壳体300的状态下沿着电池组200的前后方向的中心线切断下壳体300并从左斜上前方放大地观察的情况下的下壳体300的前部的立体图。相邻的两个电池堆900由分隔托架340分隔。固定于分隔托架340的支承腿390在电池堆900与电池堆900之间通过并向上方延伸。
在将中间框架385和电池堆900安装于下壳体300的情况下,中心板370在电池堆900的上方通过。换言之,在中心板370的正下方以与中心板370正交的方式配置有多个电池堆900。中心板370由从电池堆900之间突出的支承腿390支承。此外,在图13中,设置于电池堆900与底部面板301之间的是加热器930。随后对此进行叙述。
2-5.加强构件间的接合构造的详细情况
接着,使用图14~16说明加强件、托架等加强构件间的接合构造的详细情况。
图14是在将中间框架385安装于下壳体300的状态下沿着电池组200的前后方向的中心线切断下壳体300并从左斜下方放大地观察的情况下的下壳体300的前部的立体图。在图14中描绘出外部中央纵加强件610与外部横向加强件510、520、530的接合构造以及外侧纵加强件630与外部横向加强件520、530的接合构造。
外部中央纵加强件610能够根据其作用而分为支承部611和按压部614。同样地,外侧纵加强件630也能够根据其作用而分为支承部631和按压部634。虽然省略说明,但外部中央纵加强件620、外侧纵加强件640、650也能够根据其作用而分为支承部和按压部。
按压部614、634具有向下壳体300的底部面板301推压外部横向加强件的作用。在图14所示的例子中,外部中央纵加强件610利用按压部614推压外部横向加强件510、520、530。外侧纵加强件630利用按压部634推压外部横向加强件520、530。按压部614、634形成为与外部横向加强件的表面紧贴。另外,按压部614、634通过焊接、粘接剂等与外部横向加强件的表面接合。
支承部611、631具有作为相邻的外部横向加强件与外部横向加强件之间的支柱的作用。在图14所示的例子中,外部中央纵加强件610的支承部611在外部横向加强件510与外部横向加强件520之间、外部横向加强件520与外部横向加强件530之间以及外部横向加强件530与外部横向加强件530之间作为支柱发挥功能。外侧纵加强件630的支承部631在外部横向加强件520与外部横向加强件530之间以及外部横向加强件530与外部横向加强件530之间作为支柱发挥功能。
支承部611、631具有向上方敞开的帽形的截面形状。支承部611、631的前后方向的两端部随着靠近外部横向加强件而宽度扩展,支承部611、631的棱线613、633形成为与外部横向加强件的棱线连续地相连。
例如,若着眼于外部中央纵加强件610的支承部611,则在与外部横向加强件510抵接的部位,支承部611的棱线613与外部横向加强件510的棱线511连续地相连。另外,在与外部横向加强件530抵接的部位,支承部611的棱线613与外部横向加强件530的棱线531连续地相连。若着眼于外侧纵加强件630的支承部631,则在与外部横向加强件530抵接的部位,支承部631的棱线633与外部横向加强件530的棱线531连续地相连。虽然省略说明,但支承部611、631的与其他外部横向加强件抵接的部位也同样地形成。
在支承部611、631的两端部形成有焊接余量615、635。例如,在与外部横向加强件530(详细而言,为其凸缘部)相接的焊接余量615处,将底部面板301与外部横向加强件530及外部中央纵加强件610一起焊接。另外,在与外部横向加强件520(详细而言,为其凸缘部)相接的焊接余量635处,将底部面板301与外部横向加强件520及外侧纵加强件630一起焊接。虽然省略说明,但在与其他外部横向加强件抵接的焊接余量615、635处,也是夹着外部横向加强件与底部面板301一起焊接。
图15是放大并示意性地示出下壳体300的底部面板301与内部横向加强件320及外部横向加强件530的接合部的剖视图。若重新进行说明,则支承腿390通过焊接与分隔托架340接合。分隔托架340利用紧固件344紧固于内部横向加强件320。
内部横向加强件320在其与外部横向加强件530之间夹着底部面板301。内部横向加强件320在其焊接余量321处焊接。在进行焊接的焊接点801处包括内部横向加强件320的焊接余量321、底部面板301及外部横向加强件530。这三块板构件通过焊接接合。此外,对外部横向加强件530进行加工,以使其与形成于底部面板301的加强用凹部302a重叠,更详细而言,以使彼此的谷线(在从外侧观察的情况下)在上下方向上大致重叠。
在其他内部横向加强件与其他外部横向加强件的焊接中,也进行基于同样的方法的焊接。例如,内部横向加强件320与外部横向加强件520夹着底部面板301进行焊接。
图16是放大并示意性地示出下壳体300的底部面板301与外部横向加强件530及外部中央纵加强件610的接合部的剖视图。外部中央纵加强件610在其与底部面板301之间夹着外部横向加强件530。外部中央纵加强件610在其焊接余量615处焊接。在进行焊接的焊接点802处包括外部中央纵加强件610的焊接余量615、外部横向加强件530及底部面板301。这三块板构件通过焊接接合。此外,对外部中央纵加强件610的焊接余量615进行加工,以使其谷线(在从外侧观察的情况下)与外部横向加强件530的谷线在上下方向上大致重叠。
在其他外部纵向加强件与其他外部横向加强件的焊接中,也进行基于同样的方法的焊接。例如,外部中央纵加强件620和外部横向加强件540与底部面板301一起进行焊接。
2-6.第二地板的框架构造的详细情况
使用图17~图19说明第二地板360的框架构造的详细情况。
图17是示意性地示出中心板370与第二地板360的框架的卡合关系的俯视图。利用一对第二地板纵框架362和一对第二地板横框架363形成第二地板360的外框。在外框中与第二地板横框架363平行地配置有两根第二地板中央框架364。这些框架362、363、364均由中空的铝方材制作,例如通过紧固件而相互接合。
第二地板360载置在中心板370上。详细而言,第二地板横框架363以及第二地板中央框架364与中心板370正交,且它们载置在中心板370上。中心板370通过第二地板360的中心,并延伸至里侧的第二地板横框架363。
图18是示意性地示出中心板370与支承腿390及第二地板360的框架的卡合关系的纵剖视图。中心板370的载置有第二地板360的区域由在侧视时具有Z字形的形状的支承腿390支承。在中心板370的由支承腿390支承的部位配置有第二地板横框架363及第二地板中央框架364。
在由第二地板横框架363和第二地板中央框架364划分的三个区域分别设置有第二地板面板361。在第二地板横框架363的配置有第二地板面板361的一侧形成有用于载置第二地板面板361的凸缘363a。在第二地板中央框架364的两侧也形成有用于载置第二地板面板361的凸缘364a。
图19是示意性地示出第二地板360的构造的横剖视图。如图19所示,在第二地板纵框架362的配置有第二地板面板361的一侧形成有凸缘362a。该凸缘362a位于比第二地板面板361靠上方的位置。第二地板面板361被夹入到第二地板纵框架362的凸缘362a与第二地板横框架363及第二地板中央框架364的凸缘363a、364a之间并固定。
2-7.下壳体后端部的详细情况
使用图20~图25说明下壳体300的端部的详细情况。
图20是在将中间框架385安装于下壳体300的状态下沿着电池组200的前后方向的中心线切断下壳体300并从左斜上后方放大地观察的情况下的下壳体300的后部的立体图。在下壳体300的底部面板301的后部外侧,外部中央纵加强件620沿着中心线延伸。
外部中央纵加强件620与配置在底部面板301的后端部并沿宽度方向延伸的外部横向加强件560重叠。在比外部横向加强件560更靠后方且外侧的位置配置有外后端托架570,所述外后端托架570安装有壳体固定用后臂460。外部中央纵加强件620也与外后端托架570重叠。
外后端托架570与下壳体300的后端部相比向后方突出。下壳体300的后端部的壳体后表面305大致垂直地竖立,外后端托架570的安装壳体固定用后臂460的托架后表面571也大致垂直地竖立。在下壳体300的后端部与外后端托架570之间配置有在侧视时具有Z字形的截面形状的后端内托架580。后端内托架580以将下壳体300与外后端托架570相连的方式与壳体后表面305和托架后表面571接合。
图21是在将中间框架385安装于下壳体300的状态下沿着电池组200的前后方向的中心线切断下壳体300并从左侧方放大地观察的情况下的下壳体300的后部的侧视图。壳体固定用后臂460利用将外后端托架570和后端内托架580贯通的紧固件(螺栓以及螺母)471,与后端内托架580一起与外后端托架570接合。
安装有壳体固定用后臂460的外后端托架570与外部横向加强件560、后端内托架580及下壳体300一起形成封闭截面。外后端托架570和后端内托架580如前述那样由紧固件471接合。此外,在用与中心线垂直的面将后端内托架580切断的情况下,其中央部附近的截面形状成为向下方敞开的帽形。
下壳体300与外后端托架570在壳体后表面305的焊接点803处通过焊接而接合。焊接点803设置有多处。外部横向加强件560(详细而言,为其凸缘部)与下壳体300(详细而言,为其底部面板301)在也与内部横向加强件330(详细而言,为其凸缘部)重叠的焊接点804处通过焊接而接合。焊接点804设置有多处。
外后端托架570和外部横向加强件560与外部中央纵加强件620一起通过焊接接合。将这三块板构件重叠的部位作为焊接点805。焊接点805设置有一处或多处。另外,外部中央纵加强件620与外部横向加强件560在也与底部面板301重叠的焊接点802处通过焊接而接合。
此外,在图21中描绘出位于在电池组200的前后方向上相邻的两个支承腿390的中间并从固定基体350突出的销351。该销351用于电池堆900的定位。详细而言,限制电池堆900向长边方向的移动的堆支承托架912(参照图4)安装于销351。
图22是在将中间框架385安装于下壳体300的状态下沿着电池组200的前后方向的中心线切断下壳体300并从左斜下方放大地观察的情况下的下壳体300的后部的立体图。在接合有外后端托架570的外部横向加强件560的端部接合有外角加强件660。
外角加强件660将沿电池组200的宽度方向延伸的外部横向加强件560与沿电池组200的前后方向延伸的外侧纵加强件650相连。外角加强件660在与外部横向加强件560重叠的部分,与外部横向加强件560一起通过焊接而与底部面板301接合。另外,外角加强件660在与外侧纵加强件650重叠的部分,与外侧纵加强件650一起通过焊接而与底部面板301接合。
图23是示出安装有壳体固定用后臂460的下壳体300的外侧的后端部的构造的立体图。外后端托架570具有托架后表面571和支承面573,所述托架后表面571固定有壳体固定用后臂460,所述支承面573与外部横向加强件560的表面接合并与托架后表面571大致垂直。支承面573具有从托架后表面571侧朝向与外部横向加强件560接合的那一侧逐渐扩展的梯形形状。
壳体固定用后臂460除了托架后表面571和支承面573之外,还具有托架侧面572。托架侧面572相对于支承面573大致垂直地竖立,并且与托架后表面571大致垂直地相交,另外,与外部横向加强件560的后表面562连续地相连。
图24是从左斜下方放大地观察的情况下的下壳体300的右后方的底面的立体图。在图24中详细地描绘出外角加强件660的角部内侧的外角加强件660与外部横向加强件560的连接状态以及外角加强件660与外侧纵加强件650的连接状态。
外角加强件660的内谷线665a在内角上侧661a与外部横向加强件560的内谷线561a大致连续地相连,在内角上侧661b与外侧纵加强件650的内谷线651a大致连续地相连。另外,外角加强件660的内棱线665b在内角下侧662a与外部横向加强件560的内棱线561b大致连续地相连,在内角下侧662b与外侧纵加强件650的内棱线651b大致连续地相连。
图25是从左斜下后方放大地观察的情况下的下壳体300的左后方的底面的立体图。在图25中详细地描绘出外角加强件660的角部外侧的外角加强件660与外部横向加强件560的连接状态以及外角加强件660与外侧纵加强件650的连接状态。
外角加强件660的外谷线665c在外角上侧663a与外部横向加强件560的外谷线561c大致连续地相连,在外角上侧663b与外侧纵加强件650的外谷线651c大致连续地相连。另外,外角加强件660的外棱线665d在外角下侧664a与外部横向加强件560的外棱线561d大致连续地相连,在外角下侧664b与外侧纵加强件650的外棱线651d大致连续地相连。
2-8.加热/冷却装置
接着,使用图26~图29说明电池组200所具备的加热/冷却装置。
图26是在安装有中间框架385和加热/冷却装置的状态下从左斜上前方观察的情况下的下壳体300的立体图。在电池组200内置有用于将电池堆900保持在适当的工作温度范围内的加热/冷却装置。但是,加热和冷却由单独的装置进行。在此,使用图26说明冷却装置的整体图像。
在下壳体300的顶端部与接线盒760并列地配置有鼓风机700。鼓风机700在接线盒760的左右配置有一对,且配置在电池组200内(下壳体300上)的前方侧。从鼓风机700吹出的风在通过由未图示的左右一对热交换器进行的热交换而在其与从外部供给的制冷剂之间被冷却之后,通过安设于下壳体300的送风管道702、704、705、706而被输送到电池组200内。在热交换器中在与外部之间没有空气的流入及流出,鼓风机700将电池组200的内部的空气吸入并进行送风。即,冷却装置构成为使电池组200的内部的空气循环的内气循环装置。
送风管道沿着下壳体300的左右的侧缘安设。具体而言,沿着下壳体300的左侧的侧缘,安设有从鼓风机700朝向下壳体300的后方沿前后方向延伸的左送风管道704。左送风管道704在中途分支并朝向第二地板360,成为向第二地板360输送风的第二地板左送风管道705。另外,沿着下壳体300的右侧的侧缘,安设有从鼓风机700朝向下壳体300的后方沿前后方向延伸的右送风管道702。右送风管道702也在中途分支并朝向第二地板360,成为向第二地板360输送风的第二地板右送风管道706(在图26中,仅描绘出第二地板右送风管道706的一部分)。即,送风管道702、704、705、706在多个电池堆900的宽度方向外侧沿着电池组200的前后方向配置。
虽然随后详细地进行说明,但在下壳体300内沿前后方向以恒定的间隔设置有导风板712、722。这是指在电池堆900与电池堆900的间隙设置有导风板712、722。另外,虽然未在图中示出,但在第二地板360也设置有导风板712、722。从鼓风机700送出的风从导风板712、722输送到电池堆900。
导风板712、722有两种。第一导风板712是配置在从前方起的第奇数个电池堆900的后方的导风板,并与设置于右送风管道702的空气分配部711连接。空气分配部711按各导风板712进行设置。第二导风板722是配置在从前方起的第偶数个电池堆900的后方的导风板,并与设置于左送风管道704的空气分配部721连接。空气分配部721按各导风板722进行设置。另外,空气分配部711、721也与导风板712、722一起设置在第二地板360(在图26中未图示第二地板360上的空气分配部722)。空气分配部711主要是为了向从前方起的第奇数个电池堆900导风而设置的,空气分配部721主要是为了向从前方起的第偶数个电池堆900导风而设置的。此外,设置空气分配部的位置、即成为左右的送风管道702、704的送风对象的电池堆900也可以相反。
图27~图29是在将中间框架385和加热/冷却装置安装于下壳体300的状态下沿着电池组200的前后方向的中心线切断下壳体300并进行观察的图,分别改变视线方向地进行观察。图27是从左斜上后方放大地观察下壳体300的前部的情况下的立体图。图28是从左斜上方较大地放大并观察下壳体300的前部的情况下的立体图。并且,图29是从左侧面较大地放大并观察下壳体300的前部的情况下的侧视图。
如这些图所示,导风板712、722与支承腿390一起安装于分隔托架340。特别是,如图29所示,在分隔托架340上竖立有托架713、723,利用该托架713、723支承导风板712、722。托架713、723例如通过焊接与分隔托架340接合。导风板712、722的高度为支承腿390的高度以下,不会与配置在导风板712、722的上方的中心板370产生干涉。
导风板712、722具有成为送风对象的电池堆900侧敞开的帽形的截面形状。图62是图28的补充图,且是与下壳体300的底面平行地切断导风板712、722并从上方观察的情况下的示意性的俯视图。如图62所示,导风板712、722的后壁715、725以从各个空气分配部711、721侧朝向相反侧而与电池堆900的背面的距离变近的方式倾斜。换言之,导风板712、722在俯视时具有如下的三角形的形状:宽度在空气分配部711、721的出口处最宽,且随着朝向顶端而宽度逐渐变窄。在导风板712、722的缘部与电池堆900之间设置有用于防止风的泄漏的衬垫714、724。
通过上述构造,导风板712的流路截面面积随着从空气分配部711远离而逐渐变小。另外,导风板722的流路截面面积也随着从空气分配部721(参照图26)远离而逐渐变小。此外,在图27~图29中,图示出从设置于右送风管道702的空气分配部711向导风板712分配空气的构造,但从设置于左送风管道704的空气分配部721向导风板722分配空气的构造也与之相同。
利用电气式的加热器930进行电池堆900的加热。加热器930在分隔托架340与分隔托架340之间载置在底部面板301上。即,加热器930按各电池堆900进行设置。在将电池堆900搭载在下壳体300内的情况下,例如如在图13中描绘出的那样,加热器930被夹在电池堆900与底部面板301之间。加热器930具有与电池堆900的长度大致相同的长度。但是,加热器930也可以是沿电池堆900的长边方向配置的多个加热器的集合。
2-9.电缆的安设构造
接着,使用图30及图31说明电缆的安设构造。包括电力线、信号线在内的多个电缆751被引入到电池组200内。
图30是在将电池堆900、中间框架385、电缆类及加热/冷却装置安装于下壳体300的状态下从左斜上前方观察的情况下的下壳体300的前部的立体图。在排列于下壳体300的电池堆900上设置有沿下壳体300的前后方向延伸的中心板370。
被引入到电池组200内的电缆751包括与各电池堆900相连的电缆、与设置于下壳体300的顶端部的接线盒760、鼓风机700相连的电缆、与电池ECU950、951相连的电缆等。将这些电缆751汇总并使其在中心板370上通过。即,中心板370作为用于供电缆751通过的通路使用。
电缆751的至少一部分与设置于中心板370的维护插接器750连接。在将上壳体210安装于下壳体300时,维护插接器750从上壳体210突出。并且,在将电池组200搭载于车辆时,维护插接器750与车辆侧的连接器连接。
图31是将电池组200沿其宽度方向切断并从正面斜上方放大地观察的情况下的中心板370的周边的立体图。中心板370在左右具有凸缘371。在凸缘371利用紧固件374并经由垫板375紧固有支承腿390。在紧固件374的周围的凸缘371与垫板375之间形成有封闭截面。
在左右的凸缘371之间具有比凸缘371低一层的凹陷部372。在将上壳体210安装于下壳体300时,在上壳体210与凹陷部372之间形成有空间。电缆751通过该空间。
2-10.电池堆的固定构造
使用图32及图33说明电池堆900的固定构造。
图32是在将中间框架385、加热/冷却装置及电池堆900安装于下壳体300的状态下沿着电池组200的前后方向的中心线切断下壳体300并从左侧面较大地放大并观察的下壳体300的前部的侧视图。电池堆900具有收容电池901的电池壳体920。在电池壳体920的底部形成有朝向分隔托架340延伸的爪部922。
爪部922进入到由分隔托架340和内部横向加强件320夹着的空间中。通过使左右的爪部922进入到分隔托架340的下方,从而限制电池壳体920向上方的移动。在图33中详细地图示出爪部922与分隔托架340的卡合状态。
图33是在将中间框架385、电池堆900及加热/冷却装置安装于下壳体300的状态下沿着电池组200的前后方向的中心线切断下壳体并从左侧面放大地观察的情况下的分隔托架340的周边的侧视图。分隔托架340利用紧固件344与内部横向加强件320接合。
分隔托架340具有电池壳体固定部343。在电池壳体固定部343接合有对支承腿390、导风板722进行支承的托架723。电池壳体固定部343形成在分隔托架340的左右两侧,即在电池组200的前后方向上形成在前侧和后侧。电池壳体固定部343在其与内部横向加强件320之间形成有间隙。
分隔托架340设置于各个电池堆900的短边方向的两侧。爪部922也形成在电池壳体920的左右两侧,即在电池组200的前后方向上形成在前侧和后侧。通过使爪部922进入到电池壳体固定部343与内部横向加强件320形成的间隙,从而限制电池壳体920的上下左右的移动,并将电池堆900固定于下壳体300。此外,在图31中也描绘出了爪部922与电池壳体固定部343卡合的情形。
3.车身构造
接着,说明实施方式的车辆的车身构造。
3-1.车身构造的概要
首先,使用图34说明车身构造的概要。
图34是示出将实施方式的电池组200搭载于车辆100的情形的从左斜下后方观察的立体图。电池组200搭载于车辆100的地板下方。此外,本公开的地板是意味着地板面板102和支承该地板面板102的骨架构件、对地板面板102进行加强的加强构件的整体的用语,并不限定于地板面板102。
在车辆100的地板下方设置有一对地板下侧加强件120、一对后地板侧构件132、后地板下横梁130及前地板下加强件136。它们例如通过焊接与地板面板102接合。
地板下侧加强件120分别配置在车辆100的宽度方向的右侧和左侧,并从车辆100的前后方向的中央部延伸至前侧。后地板侧构件132分别配置在车辆100的宽度方向的右侧和左侧,并在车辆100的后部沿前后方向延伸。后地板下横梁130是沿车辆100的宽度方向延伸的构件,将其两端与左右的后地板下横梁130的中央部附近接合。前地板下加强件136是沿车辆100的宽度方向延伸的构件,将其两端与左右的后地板下横梁130的前端部附近接合。
如前述那样,电池组200具备多个悬吊螺栓400、404和紧固件470。使用它们将电池组200固定于车辆100的地板下方。详细而言,电池组200的左侧的六个悬吊螺栓400紧固于左侧的地板下侧加强件120,电池组200的右侧的六个悬吊螺栓400紧固于右侧的地板下侧加强件120。
最末尾的悬吊螺栓404比其他悬吊螺栓400长。左侧的悬吊螺栓404在左侧的后地板侧构件132的前端部紧固在接合有前地板下加强件136的部分的附近。右侧的悬吊螺栓404在右侧的后地板侧构件132的前端部紧固在接合有前地板下加强件136的部分的附近。
紧固件470在一对壳体固定用后臂460的上端各安装有两个。总计四个紧固件470紧固于后地板下横梁130。通过将全部的悬吊螺栓400、404及紧固件470与车辆100的骨架构件或加强构件紧固,从而将电池组200固定于车辆100并与车辆100一体化。
3-2.车身的骨架构造
使用图35~图38说明车身的骨架构造的详细情况。
图35是详细地示出实施方式的车辆100的地板下方的骨架构造的立体图。在车辆100的地板下方除了前述的骨架构件及加强构件之外,还设置有前悬架构件160。在地板下侧加强件120的前端连结有前悬架构件160。
地板下侧加强件120具有带有凸缘部且朝向上方敞开的帽形的截面形状,并在凸缘部与地板面板102接合。地板下侧加强件120由后部120a和前部120b构成,所述后部120a与相对侧的地板下侧加强件120的距离大致恒定,所述前部120b与后部120a的前方侧连接且随着朝向前方而与相对侧的地板下侧加强件120的距离缩短。即,在前部120b,一对地板下侧加强件120间的距离从前方朝向后方而扩宽。地板下侧加强件120既可以为一根构件,也可以为将多个构件结合而成的构件。在实施方式中,至少后部120a通过将多个构件结合而构成。在图35中省略构成后部120a的一部分的构件的图示。
后地板侧构件132具有朝向上方敞开的帽形的截面形状。后地板侧构件132的前端直接或经由其他构件与地板下侧加强件120的后端接合。后地板侧构件132的前侧以随着朝向后方而朝向上方的方式弯曲。在其弯曲的部分,用于固定纵臂的纵臂固定用开口部132a开口。后地板侧构件132既可以为一根构件,也可以为将多个构件结合而成的构件。
后地板下横梁130具有朝向上方敞开的帽形的截面形状。后地板下横梁130向后地板侧构件132的接合位置为比纵臂固定用开口部132a的位置靠后方的位置,且为笔直地向后方延伸的后地板侧构件132的后侧的顶端部分。在后地板下横梁130中配置有左右分离的一对隔板480。隔板480配置在后地板下横梁130内的将壳体固定用后臂460紧固到后地板下横梁130的位置,并通过焊接等而固定在后地板下横梁130的内侧。另外,隔板480、后地板下横梁130、壳体固定用后臂460大致在上下方向上重叠,并由紧固件470紧固。
前地板下加强件136具有长边垂直地竖立且短边向前方突出的L字形的截面形状。前地板下加强件136向后地板侧构件132的接合位置为比纵臂固定用开口部132a的位置靠前方的位置。前地板下加强件136与后地板下横梁130分离至可在它们之间收纳电池组200的上壳体210的高顶板部212的程度的距离。
图36是示出实施方式的车辆100的后部区域的骨架构造的立体图。在车辆100的后部区域设置有由多个骨架构件140、141、142、143构成的环状骨架。
构成环状骨架的骨架构件包括后地板上横梁140、侧梁柱内部加强件141、侧梁柱外部加强件142及车顶加强件143。车顶加强件143为加强车辆100的顶棚的构件,并沿车辆100的宽度方向延伸。车顶加强件143具有朝向车厢的内侧即下方敞开的帽形的截面形状。
侧梁柱内部加强件141和侧梁柱外部加强件142是构成车辆的后柱的构件。侧梁柱内部加强件141具有朝向车厢的外侧敞开的帽形的截面形状。另一方面,侧梁柱外部加强件142具有朝向车厢的内侧敞开的帽形的截面形状。各自的上端部与车顶加强件143的端部接合。此外,在图1中也描绘出了侧梁柱内部加强件141。
侧梁柱内部加强件141的上侧与侧梁柱外部加强件142的上侧相互接合。侧梁柱内部加强件141的下侧与形成轮罩的内侧的轮罩内部面板145接合。侧梁柱外部加强件142的下侧与形成轮罩的外侧的轮罩外部面板144接合。
后地板上横梁140具有朝向下方敞开的帽形的截面形状。后地板上横梁140将其两端与左右的侧梁柱内部加强件141的下端部接合。另外,虽然随后叙述,但后地板上横梁140夹着地板面板102与后地板下横梁130接合。
图37是示出实施方式的车辆100的后悬架170的构造的立体图。电池组200的后部到达支承后轮104(参照图1)的后悬架170。关于车身101(参照图1)的后悬架170的位置,参照在图1中示出的减震器固定部179的位置。此外,减震器固定部179(参照图1)的车身101(参照图1)的前后方向上的位置与后地板上横梁140(参照图36)的车身101的前后方向上的位置至少局部地重合。
在后悬架170设置有以纵臂固定部172为中心进行摆动的纵臂171。纵臂171与后悬架臂173连结。在纵臂171安装有减震器174,在后悬架臂173安装有螺旋弹簧175。左右的纵臂171由稳定杆176连结。在图1中也描绘出了后悬架170中的减震器174。
电池组200被设计成可进入到左右的纵臂171之间的宽度。另外,调整后悬架170的各部件的形状,以便不与电池组200的后端部干涉。
图38是示出实施方式的车辆100的地板构造的图,且是在将未搭载电池堆900以及加热/冷却装置的电池组200搭载于地板下方的状态下沿着车辆100的前后方向的中心线切断地板时的地板的前部的立体图。在该图中图示出特别是设置在地板的上部的骨架构件及加强构件。
在车辆100的地板面板102上,在前地板下加强件136的前后形成有台阶102c。车辆100的前部的地板面板102比后部的地板面板102低一层。这与在电池组200的上壳体210中前部的低顶板部211比后部的高顶板部212低一层的情况对应。
车辆100的前部的地板面板102在其前端部与前围板151接合。另外,在地板面板102,在车辆100的中心线上形成有地板通道110。地板通道110比其他部位稍高,但这与在电池组200的上壳体210中中央隆起部213比其他部位高的情况对应。另外,地板通道110的前端部较高,但这与在电池组200的上壳体210中前端部的前方隆起部214比其他部位高一层的情况对应。
在地板通道110上沿着车辆100的中心线设置有延续至地板面板102的台阶部的通道盖加强件150。通道盖加强件150具有朝向下方敞开的帽形的截面形状。在车辆100的前后方向上还设置有侧边梁154。侧边梁154配置在车辆100的右侧和左侧的两端(在图中仅描绘出右侧的侧边梁154)。
另外,夹着车辆100的中心线左右对称地设置有一对地板上侧加强件152(在图中仅描绘出右侧的地板上侧加强件152)。地板上侧加强件152沿车辆100的前后方向延伸,且在俯视时位置与配置于地板面板102的下方的地板下侧加强件120(在图中未示出)重叠。更详细而言,地板上侧加强件152在沿上下方向观察时与地板下侧加强件120的前部120b及后部120a中的每一个重叠。另外,地板上侧加强件152具有带有凸缘部且朝向下方敞开的帽形的截面形状,且在凸缘部与地板面板102接合。另外,地板上侧加强件152的凸缘部被配置成在沿上下方向观察时与地板面板102及地板下侧加强件120的凸缘部重叠,并以三块重叠的方式焊接。
在车辆100的宽度方向上设置有第一座椅横梁155和第二座椅横梁156。它们位于前座105(参照图1)的下方。第二座椅横梁156在车辆100的前后方向上配置在第一座椅横梁155的后方。第一座椅横梁155和第二座椅横梁156均具有朝向下方敞开的帽形的截面形状,并与地板面板102接合。另外,第一座椅横梁155和第二座椅横梁156均在地板上侧加强件152上通过,并贯通通道盖加强件150而与左右的侧边梁154接合。
3-3.电池组的地板下方搭载构造
使用图39~图45说明电池组200的地板下方搭载构造。
图39是示出将电池组200搭载于实施方式的车辆100的地板下方时的电池组200与地板下方的骨架构造的卡合状态的立体图。但是,在该图中省略构成地板下侧加强件120的后部120a的一部分的构件的图示。
在将电池组200搭载于车辆100的地板下方时,电池组200收容在由左右的地板下侧加强件120、左右的后地板侧构件132及后地板下横梁130包围而成的区域。另外,电池组200的后部即上壳体210的高顶板部212收容在由左右的后地板侧构件132、后地板下横梁130及前地板下加强件136包围而成的区域。虽然左右的地板下侧加强件120的前部120b间的距离随着朝向前方而缩短,但这与电池组200的顶端部的形状对应。
图40是示出将电池组200搭载于实施方式的车辆100的地板下方的状态的仰视图。收纳在左右的地板下侧加强件120之间的电池组200通过壳体固定用侧臂410、420、430、440与地板下侧加强件120接合。换言之,利用从地板下侧加强件120悬吊的壳体固定用侧臂410、420、430、440,从下侧对电池组200进行保持。
电池组200的后部收纳在左右的纵臂171之间。在装卸纵臂171时担忧的是纵臂固定部172与电池组200的干涉。但是,即便为最接近纵臂固定部172的延长板655,在俯视时也收纳在比纵臂固定部172靠内侧的位置。
图41是示出将电池组200搭载于实施方式的车辆100的地板下方时的电池堆900与地板的位置关系的仰视图。电池堆900在车辆100的前后方向上排列有八列。但是,关于末尾的三列,电池堆900上下配置有两层。关于从前列起的五列电池堆900,利用地板下侧加强件120将其左右夹持。另外,虽然未进行图示,但关于末尾的两层三列的电池堆900,利用后悬架将其左右夹持。
图42是示出实施方式的车辆100的地板下方的加强构造的仰视图。在车辆100的前侧设置有一对前侧构件153。前侧构件153是分别配置在车辆100的宽度方向的右侧和左侧并沿车辆100的前后方向延伸的骨架构件。在前侧构件153的前端安装有碰撞盒123。在左右的碰撞盒123之间架设有沿宽度方向延伸的保险杠加强件122。
前侧构件153将其后端与地板下侧加强件120的前部120b的前端接合。地板下侧加强件120的前部120b随着朝向后方而朝向车辆100的宽度方向的外侧,并与后部120a相连。左右的地板下侧加强件120间的距离在前部120b随着朝向后方而扩大,在后部120a成为恒定。此外,在图42中,为了简化地示出这些构件的位置关系,用实线对这些构件进行明示。
在将电池组200搭载于车辆100的状态下,在地板下侧加强件120经由悬吊螺栓固定有多个外部横向加强件。由此,左右的地板下侧加强件120利用多个外部横向加强件连结。详细而言,随着朝向后方而距离扩展的左右的前部120b利用外部横向加强件510和外部横向加强件520连结。左右的后部120a利用四个外部横向加强件530连结。
图43是示出将底盖195安装于实施方式的车辆100的地板下方的状态的仰视图。底盖195设置在从前悬架构件160的邻近位置起到车辆100的后端部为止的范围,以便覆盖电池组200的底面的整体。另外,虽然未进行图示,但底盖195被配置成与地板下侧加强件120重叠。此外,底盖195既可以为一块盖部件,也可以由多块盖部件构成。
图44是示出将电池组200搭载于实施方式的车辆100的地板下方的状态的地板后部的左侧视图。在地板后部设置有后地板侧构件132。后地板侧构件132由前侧部分和后侧部分构成,所述前侧部分以随着朝向后方而朝向上方的方式弯曲,所述后侧部分朝向后端部笔直地延伸。地板面板102具有与后地板侧构件132的后侧部分的高度相匹配地制成的地板面板后部102a和与侧边梁154的高度相匹配地制成的地板面板前部102b。因此,地板面板102在地板面板后部102a与地板面板前部102b之间具有台阶102c。
电池组200的后端越过地板下侧加强件120的后端并延伸至后地板侧构件132。由于地板下侧加强件120位于相对较低的位置,因此,为了将壳体固定用侧臂430固定于地板下侧加强件120而使用的套环402的长度较短。另一方面,由于后地板侧构件132以随着朝向后方而朝向上方的方式弯曲,因此,为了将最末尾的壳体固定用侧臂440固定于后地板侧构件132,需要比套环402长的套环406。换言之,通过使用较长的套环406,从而能够将后地板侧构件132与壳体固定用侧臂440连结。
关于电池组200的后端部的固定,不使用壳体固定用侧臂与套环的组合,而是使用壳体固定用后臂460。通过接下来的章节对此进行详细说明。
图45是示出将电池组200搭载于实施方式的车辆100的地板下方的状态的从正面观察地板及电池组200的宽度方向的截面的主视图。利用一对地板下侧加强件120从左右夹持电池组200。在夹着地板面板102的地板下侧加强件120的相反侧设置有地板上侧加强件152。地板下侧加强件120具有朝向上方敞开的较深的帽形的截面形状,地板上侧加强件152具有朝向下方敞开的较浅的帽形的截面形状,两者夹着地板面板102地接合。利用沿宽度方向延伸的座椅横梁(在图45中仅表示出第一座椅横梁155)从上方按压地板上侧加强件152。
电池组200的下壳体300利用多个加强构件对其底面进行加强并进行支承。在图45中,利用沿宽度方向延伸的外部横向加强件530和沿前后方向延伸的外部中央纵加强件610及外侧纵加强件630,对下壳体300的底面进行加强并进行支承。在正面观察时,外部中央纵加强件610以及外侧纵加强件630的支承部611、631与外部横向加强件530的长边方向的侧面重叠。虽然在图中未示出,但在其他外部纵向加强件与外部横向加强件的组合中,也是在正面观察时,外部纵向加强件的支承部与外部横向加强件的长边方向的侧面重叠。
在电池组200的上壳体210与地板面板102之间设置有间隙。电池组200的上下方向上的位置利用左右的套环(在图45中仅表示出套环402)的长度进行调整。虽然随后详细地进行说明,但在上壳体210的中央隆起部213与地板面板102的地板通道110之间夹着弹性构件(在图45中仅表示出第一弹性构件231)。
3-4.电池组后端部的安装构造
使用图46~图49说明电池组200的后端部的安装构造的详细情况。
图46是示出将电池组200的壳体固定用后臂460安装于后地板下横梁130的状态的从左斜下后方放大地观察的下壳体300的后端部的立体图。壳体固定用后臂460具有朝向后方敞开的帽形的截面形状。壳体固定用后臂460在其上端部具有将帽的凸缘部向前方折叠而成的折叠部461。
靠近电池组200的后端部的车辆侧的构件为沿车辆100的宽度方向延伸的后地板下横梁130。后地板下横梁130经由托架134与后地板侧构件132接合。但是,由于从电池组200的下壳体300起到后地板下横梁130为止存在距离,因此,难以使用在侧部的固定中使用的那样的悬吊螺栓和套环进行固定。因此,从下壳体300的后端部延伸的壳体固定用后臂460用于电池组200的后端部向车辆100的固定。
壳体固定用后臂460的下端部紧固于外后端托架570。通过将位于上端部的折叠部461紧固于后地板下横梁130,从而将电池组200的后端部固定于车辆100。在外后端托架570与壳体固定用后臂460的紧固中使用紧固件471,在后地板下横梁130与壳体固定用后臂460的紧固中也使用紧固件470。此外,在壳体固定用后臂460形成有加强用的肋462。肋462在两个紧固件471之间通过并朝向上方延伸。
图47是在将电池组200搭载于地板下方的状态下沿着车辆100的前后方向的中心线切断地板及电池组200并从左侧方放大地观察的情况下的地板及电池组200的后部的侧视图。壳体固定用后臂460向车辆100的前方前倾。详细而言,壳体固定用后臂460从与外后端托架570的紧固部位向正上方立起,并向前方侧弯曲而延伸至与后地板下横梁130的紧固部位。由此,在向车辆100搭载电池组200时,电池组200的后端部201配置在后地板下横梁130的下方或配置至比后地板下横梁130靠后方的位置。
壳体固定用后臂460配置在后地板下横梁130内的将壳体固定用后臂460紧固于后地板下横梁130的位置,并通过焊接等而固定在后地板下横梁130的内侧。后地板下横梁130夹着地板面板102与后地板上横梁140接合。
图48是放大并示意性地示出后地板下横梁130与后地板上横梁140和地板面板102的接合部的剖视图。后地板下横梁130具有朝向上方敞开的帽形的截面形状,后地板上横梁140具有朝向下方敞开的帽形的截面形状。后地板下横梁130敞开的那一侧和后地板上横梁140敞开的那一侧分别在与地板面板102之间形成封闭截面,后地板下横梁130敞开的那一侧与后地板上横梁140敞开的那一侧夹着地板面板102大致在上下方向上相向。
图49是示意性地示出用于将壳体固定用后臂460固定于后地板下横梁130的构造的详细情况的图。在具有帽形的截面形状的后地板下横梁130中收容有加强用的隔板480。隔板480具有上方敞开的箱形或碟形的形状。紧固件470被安装成在隔板480的底部481与壳体固定用后臂460的折叠部461之间将后地板下横梁130的底部131夹入。
3-5.上壳体的支承构造
接着,使用图50~图55说明上壳体210的支承构造。
图50是示出上壳体210的支承构造的图,且是在将未搭载电池堆900及加热/冷却装置的电池组200搭载于地板下方的状态下沿着车辆100的前后方向的中心线切断地板并从左斜下前方放大地观察的情况下的地板及电池组200的立体图。作为支承构件的多个支承腿390从下壳体300的底部朝向上方延伸。并且,在沿着中心线排列的支承腿390的上端部架设有中心板370。
上壳体210的中央隆起部213位于中心板370的正上方。在中央隆起部213的背面形成有相互分离的多个肋218。另外,肋218分别沿左右方向延伸,对上壳体210进行加强。肋218与中心板370抵接,中心板370从下方支承肋218。即,支承腿390为支承中心板370的支承构件,同时,具有作为经由中心板370及肋218从下方支承上壳体210的支承构件的作用。此外,肋218的下端缘的形状形成为与相向的中心板370的形状大致一致。
在上壳体210与地板面板102之间确保有间隙。在该间隙配置有两个弹性构件231、232,并由上壳体210的表面和地板面板102的底面夹入。配置在前方的第一弹性构件231位于第一座椅横梁155的正下方。配置在后方的第二弹性构件232位于第二座椅横梁156的正下方。
图51是示出上壳体210的支承构造的图,且是将地板及电池组200沿其宽度方向切断并从正面观察的情况下的中心板370的周边的示意性的主视图。支承中心板370的支承腿390与分隔托架340接合。分隔托架340与加强底部面板301的内部横向加强件320接合。通过将分隔托架340接合而进一步增大内部横向加强件320的刚性。由于分隔托架340与内部横向加强件320的接合体为刚性体,因此,可以说作为支承构件的支承腿390从配置在下壳体300的内侧的刚性体向上方延伸。
中心板370具有供电缆751通过的凹陷部372和在其两侧形成的凸缘371。凸缘371具有平坦的面,形成于上壳体210的背面(详细而言,为中央隆起部213的背面)的肋218在正面观察时设置有两列。右侧那一列的肋218与右侧的凸缘371的平坦面抵接,左侧那一列的肋218与左侧的凸缘371的平坦面抵接。电缆751在设置成两列的肋218之间通过。
在中央隆起部213配置有弹性构件231、232(但是,在图51中第二弹性构件232隐藏在第一弹性构件231的背后且看不见)。第一弹性构件231被配置成在正面观察时宽度方向上的第一弹性构件231的位置位于排列成两列的支承腿390之间。另外,第一弹性构件231被配置成在正面观察时宽度方向上的第一弹性构件231的位置位于排列成两列的肋218之间。未图示的第二弹性构件232也与第一弹性构件231同样地配置。此外,弹性构件231、232的位置位于两个构件之间并不是指弹性构件231、232收纳在两个构件之间。只要弹性构件231、232的至少一部分(优选的是中心或重心)位于两个构件之间即可。
在地板面板102的与第一弹性构件231相接的场所形成有第一底座112。第一底座112从地板面板102的背面向上方凹陷,并限制第一弹性构件231向前后左右的位置偏移。在地板面板102的与第二弹性构件232相接的场所也形成有同样的底座。此外,弹性构件231、232与上壳体210例如通过粘接剂接合。
图52是示出上壳体210的支承构造的图,且是在将电池组200搭载于地板下方的状态下沿着车辆100的前后方向的中心线切断地板并从左侧面放大地观察的情况下的地板及电池组200的侧视图。在上壳体210的中央隆起部213的背面至少设置有两组在侧视时形成为两列的肋218。前方的两列的肋218在侧视时位于第一弹性构件231的下方,后方的两列的肋218在侧视时位于第二弹性构件232的下方。
第一弹性构件231被配置成在侧视时前后方向上的第一弹性构件231的位置位于相邻的两个支承腿390之间。另外,第一弹性构件231被配置成在侧视时前后方向上的第一弹性构件231的位置位于前方的两列的肋218之间。第二弹性构件232被配置成在侧视时前后方向上的第二弹性构件232的位置位于相邻的两个支承腿390之间。另外,第二弹性构件232被配置成在侧视时前后方向上的第二弹性构件232的位置位于后方的两列的肋218之间。
图53是示出第一弹性构件231向形成于地板面板102的第一底座112的卡合状态的示意性的纵剖视图。另外,图54是示出第一弹性构件231向形成于地板面板102的第一底座112的卡合状态的图,且是从斜下方观察地板面板102的第一底座112的周边的情况下的立体图。在地板面板102接合有朝向下方敞开的第一座椅横梁155。第一底座112在第一座椅横梁155的内侧从地板面板102的背面向上方凹陷。第一底座112的顶板面平坦且与上壳体210的表面平行地形成。在将电池组200搭载于车辆100的情况下,第一弹性构件231利用第一底座112限制其向前后左右的位置偏移,并且在第一底座112与上壳体210的表面之间被压缩。
图55是示出第二弹性构件232向形成于地板面板102的第二底座113的卡合状态的图,且是从斜下方观察地板面板102的第二底座113的周边的情况下的立体图。在地板面板102接合有朝向下方敞开的第二座椅横梁156。第二底座113在第二座椅横梁156的内侧从地板面板102的背面向上方凹陷。第二底座113的顶板面平坦且与上壳体210的表面平行地形成。在将电池组200搭载于车辆100的情况下,第二弹性构件232利用第二底座113限制其向前后左右的位置偏移,并且在第二底座113与上壳体210的表面之间被压缩。
4.特征及其优点
列举实施方式的电池组200及实施方式的车辆100的车身构造的特征及其优点。但是,这些为本公开所具有的特征的一部分,本公开并不限定于以下列举的特征及优点。
4-1.由支承腿进行的从上壳体下方的支承
例如如图50~图52所示,实施方式的电池组200利用支承腿390从下方支承上壳体210。由于支承腿390与刚性体接合,所以支承腿390的脚部稳定。通过利用稳定的支承腿390从下方支承上壳体210,从而能够抑制上壳体210的振动。
例如如图12及图51所示,实施方式的电池组200经由分隔托架340将支承腿390与内部横向加强件320接合。通过将分隔托架340与作为刚性体的内部横向加强件320接合,从而能够进一步提高下壳体300的刚性,因此,能够稳定地支承上壳体210。
另外,例如如图50及图51所示,实施方式的电池组200利用支承腿390支承上壳体210的中央部。由于上壳体210的中央部特别容易挠曲,因此,通过从下方支承该部分,从而能够抑制上壳体的振动。
另外,例如如图9~图11所示,在沿前后方向配置有两列的支承腿390的上端部架设有沿前后方向延伸的中心板370。通过将多个支承腿390经由中心板370接合,从而能够提高作为支承上壳体210的支承构造整体的刚性,能够稳定地支承上壳体210。由于中心板370具有帽形的截面形状,支承腿390也具有帽形的截面形状,因此,也能够利用它们来确保较高的刚性。
形成于上壳体210的背面的中央部的肋218提高了上壳体210的刚性。例如如图50~图52所示,实施方式的电池组200经由中心板370并利用支承腿390支承肋218。另外,通过使中心板370与形成于上壳体210的背面的肋218抵接,从而不论上壳体的表面的形状如何,均能够稳定地支承上壳体210。另外,例如如图51所示,通过使肋218与形成于中心板370的凸缘371的平坦面抵接,并使电缆751在凸缘371之间的凹陷部通过,从而能够稳定地支承上壳体210,并且能够不被肋218妨碍地配置电缆751。
另外,例如如图32所示,电池堆900中的每一个在电池堆900的短边方向的两侧具备多个爪部922,通过将多个爪部922夹在分隔托架340与内部横向加强件320之间,从而固定于内部横向加强件320。在这样的结构中,由于相邻的两个内部横向加强件320间的扭曲被电池堆900限制,因此,能够进一步提高作为支承上壳体210的支承构造整体的刚性,并能够稳定地支承上壳体210。
例如如图12所示,实施方式的电池组200在并列配置的支承腿390的下方具备沿电池组200的前后方向延伸的外部中央纵加强件610。根据这样的结构,由于能够提高配置支承腿390的部位的底部面板301的刚性,因此,能够稳定地支承上壳体210。
在实施方式的电池组200中,从分隔托架340竖立支承腿390,但也可以从内部横向加强件320直接竖立支承腿390。在该情况下,支承腿390与内部横向加强件320既可以利用紧固件紧固,也可以进行焊接。另外,由于电池堆900也为刚性体,因此,也可以从电池堆900竖立支承腿390。另外,由于固定有内部横向加强件、外部横向加强件或外部纵向加强件的底部面板301可以说是抑制了变形的刚性体,因此,也可以从底部面板301竖立支承腿390。另外,也可以不经由中心板370而直接利用支承腿390来支承上壳体210的背面。
在实施方式的电池组中,从下方支承上壳体210的低顶板部211,但也可以是,高顶板部212也从下方进行支承。或者,也可以从下方支承低顶板部211与高顶板部212中的刚性较低的一侧(例如电池组200的前后方向上的长度较长的一方)。即,也可以是,若高顶板部212的长度较长,则从下方仅对高顶板部212进行支承。
实施方式的电池组200例如也可以按以下方式变形。图56(a)及(b)分别示出上壳体210的支承构造的变形例的示意性的纵剖视图。在各个变形例中,上壳体210与支承腿390利用紧固件250直接接合。基于紧固件250的紧固部位为了防水而分别利用密封材料252进行密封。在图56(a)所示的变形例中,使用圆顶状的密封材料252。圆顶状的密封材料252以将螺母覆盖的方式粘接,或者将底部嵌入到螺母与上壳体210之间。在图56(b)所示的变形例中,使用圆盘状的密封材料252。圆盘状的密封材料252被夹在螺母与上壳体210之间。根据这样的结构,能够维持液密性,并且能够利用简易的结构将上壳体210固定于支承腿390。
4-2.基于外部横向加强件的内部横向加强件的连结构造
例如如图10所示,实施方式的电池组200具备沿前后方向交替地配置的多个内部横向加强件(内侧横加强构件)320、330和多个外部横向加强件(外侧横加强构件)510、520、530、540、550、560。外部横向加强件510、520、530、540、550、560中的每一个与底部面板301一起接合于相邻的两个内部横向加强件320、330。在图12所示的例子中,相邻的两个内部横向加强件320利用配置在它们之间的外部横向加强件530,与底部面板301一起通过焊接接合。根据这样的结构,能够提高下壳体300的刚性。另外,能够进一步提高作为支承上壳体210的支承构造整体的刚性,并稳定地支承上壳体210。
4-3.基于外部纵向加强件的外部横向加强件的连结构造
例如如图7及图14所示,实施方式的电池组200在沿电池组200的前后方向延伸的外部纵向加强件(外侧纵加强构件)610、620、630、640、650与底部面板301之间夹着外部横向加强件(外侧横加强构件)510、520、530、540、550、560,并通过焊接将这三块构件接合。通过像这样加强底部面板301,从而能够提高下壳体300的刚性。另外,能够进一步提高作为支承上壳体210的支承构造整体的刚性,并稳定地支承上壳体210。
另外,如图14所示,例如外部中央纵加强件610在相邻的外部横向加强件530与外部横向加强件530之间具备支承部611。另外,例如外侧纵加强件630在相邻的外部横向加强件530与外部横向加强件530之间具备支承部631。这些支承部611、631的前后方向的两端部随着靠近外部横向加强件(在图14所示的例子中为外部横向加强件510、520、530)而宽度扩展,且如图45所示,在正面观察时与外部横向加强件(在图14所示的例子中为外部横向加强件530)的长边方向的侧面重叠。根据这样的构造,能够使沿电池组200的前后方向施加的载荷沿宽度方向有效地分散。
另外,如图14所示,外部中央纵加强件610的棱线633以沿着外部横向加强件530的棱线531的形状的方式从前后方向朝向纵向弯曲。另外,外侧纵加强件630的棱线631以沿着外部横向加强件530的棱线531的形状的方式从前后方向朝向纵向弯曲。根据这样的构造,能够使沿电池组200的前后方向施加的载荷沿宽度方向有效地分散。
另外,如图14所示,外部中央纵加强件610的谷线(凸缘部的起点)以沿着外部横向加强件530的谷线的形状的方式从前后方向朝向纵向弯曲。另外,外侧纵加强件630的谷线以沿着外部横向加强件530的谷线的形状的方式从前后方向朝向纵向弯曲。根据这样的构造,能够使沿电池组200的前后方向施加的载荷沿宽度方向有效地分散。
4-4.由中间框架进行的电池组的立体的加强
例如如图18及图19所示,中间框架385的后部的第二地板360通过将中空截面的框架362、363、364组合而构成。另外,例如如图9及图10所示,第二地板360利用多个支承腿390、391对其四个角和宽度方向的中央进行支承,而且利用支承壁392对宽度方向的两侧进行支承。通过组装这样的立体的加强构造,从而能够提高下壳体300的后部的刚性,并能够与电池堆900的两层堆叠对应。
安设有电缆751的中心板370以跨过电池堆900的方式向电池组200的前方延伸。由此,能够抑制电缆751与电池堆900的干涉并增加电池堆900的搭载量。另外,例如如图13所示,支承中心板370的支承腿390从将电池堆900与电池堆900分隔的分隔托架340向上方延伸。即,支承腿390配置在分隔托架340的上方。由此,能够有效地利用电池组200内的空间。另外,支承腿390配置在内部横向加强件320的上方。由此,能够有效地利用电池组200内的空间。
4-5.弹性构件向地板面板与上壳体的间隙的设置
例如如图50~图52所示,实施方式的电池组200在上壳体210的表面与地板面板102的下表面之间夹着弹性构件231、232。通过利用弹性构件231、232和支承腿390将上壳体210从上下夹入,从而能够抑制上壳体210的振动。特别是,由于并不是在刚性体彼此之间夹着上壳体210,而是将一方设为弹性构件231、232,因此,能够使弹性构件231、232吸收在上壳体210产生的振动。另外,由于能够将上壳体210与地板面板102的间隙保持为较小,因此,能够增加电池组200的容积或提高最低离地高度。
例如如图53~图55所示,在地板面板102的与弹性构件231、232相接的场所形成有从地板面板102的背面向上方凹陷的底座112、113。另外,由于配置有弹性构件231、232的地板面板102上的部位为与座椅横梁155、156重叠的部位,因此,能够确保刚性。通过这样的构造,能够在地板面板102与上壳体210之间稳定地夹着弹性构件231、232。
例如如图52所示,弹性构件231、232被配置成在侧面观察电池组200时电池组200的前后方向上的弹性构件231、232的位置位于相邻的两个支承腿390之间。另外,在正面观察电池组时,例如如图51所示,也被配置成电池组200的宽度方向上的弹性构件231、232的位置位于相邻的两个支承腿390之间。通过将支承腿390配置成包围弹性构件231、232,从而能够在与弹性构件231、232之间稳定地支承上壳体210。
例如如图52所示,弹性构件231、232被配置成在侧面观察电池组200时电池组200的前后方向上的弹性构件231、232的位置位于相邻的两个肋218之间。另外,在正面观察电池组时,例如如图51所示,也被配置成电池组200的宽度方向上的弹性构件231、232的位置位于相邻的两个肋218之间。通过将肋218配置成包围弹性构件231、232,从而能够在与弹性构件231、232之间稳定地支承上壳体210。另外,由于能够利用肋218来提高上壳体的刚性,因此,能够在地板面板102与上壳体210之间稳定地夹着弹性构件231、232。
4-6.由电池组的加强构造进行的车辆骨架的加强
例如如图7所示,实施方式的电池组200组合有沿电池组200的前后方向延伸的外部纵向加强件(外侧纵加强构件)610、620、630、640、650和沿电池组200的宽度方向延伸的外部横向加强件(外侧横加强构件)510、520、530、540、550、560。通过该网格状的组合来提高底部面板301的刚性。由此,能够提高电池组200的相对于外力的强度。
另外,例如如图42所示,实施方式的电池组200将前方的外部横向加强件510、520、530安装于作为车辆100的加强构件的地板下侧加强件120。根据这样的结构,能够使施加于地板下侧加强件120的载荷分散到电池组200的加强构造。特别是,由于将前方的两个外部横向加强件510、520安装于随着朝向后方而距离扩展的前部120b,因此,在经由前侧构件153等向地板下侧加强件120传递来自前方侧的载荷的情况下,能够防止地板下侧加强件120变形。
图57是用于说明实施方式的车辆100的地板下方及电池组200的加强构造的作用及效果的图。此外,在此,为了简化,将中央和左右的外部纵向加强件601、602、603作为一根构件进行表示。当然,实际上也可以利用这样的一根构件来形成外部纵向加强件601、602、603。另外,为了简化,在图57上从上方绘制地板下侧加强件120。
在如在图中用箭头示出的那样从车辆100的前方施加载荷的情况下,该载荷的一部分施加于地板下侧加强件120及地板上侧加强件152。施加于地板下侧加强件120的载荷向外部横向加强件510、520、530分散,而且也向外部纵向加强件601、602、603分散。在从车辆100的后方施加载荷的情况下,该载荷的一部分经由最末尾的外部横向加强件560施加于外部纵向加强件601、602、603,并向外部横向加强件510、520、530、540、550分散。而且,也向地板下侧加强件120以及地板上侧加强件152分散。在从车辆100的侧方施加载荷的情况下,该载荷的一部分经由地板下侧加强件120施加于外部横向加强件510、520、530,并向外部纵向加强件601、602、603分散。即,电池组200的加强构造与作为车辆100侧的加强构件的地板下侧加强件120协同地使施加于车辆100的载荷分散。
4-7.由构成环状骨架的横梁进行的电池组的支承
例如如图36所示,实施方式的车辆100的车身构造具有由多个骨架构件140、141、142、143等构成的环状骨架。更详细而言,环状骨架的配置于车辆上侧且被配置成开口朝向下方的U字状的上侧骨架148与配置于车辆下侧且被配置成开口朝向上方的U字状的下侧骨架149在沿车辆上下方向延伸的部分重叠,并形成为环状。
在本实施方式中,如图58的补充图所示,上侧骨架148被配置成盖在下侧骨架149上。通过在配置于车厢外侧的左右的侧梁柱外部加强件142的宽度方向内侧连接车顶加强件143,从而将上侧骨架148形成为在正面观察车辆时开口朝向下方的U字状。通过在配置于车厢内侧的左右的侧梁柱内部加强件141的宽度方向内侧连接后地板上横梁140,从而将下侧骨架149形成为在正面观察车辆时开口朝向上方的U字状。像这样,上侧骨架148与下侧骨架149在上下方向的至少一部分区间重合。此外,上侧骨架148及下侧骨架149也可以分别通过将更多的细分后的构件接合而形成。
车顶加强件143也可以沿宽度方向延伸并具有帽状截面,且与未图示的内部面板重合而形成封闭截面。另外,侧梁柱外部加强件142也可以沿上下方向延伸并具有帽状截面,且通过利用焊接等与轮罩外部面板144、后柱内部面板146接合,从而在与轮罩外部面板144、后柱内部面板146之间形成封闭截面。侧梁柱内部加强件141也可以沿上下方向延伸并具有帽状截面,且通过利用焊接等与轮罩内部面板145、后柱内部面板146接合,从而在与轮罩内部面板145、后柱内部面板146之间形成封闭截面。侧梁柱内部加强件141与轮罩外部面板144将一部分区间相向地配置,并直接进行焊接或夹着后柱内部面板146重叠地进行焊接。
另外,例如如图47及图48所示,在构成环状骨架的后地板上横梁140夹着地板面板102接合有后地板下横梁130。更详细而言,后地板上横梁140的凸缘部、地板面板102及后地板下横梁130的凸缘部重合地进行焊接。另外,对电池组200进行固定的壳体固定用后臂460固定于后地板下横梁130。根据这样的结构,能够利用刚性较高的车辆100的环状骨架来支承较重的电池组200的后部。
4-8.由后地板下横梁进行的电池组后端部的悬吊支承
在实施方式的车辆100的车身构造中,例如如图44所示,地板面板后部102a比地板面板前部102b高一层。因此,地板下侧加强件120在地板面板前部102b中断。在地板面板后部102a的下方配置有以随着朝向后方而朝向上方的方式弯曲的后地板侧构件132。
对于像这样弯曲的后地板侧构件132而言,与下壳体300的距离变远,或者后地板侧构件132的下表面倾斜。另外,存在设置有纵臂固定部的情况。在这些情况下,难以直接进行使用针对地板下侧加强件120那样的悬吊螺栓的固定。但是,通过使壳体固定用后臂460从下壳体300的后端部向上方延伸并将其固定于后地板下横梁130,并从下壳体300悬吊电池组200的后端部,从而能够稳定地保持电池组200的后端部。
4-9.下壳体后端部的封闭截面构造
例如如图20、图21及图59所示,实施方式的电池组200在下壳体300的后端部具有由底部面板301、外部横向加强件560、外后端托架570及后端内托架580构成的封闭截面构造。图59是图21的补充图,且是详细地示出下壳体300的后端部的焊接点周围的立体图。由于壳体固定用后臂460固定于构成刚性较高的封闭截面构造的外后端托架570,因此,能够稳定地保持电池组200的后端部。
图60是示出固定有壳体固定用后臂460的下壳体300的后端部的构造的变形例的示意性的纵剖视图。也可以代替由多个构件构成的封闭截面构造,将具有封闭截面的单一构件(例如铝挤压件)590设置于下壳体300的后端部并对壳体固定用后臂460进行固定。
4-10.由外角加强件进行的外侧纵加强件与后端部的外部横向加强件的连接
例如如图24及图25所示,实施方式的电池组200利用弯曲的外角加强件660将外侧纵加强件650与后端部的外部横向加强件560连接。外角加强件660的棱线及谷线的形状弯曲地形成为沿着外侧纵加强件650及外部横向加强件560的棱线及谷线的形状。由此,在载荷从车辆100的后方作用于外部横向加强件560的情况下,能够一边抑制应力集中,一边从沿左右方向延伸的外部横向加强件560向沿前后方向延伸的外侧纵加强件650高效地传递作用的载荷。
4-11.由多重加强件进行的电池堆的支承
例如如图13、图15及图16所示,实施方式的电池组200在底部面板301将内部横向加强件320与外部横向加强件530重叠地焊接,并且在底部面板301将外部横向加强件530与外部中央纵加强件610重叠地焊接。像这样,通过将多块加强件重叠地与底部面板301接合,从而能够提高下壳体300的刚性,并能够稳定地支承电池堆900。
另外,例如如图13及图32所示,实施方式的电池组200并未将电池堆900直接固定在底部面板301上,而是将电池堆900固定于内部横向加强件320。根据这样的结构,能够抑制载荷直接传递到电池堆900。
4-12.由外部横向加强件及外部纵向加强件进行的电池组的保护
例如如图40及图42所示,实施方式的车辆100的车身构造利用多个外部横向加强件和外部纵向加强件对电池组200的底面进行加强。在如图61所示那样车辆100的底面碰撞到道路2上的障碍物4的情况下,这些加强件作为用于保护电池组200免受由障碍物4引起的冲击的保护构件发挥功能。另外,通过在配置成框状的多个外部横向加强件和外部纵向加强件的下方设置图43所示的底盖195,从而还能够进一步抑制冲击施加于电池组200。
另外,如图61所示,由于前轮103及后轮104和配置在前轮103与后轮104之间的电池组200的位置关系,在通常行驶时,与后侧相比,电池组200的从中央到前侧的部分更容易猛烈地撞击底面。关于这一点,例如如图7所示,在实施方式的电池组200中,对前侧进行加强的外部横向加强件510、520、530间的配置密度比对底部面板301的后侧进行加强的外部横向加强件540、550、560间的配置密度高。另外,例如如图13所示,固定于地板下侧加强件120的后部120a的外部横向加强件530配置在电池堆900的正下方。
4-13.导风板在内部横向加强件上的配置
例如如图27~图29所示,实施方式的电池组200在内部横向加强件320上配置有使从送风管道702、704输送的风向电池堆900流动的导风板712、722。更详细而言,沿电池组200的前后方向排列支承腿390和导风板712、722,并使之与分隔托架340接合。根据这样的结构,能够有效地利用电池组200内的空间。
4-14.由送风管道进行的电池堆的保护
例如如图26所示,实施方式的电池组200在多个电池堆900的宽度方向外侧沿着电池组200的前后方向配置有送风管道702、704、705、706。在侧面冲击载荷从宽度方向外侧作用于电池组200的情况下,这些送风管道702、704、705、706中的至少任一个可以吸收冲击。由此,能够减轻向电池单元901输入的冲击。
4-15.左右的空气分配部的交替配置
例如如图26所示,在实施方式的电池组200中,在从电池组200的宽度方向中央沿前后方向观察时,在左右的送风管道702、704交替地配置有空气分配部711、721。另外,虽然未进行图示,但在左右的第二地板送风管道705、706也交替地配置有空气分配部711、721。根据这样的空气分配部711、721的配置,能够减少左右的送风管道702、704及左右的第二地板送风管道705、706各自的空气分配部711、721的数量,并能够降低压力损失。换言之,在左右的送风管道702、704及左右的第二地板送风管道705、706中,到与鼓风机700相反的一侧的端部为止,能够高效地进行送风。另外,通过如上述那样配置空气分配部711、721,从而能够减小右送风管道702与左送风管道704的压力损失量之差。结果,能够减小施加于左右的鼓风机700的负荷量之差。
4-16.从空气分配部侧向相反侧的导风板的倾斜配置
例如如图62所示,实施方式的电池组200具备导风板712、722,所述导风板712、722的后壁715、725以从各个空气分配部711、721侧朝向相反侧而与电池堆900的背面的距离变近的方式倾斜。从空气分配部711、721向电池组200的内侧吹出的冷却风由导风板712、722引导并被输送到电池堆900的背面,但通过导风板712、722的后壁715、725的倾斜,可以抑制电池堆900的长边方向上的冷却风供给的偏差。结果,能够减小靠近空气分配部711、721的电池单元901与远离空气分配部711、721的电池单元901的冷却量之差。
5.其他
在上述实施方式中,在骨架构件、加强构件的大部分中使用具有帽形的截面形状的构件,但在车辆100为碳素体或轻金属体的车辆的情况下,也可以不是具有帽形的截面形状的构件。另外,在上述实施方式中,在构件间的接合的大部分中使用基于焊接的接合、基于紧固件的接合,但根据接合场所,既可以将焊接代替为紧固,也可以相反地将紧固代替为焊接。根据构件的材质,例如也可以利用粘接剂进行接合。
Claims (19)
1.一种电池组,其设置于车辆的地板下方,所述电池组的特征在于,具备:
下壳体,所述下壳体载置有电池堆并固定于所述地板下方;
上壳体,所述上壳体安装于所述下壳体;
支承构件,所述支承构件从设置于所述下壳体的内侧且并非所述下壳体的内表面的刚性体向上方延伸,并从背面支承所述上壳体;以及
弹性构件,所述弹性构件设置于所述上壳体的表面,并被夹在所述上壳体与所述地板的下表面之间,
所述支承构件在所述电池组的宽度方向上的中央部从背面支承所述上壳体,
多个所述支承构件沿所述电池组的前后方向设置,所述弹性构件被配置成在侧面观察所述电池组时所述电池组的前后方向上的所述弹性构件的位置位于相邻的两个所述支承构件之间,并且,
多个所述支承构件沿所述电池组的宽度方向设置,所述弹性构件被配置成在正面观察所述电池组时所述电池组的宽度方向上的所述弹性构件的位置位于相邻的两个所述支承构件之间。
2.根据权利要求1所述的电池组,其特征在于,
在所述上壳体的背面设置有向下方突出的肋,
所述上壳体利用所述支承构件支承所述肋。
3.根据权利要求2所述的电池组,其特征在于,
多个所述肋相互分离地配置,电缆在所述肋之间通过。
4.根据权利要求1所述的电池组,其特征在于,
在所述上壳体的背面,沿所述电池组的前后方向设置有向下方突出的多个肋,
所述上壳体利用所述支承构件支承多个所述肋,
所述弹性构件被配置成在侧面观察所述电池组时所述电池组的前后方向上的所述弹性构件的位置位于相邻的两个所述肋之间。
5.根据权利要求1所述的电池组,其特征在于,
在所述上壳体的背面,沿所述电池组的宽度方向设置有向下方突出的多个肋,
所述上壳体利用所述支承构件支承多个所述肋,
所述弹性构件被配置成在正面观察所述电池组时所述电池组的宽度方向上的所述弹性构件的位置位于相邻的两个所述肋之间。
6.根据权利要求2所述的电池组,其特征在于,
在所述电池组的宽度方向的中央,多个所述支承构件沿所述电池组的前后方向配置有两列,
在配置成两列的多个所述支承构件的上端部架设有沿所述电池组的前后方向延伸的中心板,
所述肋与所述中心板抵接。
7.根据权利要求6所述的电池组,其特征在于,
在所述中心板的所述电池组的宽度方向的两端部形成有与所述肋相接的平坦的面,
在所述中心板的所述电池组的宽度方向的中央部形成有供电缆通过的凹陷部。
8.根据权利要求1所述的电池组,其特征在于,
所述上壳体形成为所述电池组的前后方向的前部低且后部高的台阶状,利用所述支承构件支承所述前部与所述后部中的至少在所述电池组的前后方向上长度较长的一方。
9.根据权利要求1所述的电池组,其特征在于,
所述支承构件是将与所述电池组的上下方向垂直的截面加工成帽形状的板。
10.根据权利要求1所述的电池组,其特征在于,
所述电池组具备内侧横加强构件,所述内侧横加强构件设置于所述下壳体的内侧,并沿所述电池组的宽度方向延伸,
所述支承构件固定于所述内侧横加强构件。
11.根据权利要求10所述的电池组,其特征在于,
所述电池组具备托架,所述托架沿所述电池组的宽度方向延伸,并通过紧固件与所述内侧横加强构件接合,
所述支承构件与所述托架接合。
12.根据权利要求11所述的电池组,其特征在于,
多个所述内侧横加强构件沿所述电池组的前后方向排列配置,
多个所述电池堆使其长边方向朝向所述电池组的宽度方向,并配置在沿所述电池组的前后方向排列的两个所述内侧横加强构件之间,
多个所述电池堆中的每一个在所述电池堆的短边方向的两侧具备多个爪部,通过利用所述内侧横加强构件和所述托架夹着多个所述爪部,从而固定于所述内侧横加强构件。
13.根据权利要求10所述的电池组,其特征在于,
所述电池组具备外侧横加强构件,所述外侧横加强构件设置于所述下壳体的外侧,并沿所述电池组的宽度方向延伸,
多个所述内侧横加强构件与多个所述外侧横加强构件在所述电池组的前后方向上交替地配置,
所述外侧横加强构件中的每一个与所述下壳体一起接合于相邻的两个所述内侧横加强构件。
14.根据权利要求13所述的电池组,其特征在于,
所述外侧横加强构件中的每一个通过焊接与所述下壳体一起接合于相邻的两个所述内侧横加强构件。
15.根据权利要求13或14所述的电池组,其特征在于,
所述电池组具备外侧纵加强构件,所述外侧纵加强构件设置于所述下壳体的外侧,并沿所述电池组的长边方向延伸,
所述外侧纵加强构件在其与所述下壳体之间夹着多个所述外侧横加强构件,并与多个所述外侧横加强构件一起接合于所述下壳体。
16.根据权利要求15所述的电池组,其特征在于,
所述外侧纵加强构件通过焊接与多个所述外侧横加强构件一起接合于所述下壳体。
17.根据权利要求16所述的电池组,其特征在于,
在所述电池组的宽度方向的中央沿所述电池组的前后方向排列配置有多个所述支承构件,
所述外侧纵加强构件设置于排列配置的多个所述支承构件的下方。
18.根据权利要求1所述的电池组,其特征在于,
所述上壳体与所述支承构件利用紧固件接合。
19.一种车辆,其特征在于,具备:
电池组,所述电池组设置于车辆的地板下方;以及
弹性构件,所述弹性构件夹在所述地板的下表面与所述电池组之间,
所述电池组具备:
下壳体,所述下壳体载置有电池堆并固定于所述地板下方;
上壳体,所述上壳体安装于所述下壳体,且在表面载置有所述弹性构件;以及
支承构件,所述支承构件从设置于所述下壳体的内侧且并非所述下壳体的内表面的刚性体向上方延伸,并从背面支承所述上壳体,
所述弹性构件设置于所述上壳体的表面,并被夹在所述上壳体与所述地板的下表面之间,
所述支承构件在所述电池组的宽度方向上的中央部从背面支承所述上壳体,
多个所述支承构件沿所述电池组的前后方向设置,所述弹性构件被配置成在侧面观察所述电池组时所述电池组的前后方向上的所述弹性构件的位置位于相邻的两个所述支承构件之间,并且,
多个所述支承构件沿所述电池组的宽度方向设置,所述弹性构件被配置成在正面观察所述电池组时所述电池组的宽度方向上的所述弹性构件的位置位于相邻的两个所述支承构件之间。
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