CN114571974A - 电池支承结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池支承结构，在面板上配置电池的电池搭载结构中，抑制面板的前后方向及左右方向上的复合变形而引起的电池的机械耐久性的降低。电池支承结构具有：大致矩形的面板(66)，其固定在车体(12)的地板面板(34)的下侧，载置电池(62)；梁(86)，其固定于面板(66)，在电池(62)的下方沿前后方向延伸，从下方支承电池(62)；以及上部横梁(92)，其固定于面板(62)，在电池(62)的上方沿左右方向延伸，电池(62)固定在上部横梁(92)与梁(96)之间。

Description

电池支承结构

技术领域

本发明涉及一种电池支承结构，更详细而言，涉及用于将电池安装于汽车车体的电池支承结构。

背景技术

作为电池相对于电动汽车等的车体的搭载结构，已知以下这样的结构：在配置于地板面板的下方的盘状的电池搭载面板(壳体)上配置电池(电池组)，在电池搭载面板上接合有在左右的侧边梁之间延伸的横梁，在地板面板形成有与横梁平行地延伸的凹条部，横梁与凹条部通过螺栓而紧固(例如专利文献1)。

现有技术文献

专利文献1：JP2017-193288A

发明内容

发明要解决的课题

在电池被配置于电池搭载面板上的电池的搭载结构中，因行驶振动等在电池搭载面板上产生前后方向及左右方向上的复合变形，因电池搭载面板的变形，会有前后方向及左右方向上的复合载荷作用于电池。因此，电池的机械耐久性有可能降低。

本发明要解决的课题是，在电池被配置于电池搭载面板上的电池的搭载结构中，抑制因面板在前后方向及左右方向上的复合变形引起的电池的机械耐久性的降低。

用于解决课题的手段

本发明的一个实施方式的电池的搭载结构是用于将电池62安装于车体11的电池支承结构，其具有：大致矩形的电池搭载面板66，其固定在所述车体的地板面板13的下侧，载置所述电池；梁86，其固定于所述面板，在所述电池的下方沿前后方向延伸，从下方支承所述电池；以及上部横梁92，其固定于所述电池搭载面板，在所述电池的上方沿左右方向延伸，所述电池固定在所述上部横梁与所述梁之间。

根据该结构，抑制了因行驶振动等而在电池搭载面板上产生的前后方向及左右方向上的复合变形，抑制了该面板中产生的变形而引起的电池的机械耐久性的降低。

在上述电池支承结构中，优选地，所述上部横梁包括与所述电池的上表面抵接的抵接部，在所述抵接部处将所述电池固定于所述梁。

根据该结构，能够将电池移位的力由从电池的上部到下部的长的力矩臂承受，能够有效地抑制电池的移位。

在上述电池支承结构中，优选地，在所述面板上在前后方向上至少具有两个所述电池，所述上部横梁在彼此相邻的前后两个所述电池之间沿左右方向延伸，将前后两个所述电池固定于共同的所述梁。

根据该结构，有效地抑制了电池搭载面板在前后方向上产生变形。

在上述电池支承结构中，优选地，所述上部横梁还固定于所述地板面板。

根据该结构，上部横梁移位的力被上方的地板面板承受，从而更有效地抑制了电池搭载面板中产生的变形。

在上述电池支承结构中，优选地，所述电池支承结构还具有固定于所述地板面板的地板框架104，所述上部横梁还固定于所述地板框架。

根据该结构，上部横梁移位的力被上方的地板框架承受，从而更有效地抑制了电池搭载面板中产生的变形。

在上述电池支承结构中，优选地，所述电池支承结构还具有下部横梁84，该下部横梁固定于所述面板，在所述上部横梁的正下方位置相对于所述上部横梁平行地延伸，所述上部横梁借助所述下部横梁固定于所述面板。

根据该结构，能够可靠地进行上部横梁相对于电池搭载面板的固定，有效地抑制电池搭载面板在左右方向上产生变形。

在上述电池支承结构中，优选地，在所述上部横梁与所述下部横梁之间设置有柱部件94，所述上部横梁与所述下部横梁通过所述柱部件彼此连结。

根据该结构，上部横梁与下部横梁通过柱部件可靠地连结，即使在上部横梁与下部横梁之间存在距离，也抑制了在面板中产生的变形。

在上述电池支承结构中，优选地，所述电池支承结构还具有固定于所述地板面板的地板框架104，所述柱部件包括：下端，其固定于所述下部横梁；以及上端，其通过紧固部件98固定于所述上部横梁，所述紧固部件98包括上下贯通所述上部横梁的轴部98B，所述地板面板及所述地板框架通过与所述紧固部件的上端螺纹结合的螺栓106而固定于所述紧固部件。

根据该结构，上部横梁移位的力被上方的地板面板及地板框架承受，从而更有效地抑制了电池搭载面板中产生的变形。地板面板及地板框架通过螺栓的共同紧固而固定于紧固部件，因此实现了用于这些固定的部件的数量的削减。

在上述电池支承结构中，优选地，所述柱部件包括梯形部94B，梯形部94B在从前后方向观察时随着从上侧靠向下侧而左右方向的尺寸变大，所述柱部件在所述梯形部的下底处固定于所述下部横梁。

根据该结构，从下部横梁向柱部件输入的振动能量能够由柱部件94的梯形部的下底良好地承受，并且有效地抑制了面板在左右方向上产生变形。

在上述电池支承结构中，优选地，所述上部横梁及所述下部横梁包括比所述电池向左右外侧延伸的延伸部92D、84A，所述柱部件包括在所述延伸部处连结所述上部横梁与所述下部横梁的左右端配置的柱部件，在左右端配置的所述柱部件与所述电池之间配置有冷却配管100和电力配线102中的至少一方。

根据该结构，保护冷却配管及电力配线免受来自侧方的碰撞。

在上述电池支承结构中，优选地，在所述电池搭载面板上在左右方向上至少具有两个所述电池，所述梁包括在彼此相邻的左右两个所述电池之间沿前后方向延伸的梁，该梁从下方支承彼此相邻的左右两个所述电池并且固定这两个所述电池。

根据该结构，彼此相邻的左右两个电池通过共同的梁彼此连结，抑制了电池的左右方向的倾倒，并且抑制了因行驶振动等引起的电池搭载面板的左右方向的变形的产生。

发明效果

根据本发明的电池支承结构，抑制了电池搭载面板的前后方向和左右方向上的复合变形的产生，抑制了由电池搭载面板的变形引起的电池的机械耐久性的降低。

附图说明

图1是示出应用了本发明的电池支承结构的电动汽车的一个实施方式的仰视图。

图2是本实施方式的电池支承结构的立体图。

图3是沿图2的III-III线的剖视图。

图4是沿图2的IV-IV线的剖视图。

图5是本实施方式的电池支承结构的主要部分的放大剖视图。

图6是沿图5的VI-VI线的剖视图。

图7是本实施方式的电池支承结构的局部放大剖视图。

图8是本实施方式的电池支承结构的立体图。

标号说明

10：电动汽车；

12：车体；

14：侧边梁；

16：中间横梁；

18：前侧梁；

20：前横梁；

22：支架；

24：前轮；

26：后侧梁；

28：后端横梁；

30：后横梁；

32：后轮；

34：地板面板；

60：电源装置；

62：电池；

62A：肩部；

64：电池支承结构；

66：盘部件(电池搭载面板)；

66A：底板；

66B：侧壁；

66C：凸缘部；

68：框架部件；

68A：前部部件；

68B：后部部件；

68C：侧部部件；

68D：后部倾斜部件；

72：前部托架；

74：螺栓；

76：后部托架；

78：连结片；

84：下部横梁；

84A：延伸部；

86：梁；

88：螺栓；

90：螺母；

92：上部横梁；

92B：凸缘部(抵接部)；

92C：贯通孔；

92D：延伸部；

94：柱部件；

94A：螺纹孔；

94B：梯形部；

96：调节环；

96A：中心孔；

98：紧固部件；

98A：头部；

98B：轴部；

98C：螺纹部；

98D：螺纹孔；

100：冷却配管；

102：电力配线；

104：地板框架；

104A：框架主体；

104B：加强件；

104C：开口；

106：螺栓；

112：顶罩；

112A：贯通孔；

114：橡胶衬套。

具体实施方式

以下，参照图1～图8说明本发明的电池支承结构的一个实施方式。

如图1所示，电动汽车10具有以下部分作为构成车体12的骨架的部件：左右的侧边梁14，它们沿前后方向延伸；中间横梁16，其沿左右方向延伸，并包括接合在各侧边梁14的前端附近的左右端；左右的前侧梁18，它们包括与中间横梁16接合的后端，比中间横梁16向前方延伸；以及前横梁20，其包括与各前侧梁18的前端接合的左右端。各前横梁20的后端附近通过左右的支架22而与对应的侧边梁14的前端接合。

各前侧梁18通过前悬架装置(未图示)支承左右的前轮24。

电动汽车10还具有以下部分作为构成车体12的骨架的部件：左右的后侧梁26，它们沿前后方向延伸，包括与对应侧的侧边梁14的后端接合的前端；后端横梁28，其沿左右方向延伸，并与各后侧梁26的后端接合；以及后横梁30，其沿左右方向延伸，包括与各后侧梁26的中间部接合的左右端。

各后侧梁26通过后悬架装置(未图示)支承左右的后轮32。

在左右的侧边梁14之间固定有地板面板34(参照图5、图6及图8)。

在左右的侧边梁14之间的地板面板34的下侧安装有电源装置60。参照图2～图7详细说明电源装置60。

电源装置60包括用于将大致长方体形状的多个电池(二次电池组)62安装于车体12的电池支承结构64。

电池支承结构64具有大致矩形的电池搭载面板66，该电池搭载面板66大致水平地配置在地板面板34的下侧，在电池搭载面板66的上侧搭载有多个电池62。电池搭载面板66是构成盘部件的冲压成型品，该盘部件包括底板66A、从底板66A的外缘立起设置的侧壁66B、以及从侧壁66B的上缘向外侧延伸的凸缘部66C。在下文中，有时将电池搭载面板66称为盘部件66。

在盘部件66的外周围设置有从下方支承凸缘部66C的框状的框架部件68。框架部件68包括：箱形截面形状的前部部件68A和后部部件68B，它们沿左右方向延伸；箱形截面形状的左右的侧部部件68C，它们沿前后方向延伸，包括与前部部件68A的端部接合的前端；以及左右的箱形截面形状的后部倾斜部件68D(参照图1)，它们包括与各侧部部件68C的后端接合的前端，从该前端向后方且向内方倾斜地延伸，后端与后部部件68B的端部接合。

凸缘部66C固定于前部部件68A、后部部件68B以及左右的侧部部件68C。

在前部部件68A的左右两个部位安装有前部托架72。如图1所示，各前部托架72通过螺栓74固定于中间横梁16。在后部部件68B的左右两个部位安装有后部托架76。如图1所示，各后部托架76借助连结片78而固定于后横梁30。各侧部部件68C固定于对应侧的侧边梁14的底部。

由此，盘部件66与框架部件68一起大致水平地配置在地板面板34的下侧，并经由框架部件68而固定于车体12。

框架部件68具备比盘部件66高的弯曲刚性，通过使用框架部件68，能够以高刚性可靠地进行盘部件66向车体12的安装。

在盘部件66的底板66A上，通过焊接等固定有由挤压成型品形成的帽形截面形状的下部横梁84，该下部横梁84在左右的侧壁66B之间沿左右方向延伸。下部横梁84位于底板66A的前后方向的大致1/2的位置，将盘部件66上的电池62的搭载空间前后分割为两部分。

在前侧的侧壁66B与下部横梁84之间以及在后侧的侧壁66B与下部横梁84之间，分别以将底板66A在左右方向上等分的方式，有多个梁86彼此平行地沿前后方向延伸。各梁86通过冲压成型而构成为帽形截面形状，通过焊接等固定于盘部件66的底板66A上。各梁86和下部横梁84在底板66A上沿彼此正交的方向延伸。

在左右方向上相邻的梁86上，在下部横梁84的前后两列排列配置有左右四个电池62。各电池62在前后具有肩部62A，如图6及图7所示，沿上下方向贯通各肩部62A及梁86的螺栓88与焊接于梁86的底部的螺母90螺纹结合，由此各电池62被固定于对应的梁86。

各梁86从下方支承对应的电池62，并且固定对应的电池62。除了左右两端的梁86之外的其他各梁86从下方支承彼此相邻的左右两个电池，并且固定这两个电池62。

由此，彼此相邻的左右两个电池62通过共用的梁86彼此连结，抑制了电池62的左右方向的倾倒，并且抑制了由行驶振动等引起的盘部件66的左右方向的变形的产生。

在盘部件66的底板66A的上方配置有上部横梁92，该上部横梁92在电池的上方以跨彼此相邻的前后的电池62的方式沿左右方向延伸。上部横梁92在下部横梁84的正上方相对于下部横梁84平行地延伸。换言之，下部横梁84在上部横梁92的正下方位置相对于上部横梁92平行地延伸。由此，各梁86与下部横梁84及上部横梁92在底板66A上沿彼此正交的方向延伸。

如图5及图6所示，上部横梁92是挤压成型品，其具有箱形截面形状的主体部92A及从主体部92A的下部向前后两侧延伸的凸缘部92B。凸缘部92B以底面与前后的各电池62的前侧及后侧的肩部62A的上表面抵接，即，构成与电池62的上表面抵接的抵接部，通过利用螺栓88进行的共同紧固，将各电池62固定于对应的梁86。

由此，前后左右的共计8个电池62在肩部62A处通过上部横梁92彼此连结。该电池62与上部横梁92之间的连结在盘部件66的底板66A的前后方向上的大致1/2的位置进行。由此，盘部件66的膜振动的前后方向的跨度变短，盘部件66的膜振动减轻。

在下部横梁84上，在左右方向上隔开间隔地配置有多个柱部件94。各柱部件94是在下侧包括梯形部94B的铸造件，该梯形部94B在从前后方向观察时随着从上侧靠向下侧而左右方向的尺寸变大，各柱部件94在梯形部94B的下底通过焊接等固定于下部横梁84。

由此，各柱部件94相对于下部横梁84的固定面积(焊接部的左右的间隔及全长)相比于柱部件94的下侧为矩形的情况而增大，柱部件94相对于下部横梁84的固定强度增大。

在各柱部件94的上部螺纹结合有调节环96。各调节环96以上表面与上部横梁92的主体部92A的下表面抵接，补偿上部横梁92与各柱部件94之间的上下方向上的间隔的变动。

在上部横梁92的主体部92A，在与各柱部件94对应的位置形成有上下的贯通孔92C。在各贯通孔92C中贯通有紧固部件98的轴部98B，该紧固部件98具有以下表面与主体部92A的上表面抵接的头部98A。各紧固部件98进一步上下贯通对应的调节环96的中心孔96A，设置在各紧固部件98的下端的螺纹部98C与对应的柱部件94的螺纹孔94A螺纹结合。

即，各柱部件94包括固定于下部横梁84的下端和通过紧固部件98而隔着调节环96固定于上部横梁92的上端。

换言之，柱部件94与调节环96一起设置在上部横梁92与下部横梁84之间，并将上部横梁92与下部横梁84彼此连结。即，上部横梁92借助柱部件94及调节环96固定于下部横梁84。

下部横梁84固定于盘部件66的底板66A，因此上部横梁92借助柱部件94、调节环96及下部横梁84而固定于盘部件66的底板66A。

如图2及图4所示，下部横梁84及上部横梁92包括比左右两侧的电池62更向左右外侧延伸的延伸部84A、92D。多个柱部件94中的配置在左右端的两个柱部件94在延伸出的延伸部84A、92D处与下部横梁84和上部横梁92连结。

由此，在左右端配置的柱部件94与电池62之间形成空间。用于冷却电池62的冷却配管100及电力配线102通过该空间。通过该结构，保护冷却配管100及电力配线102免受来自侧方的碰撞。

在框架部件68安装有顶罩112。顶罩112呈上下翻转的盘形状，内置盘部件66上的全部电池62及上部横梁92等。

如图5及图6所示，在顶罩112的与各紧固部件98对应的部分形成有贯通孔112A。在各贯通孔112A中卡合有与各紧固部件98的头部98A的外周嵌合的橡胶衬套114。由此，保持了顶罩112内侧的电池62的容纳空间的气密性。

如图8所示，在地板面板34的上表面固定有成为加强部件的地板框架104，该地板框架104用于将座椅(未图示)安装于地板面板34。地板框架104包括框架主体104A和与框架主体104A的下表面接合的加强件104B。

如图5所示，上部横梁92通过螺栓106而与地板面板34一起固定于加强件104B，该螺栓106与各紧固部件98和形成于各紧固部件98的头部98A的螺纹孔98D螺纹结合。换言之，各螺栓106将地板面板34及地板框架104通过共通紧固而固定于紧固部件98的头部98A。由此，由于它们的固定，换言之，能够实现连结地板面板34及地板框架104与紧固部件98所需的部件数量的削减。

另外，在框架主体104A上，在与各紧固部件98对应的位置形成有开口104C。由此，将开口104C作为入孔，从底板面板34的上侧、即车厢内侧来进行螺栓106相对于紧固部件98的紧固。

如上所述，通过沿前后方向延伸的梁86和沿左右方向延伸的上部横梁92，将电池62相对于盘部件66固定，因此，抑制了因行驶振动等而在盘部件66上产生的前后方向及左右方向上的复合变形，抑制了因在该盘部件66上产生的变形而引起的电池62的机械耐久性的降低。

而且，下部横梁84与上部横梁92彼此连结，通过上部横梁92的凸缘部92B从上侧按压电池62的上部(肩部62A的上表面)，将电池62的下部固定在梁86上，因此，电池62移位的力由从电池62的上部到下部的长的力矩臂承受，有效地抑制了电池62移位。此外，前后的电池62通过上部横梁92彼此连结，由此有效地抑制了盘部件66在前后方向上产生变形。

此外，上部横梁92与下部横梁84通过柱部件94而可靠地连结，即使在上部横梁92与下部横梁84之间存在距离，也抑制了在电池搭载面板66中产生的变形。并且，柱部件94相对于下部横梁84的固定面积相比于柱部件94的下侧为矩形的情况较大，由此，从下部横梁84输入到柱部件94的振动能量由柱部件94的下表面(梯形部94B的下底)良好地承受，并且有效地抑制了盘部件66在左右方向上产生变形。

此外，上部横梁92通过柱部件94、调节环96、紧固部件98和螺栓106固定于地板面板34和地板框架104，因此，上部横梁92移位的力由比上部横梁92靠上方的地板面板34和地板框架104承受。由此，进一步有效地抑制了在盘部件66上产生的变形。

以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但若为本领域技术人员则容易理解的是，本发明并不限定于这样的实施方式，可以在不脱离本发明的主旨的范围内适当变更。

例如，在上述实施方式中，为了便于说明，多个梁86沿前后方向延伸，下部横梁84及上部横梁92沿左右方向延伸，但也可以是多个梁86作为横梁沿左右方向延伸，下部横梁84及上部横梁92作为梁部件沿前后方向延伸。电池62的前后列数、各列的电池62的个数不限于图示的实施方式。

另外，上述实施方式所示的构成要素未必全部是必须的，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行适当取舍选择。

Claims (11)

1.一种电池支承结构，其用于将电池安装于车体，所述电池支承结构具有：

大致矩形的电池搭载面板，其固定在所述车体的地板面板的下侧，载置所述电池；

梁，其固定于所述电池搭载面板，在所述电池的下方沿前后方向延伸，从下方支承所述电池；以及

上部横梁，其固定于所述电池搭载面板，在所述电池的上方沿左右方向延伸，

所述电池固定在所述上部横梁与所述梁之间。

2.根据权利要求1所述的电池支承结构，其中，

所述上部横梁包括与所述电池的上表面抵接的抵接部，在所述抵接部处将所述电池固定于所述梁。

3.根据权利要求1或2所述的电池支承结构，其中，

在所述电池搭载面板上在前后方向上至少具有两个所述电池，

所述上部横梁在彼此相邻的前后两个所述电池之间沿左右方向延伸，将前后两个所述电池固定于共同的所述梁。

4.根据权利要求1或2所述的电池支承结构，其中，

所述上部横梁还固定于所述地板面板。

5.根据权利要求1或2所述的电池支承结构，其中，

所述电池支承结构还具有固定于所述地板面板的地板框架，

所述上部横梁还固定于所述地板框架。

6.根据权利要求1或2所述的电池支承结构，其中，

所述电池支承结构还具有下部横梁，该下部横梁固定于所述电池搭载面板，在所述上部横梁的正下方位置相对于所述上部横梁平行地延伸，

所述上部横梁借助所述下部横梁而固定于所述电池搭载面板。

7.根据权利要求6所述的电池支承结构，其中，

在所述上部横梁与所述下部横梁之间设置有柱部件，所述上部横梁与所述下部横梁通过所述柱部件而彼此连结。

8.根据权利要求7所述的电池支承结构，其中，

所述电池支承结构还具有固定于所述地板面板的地板框架，

所述柱部件包括：下端，其固定于所述下部横梁；以及上端，其通过紧固部件固定于所述上部横梁，所述紧固部件包括上下贯通所述上部横梁的轴部，

所述地板面板及所述地板框架通过与所述紧固部件的上端螺纹结合的螺栓而固定于所述紧固部件。

9.根据权利要求7所述的电池支承结构，其中，

所述柱部件包括梯形部，所述梯形部在从前后方向观察时随着从上侧靠向下侧而左右方向的尺寸变大，所述柱部件在所述梯形部的下底处固定于所述下部横梁。

10.根据权利要求7或8所述的电池支承结构，其中，

所述上部横梁及所述下部横梁包括比所述电池向左右外侧延伸的延伸部，所述柱部件包括在所述延伸部处连结所述上部横梁与所述下部横梁的左右端配置的柱部件，

在左右端配置的所述柱部件与所述电池之间配置有冷却配管和电力配线中的至少一方。

11.根据权利要求1或2所述的电池支承结构，其中，

在所述电池搭载面板上在左右方向上至少具有两个所述电池，

所述梁包括在彼此相邻的左右两个所述电池之间沿前后方向延伸的梁，该梁从下方支承彼此相邻的左右两个所述电池，并且将该两个所述电池固定。

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