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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft Fahrzeug-Befestigungsstrukturen eines Batteriepacks und insbesondere solche, durch die ein Raum effizient genutzt werden kann.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge, in denen ein Elektromotor als ihre Antriebsquelle eingebaut ist, versorgen im Fahrzeug eingebaute elektrische Vorrichtungen zusätzlich zu dem Elektromotor mit elektrischer Energie. In einem solchen Fahrzeug muss ein Batteriepack eingebaut werden, das mehrere Batterien mit großer Kapazität enthält.
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Ein Beispiel von Batteriepacks ist in eine konkave Aussparung eingesetzt, die in der Vorderwand ausgebildet ist (siehe zum Beispiel Patentdokument 1). Ein weiteres Beispiel ist eine Fahrzeug-Befestigungsstruktur, bei welcher ein Batteriepack, in dem mehrere Batterien enthalten sind, so auf der oberen Fläche eines Befestigungsrahmens befestigt ist, dass es an der Unterseite des Fahrzeugs aufgehängt ist (siehe zum Beispiel Patentdokument 2).
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[Patentdokument]
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- Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2010-89567
- Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2004-161158
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KURZDARSTELLUNG
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Um möglichst viel Platz im Fahrgastraum eines Fahrzeugs zu gewährleisten, gibt es viele Fahrzeuge, die jeweils ein Batteriepack aufweisen, das im Gepäckraum an der Rückseite (oder der Vorderseite) befestigt ist.
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Neuere Fahrzeuge sind so konzipiert, dass ausreichend Zwischenräume zwischen ihren äußeren Teilen und ihren inneren Komponenten sichergestellt sind; diese Zwischenräume dienen als Pufferräume, die bei einer Verformung der äußeren Teile eine Abfederung bewirken, falls ein Zusammenstoß des betreffenden Fahrzeugs mit einem Objekt erfolgt. Insbesondere ist es wünschenswert, dass ein großer Raum im Gepäckraum eines Fahrzeugs sichergestellt ist, um die Auswirkungen eines Heckaufpralls zu verringern.
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Falls jedoch ein Batteriepack mit großer Kapazität im Heck eines Fahrzeugs befestigt ist, kann sich das Batteriepack nahe bei den äußeren Teilen des Hecks des Fahrzeugs befinden, was einen kleinen Pufferraum zwischen den äußeren Teilen des Fahrzeugs und dem Batteriepack bei einer Kollision zur Folge hat.
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Zum Beispiel erfordert ein Batteriepack, welches in eine in der Vorderwand ausgebildete ausgehöhlte Aussparung eingesetzt ist, wie im Patentdokument 1 beschrieben, eine gewisse Menge an Raum vor dem Batteriepack, wodurch es schwierig ist, die Position des Batteriepacks wesentlich zum vorderen Ende des Fahrzeugs hin zu verschieben. Außerdem kann es im Patentdokument 2, da die Batterien am Heck des Fahrzeugs angeordnet sind, schwierig sein, einen stoßabsorbierenden Raum an der Rückseite der Batterien sicherzustellen.
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In einem Hybridfahrzeug sind eine Brennkraftmaschine und ein Elektromotor befestigt, und ein Abgasrohr, welches sich von der vorne befindlichen Brennkraftmaschine zum Heck des Fahrzeugs hin erstreckt, ist an einer Seite des Batteriepacks angeordnet. Das Abgasrohr kann üblicherweise über den Aufhängungsträger zur Oberseite des Fahrzeugs hin gebogen sein. Durch das Abgasrohr strömen Abgase mit hoher Temperatur, was eine höhere Wärmeeinwirkung auf das Batteriepack zur Folge hat.
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In Anbetracht der oben dargelegten Umstände ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeug-Befestigungsstruktur eines Batteriepacks bereitzustellen, welche in der Lage ist, die Wärmeeinwirkung eines Abgasrohres auf ein Batteriepack zu verringern und gleichzeitig einen ausreichenden stoßabsorbierenden Raum an der Rückseite des Batteriepacks sicherzustellen.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Fahrzeug-Befestigungsstruktur eines Batteriepacks bereitgestellt, in welchem eine Batterie, in der elektrische Energie zur Versorgung einer in einem Fahrzeug eingebauten elektrischen Vorrichtung gespeichert ist, untergebracht ist. Das Batteriepack ist in einem Raum befestigt, der unterhalb einer Bodenplatte angeordnet ist, während sich die rechte und die linke Seite des Raums zwischen Rädern befinden. Das Fahrzeug umfasst ein Paar aus einem rechten und einem linken Rahmenelement, die an einer Unterseite der Bodenplatte angeordnet sind und sich in einer Längsrichtung des Fahrzeugs erstrecken, ein Paar aus einer rechten und einer linken Aufhängung, welche die Räder an den Rahmenelementen abstützen, einen Aufhängungsträger, welcher die rechte und die linke Aufhängung verbindet, und ein Abgasrohr einer Brennkraftmaschine, wobei sich das Abgasrohr an einer Seite des Batteriepacks in der Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, wobei es nach oben über den Aufhängungsträger gebogen ist. Das Batteriepack umfasst ein Gehäuseoberteil und ein Gehäuseunterteil, die miteinander verbunden sind, um einen Unterbringungsraum für die Batterie zu bilden. Das Gehäuseober- und das Gehäuseunterteil umfassen jeweils einen flanschförmigen Öffnungsrand an einem Rand eines entsprechenden Öffnungsendes des Unterbringungsraums für die Batterie. Die flanschförmigen Öffnungsränder des Gehäuseober- und des Gehäuseunterteils sind miteinander verbunden, wobei ein Dichtelement sandwichartig zwischen den flanschförmigen Öffnungsrändern des Gehäuseober- und des Gehäuseunterteils angeordnet ist. Ein vorderer Abschnitt des flanschförmigen Öffnungsrandes sowohl des Gehäuseober- als auch des Gehäuseunterteils ist zwischen der rechten und der linken Aufhängung angeordnet. Eine Ecke des vorderen Abschnitts ist mit einem geneigten Flansch ausgebildet, und der geneigte Flansch ist schräg nach innen und nach vorn geneigt.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Batteriepack an den Rahmenelementen über einen Hilfsrahmen gehalten, und der Hilfsrahmen ist einer Seite der Öffnungsränder des Batteriepacks zugewandt und ist als eine Rahmenform ausgebildet, welche einen Außenumfang des Batteriepacks umgibt.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Abschnitt der Öffnungsränder, der sich an einer Rückseite eines gebogenen Abschnitts des Abgasrohres befindet, so angeordnet, dass er höher als das Abgasrohr ist, und der Hilfsrahmen ist zwischen dem Abschnitt der Öffnungsränder und dem Abgasrohr angeordnet.
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Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Batteriepack durch den Hilfsrahmen, an welchem eine Unterseite der Öffnungsränder befestigt ist, fest an den Rahmenelementen gehalten.
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Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Batteriepack in einer Öffnung befestigt, welche sich in der Bodenplatte öffnet, welche als ein Boden eines Gepäckraums auf einer hinteren Seite des Fahrzeugs dient.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der vordere Abschnitt des Batteriepacks zwischen der rechten und der linken Aufhängung angeordnet. Dies stellt einen ausreichenden stoßabsorbierenden Raum zwischen dem Batteriepack und äußeren Teilen sicher, die an der Rückseite des Batteriepacks angeordnet sind. Zusätzlich ist eine Ecke des vorderen Abschnitts des Öffnungsrandes mit dem geneigten Flansch ausgebildet, welcher schräg nach innen und nach vorn geneigt ist. Dies verringert eine Wärmeeinwirkung von dem Abgasrohr auf das Dichtelement, das sandwichartig von den Öffnungsrändern umschlossen wird.
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Das oben beschriebene Batteriepack kann unter Verwendung des eine Rahmenform aufweisenden Hilfsrahmens sicher befestigt werden, und der Hilfsrahmen kann in der Richtung der Wärmeemission ausgerichtet werden, was eine weitere Verringerung einer Wärmeeinwirkung von dem Abgasrohr auf das Dichtelement zur Folge hat.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Andere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Es zeigen:
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1 eine schematische perspektivische Seitenansicht einer Fahrzeug-Befestigungsstruktur eines Batteriepacks in der Gesamtansicht eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 eine vergrößerte perspektivische Seitenansicht eines Teils der in 1 dargestellten Fahrzeug-Befestigungsstruktur;
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3 eine Draufsicht der hinteren Seite der Fahrzeug-Befestigungsstruktur auf der Höhe der Bodenplatte von ihrer Oberseite aus;
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4 eine Unteransicht der hinteren Seite der Fahrzeug-Befestigungsstruktur auf der Höhe der Bodenplatte von ihrer Unterseite aus;
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5 eine vergrößerte perspektivische Seitenansicht eines Teils des Batteriepacks und seiner Umgebung im Heckbereich von einer Seite;
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6 eine vergrößerte perspektivische Vorderansicht eines Teils des Batteriepacks und seiner Umgebung am Heck des Fahrzeugs von vorn;
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7 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, welche schematisch den Einbau des Batteriepacks in einen Hilfsrahmen des Batteriepacks darstellt; und
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8 eine Unteransicht, die eine Dichtungsstruktur des Batteriepacks zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten 1 bis 8 detailliert beschrieben. 1 bis 8 zeigen eine Ausführungsform eines auf einem Fahrzeug befestigen Batteriepacks gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß 1 und 2 ist ein Fahrzeug 100 so konstruiert, dass eine Bodenplatte 105, auf welcher ein Vordersitz 101 und ein Rücksitz 102 befestigt sind, den Boden eines Fahrgastraums R bildet. Der hintere Teil des Fahrgastraums R stellt einen Gepäckraum L dar, der geöffnet werden kann, indem eine Heckklappe 109 geöffnet oder geschlossen wird. Das Fahrzeug 100 ist als Schrägheck-Hybridfahrzeug konstruiert, in dem ein Batteriepack 10 mit großer Kapazität vorgesehen ist, das im Gepäckraum L angebracht ist.
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Insbesondere ist das Hybridfahrzeug in der Lage, durch das Batteriepack 10 elektrische Energie einer Klimaanlage (als ein Beispiel einer elektrischen Last) zuzuführen, um zu bewirken, dass die Klimaanlage die Klimatisierung des Fahrgastraums R durchführt; in der Zeichnung ist diese Funktion nicht dargestellt. Das Hybridfahrzeug ist außerdem in der Lage, auf der Basis der Antriebsleistung, die von einer Brennkraftmaschine geliefert wird, und derjenigen, die von dem Elektromotor geliefert wird, welcher mit der von dem Batteriepack 10 gelieferten elektrischen Energie betrieben wird, mit einer gewünschten Geschwindigkeit zu fahren; in der Zeichnung ist diese Funktion ebenfalls nicht dargestellt. Es ist anzumerken, dass bei dieser Ausführungsform als ein Beispiel der vorliegenden Erfindung das Hybridfahrzeug beschrieben wird, doch die vorliegende Erfindung kann natürlich auch auf ein Elektrofahrzeug angewendet werden, welches allein auf der Basis der von einem Elektromotor gelieferten Antriebskraft fährt.
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Das Batteriepack 10 ist derart ausgebildet, dass ein Öffnungsrand 11a eines Gehäuseoberteils 11 und ein Öffnungsrand 12a eines Gehäuseunterteils 12 einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei sie einen Raum darin bilden, welcher mehrere Reihen aus mehreren Batteriemodulen BM aufnimmt.
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Ein Teil des Gehäuseoberteils 11 ist so in einer Öffnung 105a der Bodenplatte 105 angeordnet, dass er höher als die Einbauhöhe der Bodenplatte 105 in dem Gepäckraum L des Fahrzeugs 100 positioniert ist. Der gesamte Teil des Gehäuseunterteils 12 ist so angeordnet, dass er tiefer als die Einbauhöhe der Bodenplatte 105 liegt. Eine Abdeckplatte 106 ist so in der Öffnung 105a eingebaut, dass sie relativ zur Bodenplatte 105 in Richtung des Gepäckraums L vorsteht. Die Abdeckplatte 106 deckt die Gehäuseoberteil-Seite des Batteriepacks 10 ab, so dass die Gehäuseoberteil-Seite nicht freiliegt. Es ist anzumerken, dass das gesamte Oberteil der Abdeckplatte 106 als ein Deckel ausgebildet ist, d. h. ein Servicedeckel 107. Durch Entfernen des Servicedeckels 107 (siehe 6) wird die Abdeckplatte 106 geöffnet, was die Durchführung von Wartungsarbeiten an Teilen, wie etwa einem Luftfilter 16, der später beschrieben wird, ermöglicht (siehe 3).
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Mehrere Sätze von auf zwei Ebenen gestapelten Batteriemodulen BM, welche horizontal parallel zueinander angeordnet sind, sind in dem Batteriepack 10 untergebracht und als eine Schaltung konstruiert, welche eine große Kapazität für die Speicherung elektrischer Energie aufweist. Durch die Konfiguration des Batteriepacks 10 wird ein Unterbringungsraum gebildet, welcher ermöglicht, mehrere Sätze von auf zwei Ebenen gestapelten Batteriemodulen BM im Inneren des Gehäuseober- und des Gehäuseunterteils 11 und 12 unterzubringen. Dies stellt eine ausreichende Speicherkapazität sicher, während der von dem Batteriepack 10 beanspruchte Raum in dem Gepäckraum L in der Fahrzeuglängsrichtung weitestmöglich verringert wird.
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In dem Batteriepack 10 ist ein Kühlgebläse 15 über einem an der Oberseite befindlichen Batteriemodul BM angeordnet. Das Kühlgebläse 15 bewirkt, dass Luft durch einen Luftfilter 16 hindurch in das Batteriepack 10 angesaugt wird, und es bewirkt, dass die angesaugte Luft über einen Abluftkanal 17 abgeführt wird, was zur Folge hat, dass die während der Entnahme und Einspeisung von Strom erzeugte Wärme abgeleitet wird.
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Das Batteriepack 10 ist so gestaltet, dass der Unterbringungsraum für die Reihen der Batteriemodule BM in das Gehäuseoberteil 11 und das Gehäuseunterteil 12 aufgeteilt ist. Der Öffnungsrand 11a des Gehäuseoberteils 11 und der Öffnungsrand 12a des Gehäuseunterteils 12, welche einander zugewandt sind, sind als jeweilige Flansche ausgebildet. Die Öffnungsränder 11a und 12a des Gehäuseober- und des Gehäuseunterteils 11 und 12 sind so gegenüberliegend angeordnet, dass sie aneinander gelegt werden können, was ein Schließen des Unterbringungsraums bewirkt. Die Öffnungsränder 11a und 12a des Gehäuseober- und des Gehäuseunterteils 11 und 12, welche von deren Außenumfängen als Flansche nach außen vorstehen, sind an der Fahrzeugkarosserie 100 befestigt, wobei die Öffnungsränder 11a und 12a auf einem Hilfsrahmen 21 angebracht sind, der später beschrieben wird. Somit sind das Gehäuseober- und das Gehäuseunterteil 11 und 12 fest abgestützt, ohne herausfallen zu können. In diesem Zustand ragt ein oberer Abschnitt des Gehäuseoberteils 11 des Batteriepacks 10 aus der Öffnung 105a heraus, welche in der Bodenplatte 105 des Gepäckraums L ausgebildet ist. Der Rand der Öffnung 105a der Bodenplatte 105 und derjenige der Öffnung 106a der Abdeckplatte 106 sind gegenüberliegend miteinander befestigt, so dass sie geschlossen sind.
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Mit Bezug auf 3 bis 6 umfasst das Fahrzeug 100 ein Paar aus einem rechten und einem linken Längsträger, d. h. Rahmenelemente 115, die unter der Bodenplatte 105 angeordnet sind, welche den Boden des Gepäckraums L bildet. An den jeweiligen Längsträgern 115 sind über ein Aufhängungssystem Räder 110 befestigt; das Aufhängungssystem besteht aus einem Aufhängungsträger 111, Schraubenfedern 117 und so weiter. Der Aufhängungsträger 111 weist Arme 112 auf, welche sich in Richtung des Hecks des Fahrzeugs erstrecken. Jeder der Aufhängungsarme 112 weist ein Basisende auf, das schwenkbar am rechten bzw. am linken Längsträger 115 gelagert ist. Der rechte und der linke Längsträger 115 sind so an beiden Seiten der Karosserie des Fahrzeugs 100 angeordnet, dass sie sich in der Fahrzeuglängsrichtung erstrecken. An dem Spitzenende jedes der Arme 112 ist jeweils eines der Hinterräder 110 drehbar gelagert.
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In dem Aufhängungsträger 111 ist ein Abschnitt eines der Arme 112, welcher sich in der Nähe eines entsprechenden Lagerdrehzapfens 112a befindet, durch ein Trägerelement 113 mit demjenigen des anderen der Arme 112 verbunden, welcher sich in der Nähe eines entsprechenden Lagerdrehzapfens 112a befindet. Eine Schraubenfeder 117 ist zwischen dem Abschnitt eines der Arme 112, welcher dem Trägerelement 113 benachbart ist, und einem entsprechenden Längsträger 115 angebracht. In ähnlicher Weise ist eine Schraubenfeder 117 zwischen dem Abschnitt des anderen der Arme 112, welcher dem Trägerelement 113 benachbart ist, und dem anderen der Längsträger 115 angebracht. Diese Konstruktion bietet den Insassen während der Fahrt des Fahrzeugs 100 Komfort. Es ist anzumerken, dass in 4 mit dem Bezugszeichen 117a ein Sitz für jede der Schraubenfedern 117 bezeichnet ist. Insbesondere ist in 4 dargestellt, wo die Schraubenfedern 117a angeordnet sind. Außerdem bezeichnet in 3 oder einer anderen Figur das Bezugszeichen 109a die Grenzlinie, welche die Position der Innenfläche der Hecktür 109 an der hinteren Seite darstellt.
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Das Fahrzeug 100 umfasst eine Brennkraftmaschine (nicht dargestellt), die zum Beispiel an der Vorderseite des Fahrzeugs 100 angeordnet ist. Ein Abgasrohr 118 ist so angeordnet, dass es sich in der Fahrzeuglängsrichtung erstreckt, und führt Abgas hoher Temperatur aus der Brennkraftmaschine ab.
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Insbesondere ist das Abgasrohr 118 so gebogen, dass es über dem Trägerelement 113 des Aufhängungsträgers 111 liegt, und erstreckt sich derart, dass es mit einem Schalldämpfer 119 verbunden ist. Das Abgasrohr 118 ist auf der rechten Seite des Fahrzeugs 100 zwischen der Schraubenfeder 117 und dem Batteriepack 10 angeordnet. Anders ausgedrückt, das Batteriepack 10, d. h. das Batteriepack 10 und die Montageöffnung 105a der Bodenplatte 105, sind bezüglich des Gepäckraums L nach links versetzt angeordnet, um einen Platz zu schaffen, wo das Abgasrohr 118 angeordnet ist.
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Das Batteriepack 10 weist einen vorderen Abschnitt 10a als seine Vorderseite auf, welche der Vorderseite des Fahrzeugs zugewandt ist. Der vordere Abschnitt 10a weist eine sich verjüngende Form auf, indem seine Ränder abgeschnitten sind, so dass sich der äußere Umriss des vorderen Abschnitts 10a in der verlängerten Ebene der Bodenplatte 105 verjüngt, d. h. die Breite des Umrisses des vorderen Abschnitts 105a wird schmaler, wo der vordere Abschnitt 10a zwischen dem Paar aus rechter und linker Schraubenfeder 117, d. h. rechter und linker Aufhängung, eingesetzt ist. Aus diesem Grunde ist die Öffnung 105a der Bodenplatte 105 auf der Karosserieseite des Fahrzeugs 100 mit einer sich verjüngenden Form ausgebildet, so dass die Form der Öffnung 105a schmaler wird, wo die Öffnung 105a zwischen die Schraubenfedern 117 eingesetzt ist.
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Insbesondere weist das Batteriepack 10 abgeschrägte äußere Flächen 10T an seinem vorderen Abschnitt 10a auf, und jede der abgeschrägten äußeren Flächen 10T ist zur Innenseite des Fahrzeugs hin geneigt, um einen Raum in Bezug auf eine jeweilige Schraubenfeder 117 sicherzustellen. Jede der abgeschrägten äußeren Flächen 10T verjüngt sich von einer entsprechenden Seite des Außenumfangs des Gehäuses zur Vorderseite desselben hin glatt und kontinuierlich, so dass jede der abgeschrägten äußeren Flächen 10T einer entsprechenden Schraubenfeder 117 mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen zugewandt ist.
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Die Bodenplatte 105 weist abgeschrägte Umfangsränder 105T im vorderen Bereich der Öffnung 105a auf; die abgeschrägten Umfangsränder 105T verlaufen entlang der jeweiligen abgeschrägten äußeren Flächen 10T des Batteriepacks 10. Daher verjüngt sich jeder der abgeschrägten Umfangsränder 105T glatt und kontinuierlich, so dass jeder der abgeschrägten Umfangsränder 105T von einer entsprechenden Schraubenfeder 117 beabstandet ist.
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Dies hat zur Folge, dass das Batteriepack 10 nahe der Rückseite des Rücksitzes 102, d. h. der Vorderseite des Fahrzeugs 100 in dem Gepäckraum L, angeordnet ist. Dies stellt einen größeren Pufferraum B im Gepäckraum L zwischen dem Batteriepack 10 und der Hecktür 109, d. h. dem äußeren Teil des Hecks, sicher, wodurch die Pufferwirkung bei einem Heckaufprall verbessert wird.
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Das Batteriepack 10 ist an einem Hilfsrahmen 21 befestigt. Der Hilfsrahmen 21 ist an Längsträgern 115 und einer Traverse 116, welche sich in der Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt, um die Längsträger 115 zu verbinden, befestigt, so dass das Batteriepack 10 an der Karosserie des Fahrzeugs 100 angebracht und befestigt ist.
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Der Hilfsrahmen 21 weist im Wesentlichen eine Kastenform auf, deren Umriss im Wesentlichen der Form jedes der Öffnungsränder 11a und 12a des Gehäuseober- und des Gehäuseunterteils 11 und 12 des Batteriepacks 10 entspricht. Insbesondere besteht der Hilfsrahmen 21 aus Querrahmen 22, Seitenrahmen 23, Neigungsrahmen 24 und einem Versatzrahmen 25. Der Hilfsrahmen 21 ist in einer Rahmenform hergestellt, indem die Rahmen 22 bis 25 zum Beispiel durch Schweißen fest verbunden werden.
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Die Querrahmen 22 sind als ein Paar aus einem vorderen und einem hinteren Element ausgebildet, die sich in der Fahrzeugbreitenrichtung erstrecken und in der Fahrzeuglängsrichtung beabstandet sind, so dass sie jeweiligen Breitenflanschen 10W gegenüberliegen (siehe 8). Die Breitenflansche 10W erstrecken sich in der Fahrzeugbreitenrichtung an den jeweiligen vorderen und hinteren Seiten der Öffnungsränder 11a und 12a des Gehäuseober- und des Gehäuseunterteils 11 und 12 des Batteriepacks 10, d. h. der Öffnung 105a der Bodenplatte 105.
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In ähnlicher Weise sind die Seitenrahmen 23 als ein Paar aus einem rechten und einem linken Element ausgebildet, die sich in der Fahrzeuglängsrichtung erstrecken und in der Fahrzeugbreitenrichtung getrennt sind, so dass sie jeweiligen Längsflanschen 10N der Öffnungsränder 11a und 12a gegenüberliegen (siehe 8). Die Längsflansche 10N erstrecken sich in der Fahrzeuglängsrichtung an den jeweiligen Seiten des Batteriepacks 10.
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Der linke Seitenrahmen 23L, welcher auf der linken Seite des Fahrzeugs angeordnet ist, ist durch Befestigungselemente 28 direkt an dem entsprechenden Längsträger 115 befestigt. Dagegen ist der rechte Seitenrahmen 23R, welcher auf der rechten Seite des Fahrzeugs angeordnet ist, an dem rechten Längsträger 115 durch Befestigungselemente 28 über den Versatzrahmen 25 befestigt, da das Batteriepack 10 in der versetzten Position angeordnet ist, um eine Störung mit dem Abgasrohr 118 und dem Schalldämpfer 119 zu vermeiden.
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Die Neigungsrahmen 24 sind ebenfalls als ein Paar aus einem rechten und einem linken Element ausgebildet, die an den jeweiligen Seiten der Vorderseite des vorderen Abschnitts 10a des Batteriepacks 10 geneigt sind, so dass sie jeweiligen geneigten Flanschen 105 der Öffnungsränder 11a und 12a gegenüberliegen (siehe 8). Die geneigten Flansche 105 sind so ausgebildet, dass sie entlang der jeweiligen abgeschrägten äußeren Flächen 10T des Batteriepacks 10 verlaufen. Die jeweiligen Längsenden jedes der Neigungsrahmen 24 sind mit einem entsprechenden Längsträger 115 und einer entsprechenden Traverse 116 durch die Befestigungselemente 28 verbunden.
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Der Versatzrahmen 25 umfasst einen parallelen Versatzrahmen 25a und ein Paar Verbindungs-Versatzrahmen 25b und 25c. Der parallele Versatzrahmen 25a ist so angeordnet, dass er sich auf der äußeren Seite des Abgasrohres 118 und des Schalldämpfers 119 in der Fahrzeugbreitenrichtung befindet. Der parallele Versatzrahmen 25a ist parallel zu dem rechten Seitenrahmen 23R (dem Batteriepack 10). Beide Enden des parallelen Versatzrahmens 25a sind mit dem rechten Seitenrahmen 23R über die jeweiligen Verbindungs-Versatzrahmen 25b und 25 verbunden.
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Insbesondere umgibt der Hilfsrahmen 21 kreisförmig den Außenseitenumfang des Batteriepacks 10 und ist mit den Längsträgern 115 und der Traverse 116 von ihren Unterseiten her durch die Befestigungselemente 28 fest verbunden. Der Hilfsrahmen 21 ist so ausgebildet, dass der rechte Seitenrahmen 23R zwischen den Öffnungsrändern 11a und 12a des Gehäuseober- und des Gehäuseunterteils 11 und 12 und entweder dem Abgasrohr 118 oder dem Schalldämpfer 119 in der vertikalen Richtung des Fahrzeugs 100 vorgesehen ist (siehe 5 und 6).
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Es ist anzumerken, dass verschiedene Abschnitte des Hilfsrahmens 21, welche jeweils vertikal von einem entsprechenden Längsträger 115 oder der Traverse 116, mit dem bzw. mit der sie zu verbinden sind, beabstandet sind, an diesen Elementen über stabförmige Elemente 28a befestigt sind, die als Abstandhalter zwischen ihnen dienen.
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An dem oben erwähnten Hilfsrahmen 21, der fest mit den Längsträgern 115 und der Traverse 116 verbunden ist, um eine ausreichende Festigkeit aufzuweisen, sind die Öffnungsränder 11a und 12a des Gehäuseober- und des Gehäuseunterteils 11 und 12 durch die Befestigungselemente 28 fest angebracht. Insbesondere sind die Außenseiten der abgeschrägten äußeren Flächen 10T, d. h. die Ränder, fest an den Neigungsrahmen 24 befestigt.
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Beim Einbau des Batteriepacks 10 in die Öffnung 105a der Bodenplatte 105 wird, wie in 7 dargestellt, das Batteriepack 10 durch den vorgefertigten Hilfsrahmen 21 abgestützt, während die Öffnungsränder 11a und 12a des Gehäuseober- und des Gehäuseunterteils 11 und 12 auf dem Hilfsrahmen 21 befestigt werden. Danach wird die aus dem Batteriepack 10 und dem Hilfsrahmen 21 bestehende Baugruppe von der Unterseite der Bodenplatte 105 her nach oben in die Öffnung 105a der Bodenplatte 105 eingebaut, so dass sie in der Abdeckplatte 106 angeordnet ist. Somit können das Batteriepack 10 und der Hilfsrahmen 21 leicht mit den Längsträgern 115 und der Traverse 116 zusammengebaut werden.
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Zusätzlich ist, wie in 8 dargestellt, in den Öffnungsrändern 11a und 12a des Gehäuseober- und des Gehäuseunterteils 11 und 12 des Batteriepacks 10 jeweils eine Dichtungsnut 32 ausgebildet, um ein Dichtelement 31 darin aufzunehmen. Die Dichtungsnuten 32 sind in der Nähe der Innenfläche 10I des Gehäuseoberteils 11 bzw. des Gehäuseunterteils 12 ausgebildet, wobei sie deren Innenfläche 10I umgeben.
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Insbesondere sind Bolzen von Befestigungselementen 33 in Durchgangsbohrungen der Befestigungselemente 33 eingesetzt; die Durchgangsbohrungen sind in jedem der Öffnungsränder 11a und 12a außerhalb der entsprechenden Dichtungsnut 32 ausgebildet. Mutter der Befestigungselemente 33 sind auf die jeweiligen Bolzen aufgeschraubt. Das Dichtelement 31 ist fluiddicht sandwichartig von den jeweiligen Öffnungsrändern 11a und 12a des Gehäuseober- und des Gehäuseunterteils 11 und 12 eingeschlossen, wodurch die Öffnungsränder 11a und 12a des Gehäuseober- und des Gehäuseunterteils 11 und 12 geschlossen sind.
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Das Batteriepack 10 ist in der Öffnung 105a der Bodenplatte 105 so angebracht, dass es in der links von der Mitte des Gepäckraums L befindlichen versetzten Position angeordnet ist, um eine Störung mit dem Abgasrohr 118 und dem Schalldämpfer 119 zu vermeiden. Außerdem sind die Öffnungsränder 11a und 12a des Gehäuseober- und des Gehäuseunterteils 11 und 12 als jeweilige Flansche ausgebildet, wobei sich die Flansche 11a und 12a bezüglich der entsprechenden Dichtungsnuten 32 nach außen erstrecken.
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Obwohl das Batteriepack 10 zwischen den Schraubenfedern 117 und in der Nähe eines gebogenen Abschnitts 118a des Abgasrohres 118 angeordnet ist, ermöglichen die abgeschrägten äußeren Flächen 10T des vorderen Abschnitts 10a des Batteriepacks 10, dass die geneigten Flansche 10S der Öffnungsränder 11a und 12a von den Schraubenfedern 117 und/oder dem gebogenen Abschnitt 118a des Abgasrohres 118 beabstandet sind. Dadurch wird eine Wärmeeinwirkung des Abgasrohres 118 auf das Dichtelement 31 auf ein Minimum reduziert.
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Der rechte Seitenrahmen 23R des Hilfsrahmens 21 ist zwischen dem Abgasrohr 118 oder dem Schalldämpfer 119 und dem entsprechenden Längsflansch 10N der Öffnungsränder 11a und 12a angeordnet; der entsprechende Längsflansch 10N ist höher als das Abgasrohr 118 oder der Schalldämpfer 119. Aus diesem Grunde ist es möglich, eine Wärmeeinwirkung auf die Öffnungsränder 11a und 12a des Gehäuseober- und des Gehäuseunterteils 11 und 12 und auf das Dichtelement 31 und die Dichtungsnut 32, die zwischen den Öffnungsrändern 11a und 12a angeordnet sind, zu verringern.
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Somit wird eine Verformung oder Beschädigung des Batteriepacks 10 infolge von Abgaswärme von dem Abgasrohr 118 vermieden, so dass eine Verminderung der Dichtleistung des Batteriepacks 10 verhindert wird. Insbesondere sind die außerhalb der abgeschrägten äußeren Flächen 10T angeordneten geneigten Flansche 10S der Öffnungsränder 11a und 12a des Gehäuseober- und des Gehäuseunterteils 11 und 12 durch die Befestigungselemente 33 sicher befestigt. Dies verhindert eine Verformung oder Beschädigung des Dichtelements 31 infolge einer Wärmeeinwirkung von Abgaswärme von dem Abgasrohr 118.
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Wie oben beschrieben, stellt die Verwendung der Konstruktion, bei welcher der flanschförmige Öffnungsrand 11a des Gehäuseoberteils 11 dem flanschförmigen Öffnungsrand 12a des Gehäuseunterteils 12 gegenüberliegt, einen Unterbringungsraum mit großem Fassungsvermögen sicher, in welchem gestapelte Batteriemodule BM untergebracht werden können. Dies hat einen kompakten horizontalen Querschnitt des Batteriepacks 10 zur Folge. Das Einsetzen des Batteriepacks 10 in die Öffnung 105a der Bodenplatte 105 von ihrer Unterseite her und das sandwichartige Einschließen der Öffnungsränder 11a und 12a durch den Hilfsrahmen 21 ermöglichen es, das Batteriepack 10 einfach, zuverlässig und sicher an der Karosserie des Fahrzeugs 100 zu befestigen.
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Der vordere Abschnitt 10a des Batteriepacks 10 ist mit den abgeschrägten äußeren Flächen 10T ausgebildet, was es ermöglicht, einen großen Pufferraum B an der hinteren Seite des Fahrzeugs 100 sicherzustellen, was eine Verbesserung der Pufferwirkung bei einem Heckaufprall zur Folge hat.
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Außerdem ermöglichen die abgeschrägten äußeren Flächen 10T des vorderen Abschnitts 10a des Batteriepacks 10, dass das Dichtelement 31, welches in den geneigten Flanschen 10S der Öffnungsränder 11a und 12a des Gehäuseober- und des Gehäuseunterteils 11 und 12 angeordnet ist, so weit wie möglich von dem gebogenen Abschnitt 118a des Abgasrohres 118 beabstandet ist, welcher nach oben gebogen ist. Die Anbringung des Hilfsrahmens 21 zwischen den geneigten Flanschen 105 und dem Abgasrohr 118 macht es möglich, eine Wärmeeinwirkung in Bezug auf die Öffnungsränder 11a und 12a zu verringern. Daher ist es möglich, die Dichtleistung des Batteriepacks 10 gegenüber Abgaswärme von dem Abgasrohr 118 auf einem hohen Niveau zu halten, während der vordere Bereich des Batteriepacks 10 zwischen den Schraubenfedern 117 liegt.
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Bei dieser Ausführungsform ist das Batteriepack 10 an den Längsträgern 115 über den Hilfsrahmen 21 befestigt, doch als eine Modifikation dieser Ausführungsform kann es mit Bolzen direkt an diesen befestigt werden.
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Obwohl die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hierin beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die hierin beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern schließt sämtliche Ausführungsformen mit ein, welche Effekte herbeiführen können, die zu denjenigen, auf welche die vorliegende Erfindung abzielt, äquivalent sind. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die Kombinationen von in Anspruch 1 definierten Merkmalen beschränkt, sondern kann auf der Basis wünschenswerter Kombinationen der Merkmale definiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2010-89567 [0004]
- JP 2004-161158 [0004]
