DE102017206586A1

DE102017206586A1 - Batterie-befestigungsstruktur für ein fahrzeug

Info

Publication number: DE102017206586A1
Application number: DE102017206586.9A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Hara
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-04-21
Filing date: 2017-04-19
Publication date: 2017-10-26
Also published as: US10569633B2; US20170305250A1; CN107444094A; JP6451685B2; US10173511B2; US20180370344A1; CN107444094B; JP2017193290A

Abstract

Eine Batterie-Befestigungsstruktur verhindert ein Eindringen von Wasser in einen Spalt zwischen einem Batteriepack und einer Bodenplatte eines Fahrzeugs. Die Batterie-Befestigungsstruktur umfasst: Rahmenelemente, die sich beidseits des Fahrzeugs in eine Längsrichtung erstrecken; eine Bodenplatte, die zwischen den Rahmenelementen angeordnet ist; und ein Batteriepack, das unter der Bodenplatte angeordnet ist. Ein Dichtelement ist zwischen einem Umfang des Batteriepacks und einem Abschnitt angeordnet, der sich von einem Element erstreckt, das gegenüber dem Batteriepack angeordnet ist, und ein Ablaufloch ist in dem Dichtelement gebildet, um eine Innenseite und eine Außenseite des Dichtelements zu verbinden.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-085567 , eingereicht am April 21, 2016 beim Japanischen Patentamt, deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme enthalten ist.
HINTERGRUND
Gebiet der Offenbarung
Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung betreffen die Auslegung einer Struktur zum Befestigen einer Batterie zum Speichern elektrischer Energie in einem Fahrzeug
Diskussion des Standes der Technik
Die internationale Anmeldung PCT Nr. 2014/069270 beschreibt ein Beispiel einer Batterie-Befestigungsstruktur in Fahrzeugen. Gemäß der Technik der internationalen Anmeldung PCT Nr. 2014/069270 ist ein Batteriepack auf einem Fahrzeugaufbau-Verstärkungselement unter einer Bodenplatte angeordnet. Insbesondere umfasst das Verstärkungselement ein Paar von Seitenelementen, die sich in die Längsrichtung des Fahrzeugs erstrecken, und mehrere Querelemente zum Verbinden des Paars von Seitenelementen in der Breitenrichtung. Das Batteriepack ist auf diesen Elementen angeordnet und umfasst ein Batteriegehäuse, das aus einem unteren Batteriepackrahmen gebildet ist, und eine obere Batteriepackabdeckung. Um ein Eindringen von Wasser und Staub in das Batteriepack zu verhindern, ist ein Spalt zwischen dem unteren Batteriepackrahmen und der oberen Batteriepackabdeckung durch ein ringförmiges Dichtelement abgedichtet.
Da die Flüssigkeitsdichtheit des in der internationalen Anmeldung PCT Nr. 2014/069270 gelehrten Batteriegehäuses gewährleistet ist, kann nicht nur ein Kurzschluss der Batterie, sondern auch ein Rosten des Batteriegehäuses verhindert werden. Jedoch kann Wasser in einen Spalt zwischen dem Batteriepack und der Bodenplatte eindringen, und das eindringende Wasser kann sich in dem Batteriepack sammeln. Folglich kann das eindringende Wasser einen ungewöhnlichen Geruch abgeben, und das Batteriepack kann durch das eindringende Wasser rosten.
KURZDARSTELLUNG
Die vorliegende Erfindung ist vor dem Hintergrund der oben genannten Probleme gemacht worden, und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Batterie-Befestigungsstruktur bereitzustellen, die ein Eindringen von Wasser in einen Spalt zwischen einem Batteriepack und einer Bodenplatte eines Fahrzeugs verhindert.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen eine Batterie-Befestigungsstruktur für ein Fahrzeug, mit: einem Paar von Rahmenelementen, die sich beidseits des Fahrzeugs in eine Längsrichtung erstrecken; einer Bodenplatte, die zwischen den Rahmenelementen angeordnet ist; und einem Batteriepack, das einen Zellenstapel umfasst, der aus mehreren Einzelzellen gebildet ist, die in einer vorbestimmten Richtung nebeneinander angeordnet sind, und das unter der Bodenplatte angeordnet ist. Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, umfasst die Batterie-Befestigungsstruktur: ein Dichtelement, das zwischen einem Umfang des Batteriepacks und einem Abschnitt, der sich von einem Element des Fahrzeugs erstreckt, das das Rahmenelement umfasst und gegenüber dem Batteriepack angeordnet ist, angeordnet ist; und ein Ablaufloch, das in dem Dichtelement gebildet ist und eine Verbindung eine Innenseite und eine Außenseite des Dichtelements in der Breitenrichtung des Fahrzeugs verbindet.
In einer nicht einschränkenden Ausführungsform kann der Abschnitt, der sich von dem Element, das das Rahmenelement umfasst, erstreckt, auf dem gesamten Umfang des Batteriepacks überlappt sein, und das Dichtelement kann auf dem gesamten Umfang des Batteriepacks angeordnet sein.
In einer nicht einschränkenden Ausführungsform kann die Batterie-Befestigungsstruktur ferner ein Bodenquerelement, das sich in die Breitenrichtung des Fahrzeugs erstreckt, um die Rahmenelemente zu verbinden, und eine Vertiefung, die auf einer oberen Oberfläche des Batteriepacks in der Breitenrichtung des Fahrzeugs entlang einer Kontur des Bodenquerelements ausgebildet ist, umfassen.
In einer nicht einschränkenden Ausführungsform kann das Ablaufloch in dem Dichtelement in einem Abschnitt zwischen der Vertiefung und dem Bodenquerelement gebildet sein.
In einer nicht einschränkenden Ausführungsform umfasst der Abschnitt, der sich von dem Element, das das Rahmenelement umfasst, erstreckt, einen inneren Flansch, der von wenigstens dem Rahmenelement nach innen vorragt.
In einer nicht einschränkenden Ausführungsform kann das Ablaufloch des Dichtelements Endabschnitte umfassen. Ferner können sich die Endabschnitte in eine Richtung entlang der oberen Oberfläche des Batteriepacks innerhalb eines vorbestimmten Bereichs überlappen, wobei zwischen den Endabschnitten ein Spalt gebildet ist.
In einer nicht einschränkenden Ausführungsform kann das Batteriepack zwischen den Rahmenelementen so angeordnet sein, dass die Einzelzellen in der Breitenrichtung des Fahrzeugs nebeneinander angeordnet sind.
Somit ist gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Dichtelement zwischen dem Umfang des Batteriepacks und dem Abschnitt, der sich von dem Element, das das Rahmenelement umfasst, das gegenüber dem Batteriepack angeordnet ist, angeordnet. Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann daher ein Eindringen von Wasser in einen Spalt zwischen einer Bodenplatte und dem Batteriepack verhindert werden. Ferner ist das Ablaufloch in dem Dichtelement gebildet, um eine Innenseite und eine Außenseite des Dichtelements in der Breitenrichtung des Fahrzeugs zu verbinden. Gemäß dem ersten Beispiel kann daher auf einer Oberfläche des Batteriepacks kondensiertes Wasser in Richtung des Rahmenelements abgeleitet werden. Aus diesem Grund kann eine Wasseransammlung auf der oberen Oberfläche des Batteriepacks verhindert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Merkmale, Aspekte und Vorteile beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich mit Bezug auf die nachfolgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen, die in keinster Weise die Erfindung beschränken sollen.
1 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel einer Struktur des Fahrzeugs zeigt, auf die die Batterie-Befestigungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet ist;
2 ist eine Teilquerschnittsansicht entlang der Linie II-II in 1, die ein erstes Beispiel der Batterie-Befestigungsstruktur zeigt;
3 ist eine Querschnittsansicht entlang der III-III Linie in 1;
4 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel einer Ableitstruktur zeigt;
5 ist eine schematische Darstellung, die ein weiteres Beispiel der Ableitstruktur zeigt;
6 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines Batteriemoduls zeigt;
7 ist eine Teilquerschnittsansicht, die ein zweites Beispiel der Batterie-Befestigungsstruktur zeigt;
8 ist eine Teilquerschnittsansicht, die ein drittes Beispiel der Batterie-Befestigungsstruktur zeigt; und
9 ist eine Teilquerschnittsansicht, die ein viertes Beispiel der Batterie-Befestigungsstruktur zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG (VON) (EINER) BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
Nachfolgend sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. 1 zeigt ein Beispiel einer Unterbodenstruktur eines Fahrzeugs, auf die die Batterie-Befestigungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet ist. In dem in 1 gezeigten Fahrzeug 1 sind ein Konverter 3, eine Inverter 4, ein Motor 5 als eine Induktionsmotor und eine Leistungsübertragungseinheit 6 in einer Frontkammer 2 angeordnet, und ein Batteriepack 7 als eine Sekundärbatterie ist unter einer Bodenplatte angeordnet. Der Konverter 3 ist dazu geeignet, eine Spannung von dem Batteriepack 7 zu erhöhen und die Spannung an den Inverter 4 anzulegen, wobei eine Stabilisierung der Spannung stattfindet. Eine von dem Batteriepack 7 gelieferte Gleichstromleistung wird durch den Inverter 4 in eine Wechselstromleistung umgewandelt und ferner dem Motor 5 zugeführt, wobei die Frequenz geregelt wird. Ein Ausgangsmoment des Motors 5 wird durch die Leistungsübertragungseinheit 6 zu Antriebsrädern 8 übertragen, wobei es vergrößert oder verkleinert wird. Hier kann der Inverter 4 auch direkt, ohne den Konverter 3, mit dem Batteriepack 7 verbunden sein.
In dem Fahrzeug 1 erstrecken sich ein rechter Türschweller 9 und ein linker Türschweller 10, die als Rahmenelemente dienen, in eine Längsrichtung parallel zueinander, beidseits des Fahrzeugs 1 auf gleicher Höhe. Vordere Enden des rechten Türschwellers 9 und des linken Türschwellers 10 sind durch ein vorderes Querelement 13 als ein sich seitwärts erstreckendes Verstärkungselement verbunden, und hintere Enden des rechten Türschwellers 9 und des linken Türschwellers 10 sind durch ein hinteres Querelement 14 als sich seitwärts erstreckendes Verstärkungselements verbunden. Um ferner den rechten Türschweller 9 und den linken Türschweller 10 zu verstärken, sind ein erstes Bodenquerelement 11 und ein zweites Bodenquerelement 12 seitlich unter einer Bodenplatte zwischen dem rechten Türschweller 9 und dem linke Türschweller 10 angeordnet, die einen vorbestimmten Abstand voneinander in der Längsrichtung haben. Rechte Enden des ersten Bodenquerelements 11 und des zweiten Bodenquerelements 12 sind an dem rechten Türschweller 9 befestigt, und linke Enden des ersten Bodenquerelements 11 und des zweiten Bodenquerelements 12 sind an dem linken Türschweller 10 befestigt. Sowohl das erste Bodenquerelements 11 als auch das zweite Bodenquerelement 12 ist ein Trägerelement mit einer Vertiefung, und das erste Bodenquerelement 11 und das zweite Bodenquerelement 12 sind so mit dem rechten Türschweller 9 und dem linken Türschweller 10 verbunden, dass ihre Vertiefungen in Richtung der Bodenplatte offen sind.
2 zeigt einen Querschnitt der Batterie-Befestigungsstruktur gemäß einem dem Beispiel entlang der Linie II-II in 1, Wie es in 2 gezeigt ist, ist eine Bodenplatte 15 über dem Batteriepack 7 angeordnet. Ein innerer Flansch 16 ragt von einer inneren Oberfläche des rechten Türschwellers 9 in Richtung einer Fahrzeugkomponente vor, und eine rechte Seite der Bodenplatte 15 ist durch den inneren Flansch 16 des rechten Türschwellers 9 gestützt. Entsprechend sind, obwohl es in 2 nicht speziell gezeigt ist, auch die restlichen Seiten der Bodenplatte 15 durch die inneren Flansche 16 des linken Türschwellers 10, des vorderen Querelements 13 bzw. des hinteren Querelements 14 gestützt.
Das Batteriepack 7 ist unter der Bodenplatte 15 zwischen dem rechten Türschweller 9 und der linke Türschweller 10 angeordnet. Das Batteriepack 7 umfasst einen Batterierahmen 17 als ein hohles Verstärkungselement, und ein kastenförmiges Gehäuse 18 zum Aufnehmen von Brennstoffzellenstapeln 28. Der Batterierahmen 17 ist niedriger als das Gehäuse 18, und der Batterierahmen 17 ist um einen unteren Teil von Seitenwänden 18a des Gehäuses 18 so befestigt, dass Böden des Batterierahmens 17 und des Gehäuse 18 ausgerichtet sind. Das heißt, der Batterierahmen 17 erstreckt sich von den Seitenwänden 18a des Gehäuses 18. Eine untere, innere Ecke des rechten Türschwellers 9 ist eingedrückt, um eine Vertiefung 19 zu bilden und so in Eingriff mit dem Batterierahmen 17 zu sein, und wenigstens eine obere Oberfläche 17a des Batterierahmens 17 ist durch Schrauben oder dergleichen an einer unteren Oberfläche der Vertiefung 19 befestigt. Mit anderen Worten, der Batterierahmen 17 ist teilweise mit dem rechten Türschweller 9 in der Breitenrichtung des Fahrzeugs 1 überlappt. Entsprechend sind, obwohl es in 2 nicht speziell gezeigt ist, die Vertiefungen 19 auch an den unteren, inneren Ecken des linken Türschwellers 10, des vorderen Querelement 13 bzw. des hinteren Querelements 14 gebildet, und die Vertiefungen 19 dieser Elemente sind in ähnlicher Weise ebenfalls in Eingriff mit der Batterierahmen 17.
Das Gehäuse 18 ist durch einen Deckel 18b verschlossen, und ein Umfang 20 des Deckels 18b ist vollständig von den inneren Flanschen 16 des rechten Türschwellers 9, des linken Türschwellers 10, des vorderen Querelements 13 bzw. des hinteren Querelements 14 überlappt. Ein ringförmiges Dichtelement 21 ist zwischen einer oberen Oberfläche des Umfangs 20 des Deckels 18b und den inneren Flanschen 16 des rechten Türschwellers 9, des linken Türschwellers 10, des vorderen Querelements 13 bzw. des hinteren Querelements 14 angeordnet.
3 zeigt einen Querschnitt der Batterie-Befestigungsstruktur gemäß dem ersten Beispiel entlang der Linie III-III in 1. Wie es in 3 gezeigt ist, sind das erste Bodenquerelement 11 und das zweite Bodenquerelement 12 unter der Bodenplatte 15 angeordnet. In dem Deckel 18b des Gehäuses 18 ist eine erste in der Breitenrichtung seitliche Vertiefung 22 gebildet, um darin das erste Bodenquerelement 11 aufzunehmen, und eine zweite in der Breitenrichtung seitliche Vertiefung 23 ist gebildet, um darin das zweite Bodenquerelement 12 zu halten. Eine untere Oberfläche des Bodens des Gehäuses 18 ist im Wesentlichen flach und nach außen freiliegend. Hier sind die Schrauben, die die Türschweller 9 und 10 des Batteriepacks 7 befestigen, zur Veranschaulichung in 3 weggelassen.
Um die Steifigkeit des Gehäuses 18 zu erhöhen, erstreckt sich ein erstes quer angeordnetes Verstärkungselement 24 unter dem ersten Bodenquerelement 11 seitwärts zwischen dem rechten Türschweller 9 und dem linken Türschweller 10, und ein zweites quer angeordnetes Verstärkungselement 25 erstreckt sich unter dem zweiten Bodenquerelement 12 seitwärts zwischen dem rechten Türschweller 9 und dem linken Türschweller 10. Wie es in 3 gezeigt ist, ragen das erste quer angeordnete Verstärkungselement 24 und das zweite quer angeordnete Verstärkungselement 25 jeweils nach oben.
Zum Beispiel kann das Dichtelement 21 aus einem Gummimaterial hergestellt sein, und das Dichtelement 21 erstreckt sich entlang des gesamten Umfangs 20 des Deckels 18b. Wie es in 3 gezeigt ist, ist in der ersten seitlichen Vertiefung 22 das Dichtelement 21 zwischen dem Deckel 18b des Gehäuses 18 und dem ersten Bodenquerelement 11 angeordnet. Entsprechend ist in der zweiten seitlichen Vertiefung 23 das Dichtelement 21 zwischen dem Deckel 18b des Gehäuses 18 und dem zweiten Bodenquerelement 12 angeordnet. Ferner ist in sowohl der ersten seitlichen Vertiefung 22 als auch der zweiten seitlichen Vertiefung 23 ein Ablaufloch 26 gebildet.
Zum Beispiel kann das Ablaufloch 26, wie es in 4 gezeigt ist, durch teilweises Zuschneiden des Dichtelements 21 derart, dass ein Spalt zwischen Endabschnitten 21a verbleibt, gebildet sein. Alternativ können sich, wie es in 5 gezeigt ist, die Endabschnitte 21a in einem vorbestimmten Bereich auch teilweise so überlappen, dass sie ein kurbelförmiges Ablaufloch 26 bilden. Optional kann eine Labyrinthstruktur verwendet werden, um das Ablaufloch 26 zu bilden. Alternativ können mehrere Dichtelemente 21 kreisförmig in dem Deckel 18b des Gehäuses 18 so angeordnet sein, dass ein Spalt zwischen Endabschnitten 21a verbleibt, um das in 4 oder 5 gezeigte Ablaufloch 26 in der ersten seitlichen Vertiefung 22 und der zweiten seitlichen Vertiefung 23 zu bilden. Ferner kann auch das Dichtelement 21 aus Harz oder einem Klebemittel statt aus Gummi hergestellt sein.
Wie es in 1 gezeigt ist, sind in dem Gehäuse 18 fünf Batteriemodule 27 in der Längsrichtung in im Wesentlichen regelmäßigen Abständen hintereinander angeordnet. Das erste quer angeordnete Verstärkungselement 24 ist zwischen dem zweiten und dem dritten Batteriemodule 27 von vom angeordnet, und das zweite quer angeordnete Verstärkungselement 25 ist zwischen dem dritten und dem vierten Batteriemodule 27 von vorn angeordnet. Jedes der Batteriemodule 27 umfasst einen Zellenstapel, in dem mehrere Einzelzellen in der Breitenrichtung nebeneinander angeordnet sind, und beide Enden von jedem der Batteriemodule 27 sind jeweils an dem Gehäuse 18 befestigt. Optional kann ein Boden des Batteriemoduls 27 an seitlichen Enden des ersten quer angeordneten Verstärkungselements 24 und des zweiten quer angeordneten Verstärkungselements 25 befestigt sein.
Komponenten des Batteriemoduls 27 als eine Festkörperbatterie sind in 6 detaillierter gezeigt. Wie es in 6 gezeigt ist, umfasst das Batteriemodul 27 eine erste Endplatte 29, eine zweite Endplatte 30, eine erste Spannplatte 31, eine zweite Spannplatte 32 und einen Zellenstapel 28. Insbesondere ist der Brennstoffzellenstapel 28 aus mehreren flachen, rechteckigen Einzelzellen 33 gebildet, die in der Breitenrichtung des Fahrzeugs 1 nebeneinander angeordnet sind. Die Einzelzellen 33 umfassen jeweils eine positive Elektrode, eine negative Elektrode, einen festen Elektrolyten, der zwischen den Elektroden angeordnet ist, eine positiven Anschluss, der mit der positiven Elektrode verbunden ist, und einen negativen Anschluss, der mit der negativen Elektrode verbunden ist (jeweils nicht gezeigt). Die Einzelzellen 33 sind in Reihe geschaltet, und das Batteriemodul 27 ist durch einen Kabelbaum (nicht gezeigt) mit dem Motor 5 und einer Batterie-ECU verbunden.
Die erste Endplatte 29 und die zweite Endplatte 30 sind an beiden Enden in der Breitenrichtung des Zellenstapels 28 angeordnet. Die erste Endplatte 29 umfasst ein Paar von Befestigungsplatten 34 und 35 an beiden Enden, und die zweite Endplatte 30 umfasst ein Paar von Befestigungsplatten 36 und 37 an beiden Enden, so dass das Batteriemodul 27 durch Einschrauben von Schrauben (nicht gezeigt) in Schraubenlöcher der Befestigungsplatten 34, 35, 36 und 37 an dem Gehäuse 18 befestigt ist.
Die erste Spannplatte 31 ist über dem Zellenstapel 28 durch Schrauben 38 und 39 an der ersten Endplatte 29 und der zweiten Endplatte 30 befestigt, und die zweite Spannplatte 32 ist unter dem Zellenstapel 28 durch die Schrauben 38 und 39 an der ersten Endplatte 29 und der zweiten Endplatte 30 befestigt. Um eine Klemmkraft zum Bündeln der Zellenstapel 28 durch die erste Endplatte 29 und die zweite Endplatte 30 einzustellen, ist eine Distanzleiste 40 sowohl zwischen der ersten Endplatte 29 und der ersten Spannplatte 31 als auch zwischen der ersten Endplatte 29 und der zweiten Spannplatte 32 angeordnet. Zu diesem Zweck kann eine Dicke der Distanzleiste 40 so eingestellt sein, dass eine gewünschte Klemmkraft erreicht wird. Zum Beispiel kann die Klemmkraft zum Einspannen des Zellenstapels 28 durch die erste Endplatte 29 und die zweite Endplatte 30 durch Vergrößern der Dicke der Distanzleiste 40 vergrößert werden.
Die Batteriemodule 27 sind jeweils durch einen Kabelbaum mit einer Batterie-ECU (nicht gezeigt) verbunden, und die die Leistungsausgabe der Einzelzelle stabilisiert 33, während die Spannung kontrolliert wird. Insbesondere ist die Batterie-ECU in der Längsrichtung des Fahrzeugs 1 an einer vorderen Oberfläche oder einer hinteren Oberfläche von jedem der Batteriemodule 27 befestigt, und die Batteriemodule 27 sind parallel geschaltet, um eine zum Betrieb des Motors 5 erforderliche Kapazität des Batteriepacks 7 zu erhalten.
Somit erstreckt sich in der Batterie-Befestigungsstruktur gemäß dem ersten Beispiel das Dichtelement 21 entlang des gesamten Umfangs 20 des Deckels 18b des Gehäuses 18, um den Spalt zwischen dem Deckel 18b und den inneren Flanschen 16 des rechten Türschwellers 9, des linken Türschwellers 10, des vorderen Querelement 13 und des hinteren Querelements 14 zu füllen. Gemäß dem ersten Beispiel kann daher ein Eindringen von Wasser in den Spalt zwischen der Bodenplatte 15 und dem Batteriepack 7 verhindert werden. Ferner ist das Ablaufloch 26 in dem Dichtelement 21 in jedem von der ersten seitlichen Vertiefung 22 und der zweiten seitlichen Vertiefung 23 gebildet. Gemäß dem ersten Beispiel läuft daher in dem Batteriepack 7 kondensiertes Wasser in die erste seitliche Vertiefung 22 und die zweite seitliche Vertiefung 23 und von dem Fahrzeug 1 durch die Ablauflöcher 26 nach außen ab. Das heißt, eine Wasseransammlung in dem Deckel 18b des Gehäuses 18 kann verhindert werden. Ferner können, da das erste Bodenquerelement 11 und das zweite Bodenquerelement 12 über dem ersten quer angeordneten Verstärkungselement 24 bzw. dem zweiten quer angeordneten Verstärkungselement 25 angeordnet sind, die erste seitliche Vertiefung 22 und die zweite seitliche Vertiefung 23 ohne eine Beschränkung eines Innenraums des Gehäuses 18 zum Anordnen der Batteriemodule 27 gebildet sein.
7 zeigt einen Querschnitt der Batterie-Befestigungsstruktur gemäß dem zweiten Beispiel, in dem das Dichtelement 21 zwischen dem rechten Türschweller 9 und dem Batterierahmen 17 und zwischen dem linken Türschweller 10 und dem Batterierahmen 17 angeordnet ist. Gemäß dem zweiten Beispiel ist das Dichtelement 21 auf einer obere Oberfläche 17a des Batterierahmens 17, das Gehäuse 18 vollständig umgebend, angeordnet. In dem rechten Türschweller 9 ragt die untere Oberfläche der Vertiefung 19 in der Längsrichtung des Fahrzeugs 1 nach unten, um eine zweite Vertiefung 41 zu bilden, und das Dichtelement 21 ist zwischen der obere Oberfläche 17a des Batterierahmens 17 und der unteren Oberfläche der Vertiefung 19 in der zweiten Vertiefung 41 angeordnet. Entsprechend ist auch die zweite Vertiefung 41, obwohl es in 7 nicht speziell gezeigt, in den Vertiefungen 19 des linken Türschwellers 10, des vorderen Querelements 13 bzw. des hinteren Querelements 14 gebildet, und das Dichtelement 21 ist zwischen der obere Oberfläche 17a der Batterierahmen 17 und der unteren Oberfläche der Vertiefung 19 in der zweiten Vertiefung 41 gebildet. In dem zweiten Beispiel ist die Bodenplatte 15 nur an dem rechten Türschweller 9 und dem linken Türschweller 10 befestigt. Die restlichen Strukturen sind ähnlich wie jene des ersten Beispiels, und auf eine ausführliche Erläuterung der gemeinsamen Elemente ist hier durch die Zuordnung von gleichen Bezugszeichen verzichtet. In dem zweiten Beispiel entspricht daher die obere Oberfläche 17a des Batterierahmens 17 dem ”Umfang” des Batteriepacks.
Somit ist gemäß dem zweiten Beispiel das Dichtelement 21 unter dem Deckel 18b des Gehäuses 18 angeordnet, so dass ein Eindringen von Wasser in das Gehäuse 18 sicherer verhindert werden kann. Ferner läuft in dem Batteriepack 7 kondensiertes Wasser auch in die erste seitliche Vertiefung 22 und die zweite seitliche Vertiefung 23 und von dem Fahrzeug 1 durch die Ablauflöcher 26 nach außen ab.
8 zeigt einen Querschnitt der Batterie-Befestigungsstruktur gemäß dem dritten Beispiel, in dem ein inneres Material 42 wie etwa ein Lärmabsorbtionsmaterial, ein Teppich und so weiter auf dem Deckel 18b des Gehäuses 18 angeordnet ist. In diesem Fall dient der Deckel 18b des Gehäuses 18 auch als die Bodenplatte 15. Die restlichen Strukturen sind ähnlich wie jene des in 2 gezeigten ersten Beispiels. Gemäß dem dritten Beispiel können daher das Fahrzeuggewicht und die Teilezahl verringert werden, indem auf die Bodenplatte 15 verzichtet wird.
9 zeigt das vierte Beispiel der Batterie-Befestigungsstruktur, in dem das erste Bodenquerelement 11 und das zweite Bodenquerelement 12 auf der oberen Oberfläche der Bodenplatte 15 angeordnet sind. Wie es in 9 gezeigt ist, ragen gemäß dem vierten Beispiel sowohl das erste Bodenquerelement 11 als auch das zweite Bodenquerelement 12 nach oben. Die restlichen Strukturen sind ähnlich wie jene des in 3 gezeigten ersten Beispiels. Gemäß dem vierten Beispiel läuft in dem Batteriepack 7 kondensiertes Wasser auch von dem Fahrzeug 1 durch das Ablauflöcher 26 nach außen ab.
Obwohl oben beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben sind, ist für dem Fachmann auf dem Gebiet klar, dass die vorliegende Erfindung nicht herauf begrenzt ist, sondern verschiedene Änderungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne vom Kern und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel können die Batterie-Befestigungsstrukturen gemäß den oben genannten Beispielen auch auf Hybridfahrzeuge und Plug-in-Hybridfahrzeuge, in denen eine Antriebsmaschine einen Verbrennungsmotor und wenigstens einen Elektromotor umfasst, angewendet werden. Ferner können die Batterie-Befestigungsstrukturen gemäß den oben genannten Beispielen auf Elektrofahrzeuge angewendet werden, in denen jedes Rad individuell durch einen eigenen Motor angetrieben wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2016-085567 [0001]
WO 2014/069270 [0003, 0003, 0004]

Claims

Batterie-Befestigungsstruktur für ein Fahrzeug (1), mit: einem Paar von Rahmenelementen (9, 10), die sich beidseits des Fahrzeugs (1) in eine Längsrichtung erstrecken; einer Bodenplatte (15), die zwischen den Rahmenelementen (9, 10) angeordnet ist; und einem Batteriepack (7), das einen Zellenstapel (28) umfasst, der aus mehreren Einzelzellen (33) gebildet ist, die in einer vorbestimmte Richtung nebeneinander angeordnet sind, und das unter der Bodenplatte (15) angeordnet ist, gekennzeichnet durch: ein Dichtelement (21), das zwischen einem Umfang (20) des Batteriepacks (7) und einem Abschnitt (16), der sich von einem Element (9, 10, 13, 14) des Fahrzeugs erstreckt, das das Rahmenelement (9, 10) umfasst und gegenüber dem Batteriepack (7) angeordnet ist, angeordnet ist; und ein Ablaufloch (26), das in dem Dichtelement (21) gebildet ist und eine Innenseite und eine Außenseite des Dichtelements (21) in der Breitenrichtung des Fahrzeugs (1) verbindet.
Batterie-Befestigungsstruktur für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Abschnitt (16), der sich von dem Element (9, 10, 13, 14), das das Rahmenelement (9, 10) umfasst, erstreckt, entlang des gesamten Umfangs (20) des Batteriepacks (7) überlappt ist, und wobei das Dichtelement (21) auf dem gesamten Umfang (20) des Batteriepacks (7) angeordnet ist.
Batterie-Befestigungsstruktur für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, die ferner umfasst: ein Bodenquerelement (11, 12), das sich in der Breitenrichtung des Fahrzeugs (1) erstreckt, um die Rahmenelemente (9, 10) zu verbinden; und eine Vertiefung (22, 23), die auf einer Oberseite (18b) des Batteriepacks in der Breitenrichtung des Fahrzeugs (1) entlang einer Kontur des Bodenquerelements (11, 12) gebildet ist.
Batterie-Befestigungsstruktur für ein Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei das Ablaufloch (26) in dem Dichtelement (21) in einem Abschnitt zwischen der Vertiefung (22, 23) und dem Bodenquerelement (11, 12) gebildet ist.
Batterie-Befestigungsstruktur für ein Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei der Abschnitt (16), der sich von dem Element (9, 10, 13, 14), das das Rahmenelement (9, 10) umfasst, erstreckt, einen inneren Flansch (16) umfasst, der von wenigstens dem Rahmenelement (9, 10) nach innen vorragt.
Batterie-Befestigungsstruktur für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Ablaufloch (26) des Dichtelements (21) Endabschnitte (21a) umfasst, und wobei die Endabschnitte (21a) einander in einer Richtung entlang der Oberseite (18b) des Batteriepacks (7) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs überlappen, wobei zwischen den Endabschnitten (21a) ein Spalt gebildet ist.
Batterie-Befestigungsstruktur für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Batteriepack (7) zwischen den Rahmenelementen (9, 10) so angeordnet ist, dass die Einzelzellen (33) in der Breitenrichtung des Fahrzeugs (1) nebeneinander angeordnet sind.