JP2008162500A - 電気自動車のバッテリ搭載構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】重量やコストが増大することを抑制しながら、電気自動車に搭載されたバッテリの耐衝突性能を高めることが出来るようにする。
【解決手段】電気自動車１０の車体を形成する車体部材１１，１２と、バッテリを内蔵するバッテリケース１３と、バッテリケース１３の底面に固定され且つ車体部材１１，１２よりも下方でバッテリケース１３の外方へ突出して設けられた支持部材６２Ａ，６２Ｂ，６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄと、バッテリケース１３と車体部材１１，１２との間に配設され車体部材１１，１２と支持部材６２Ａ，６２Ｂ，６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄとを接続する耐衝撃部材６３Ａ，６３Ｂ，側方ブロック６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ，６６Ｄとを備える構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電気自動車のバッテリ搭載構造に関するものである。
従来より、電気自動車にバッテリを搭載するための構造が知られている。このような構造の一例として、以下の特許文献１の技術が挙げられる。
この特許文献１においては、その図１〜図４などに示されるように、バッテリボックス（３０）は、前方取付け部位（５６ａ）および後方取付け部位（５６ｂ）により、サイドフレーム（２０ａ，２０ｂ）に固定されている。
特開平５−１９３３６９号公報
しかしながら、このような特許文献１の技術では、電気自動車（１０）が衝突した場合、バッテリボックス（３０）を保持することが非常に困難であるという課題がある。
例えば、電気自動車（１０）の前方で衝突が生じると、このバッテリボックス（３０）は慣性により前方へ移動しようとする。特に、バッテリボックス（３０）には重量物であるバッテリが内蔵されており、電気自動車（１０）が衝突した際におけるバッテリボックス（３０）の運動エネルギーは到底無視できるものではない。
このため、特許文献１の技術のように、前方取付け部位（５６ａ）および後方取付け部位（５６ｂ）により、バッテリボックス（３０）をサイドフレーム（２０ａ，２０ｂ）に固定する構造では、バッテリボックス（３０）を保持することは非常に困難なのである。また、このような構造を維持したまま、バッテリボックス（３０）をサイドフレーム（２０ａ，２０ｂ）に固定しようとした場合には、前方取付け部位（５６ａ）および後方取付け部位（５６ｂ）の大型化は避けられず、このため、重量やコストの増大を招いてしまう。
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、重量やコストが増大することを抑制しながら、電気自動車に搭載されたバッテリの耐衝突性能を高めることが出来る、電気自動車のバッテリ搭載構造を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の電気自動車のバッテリ搭載構造（請求項１）は、電気自動車のバッテリ搭載構造であって、該電気自動車の車体を形成する車体部材と、バッテリを内蔵するバッテリケースと、該バッテリケースの底面に固定され且つ該車体部材よりも下方で該バッテリケースの外方へ突出して設けられた支持部材と、該車体部材と該支持部材とを接続する耐衝撃部材とを備えることを特徴としている。
また、本発明の電気自動車のバッテリ搭載構造は、請求項１記載の内容において、該車体部材は、該電気自動車の前後方向に延在し車体を形成する一対の第１車体部材と、該電気自動車の幅方向に延在し一対の該第１車体部材の間に亘って設けられ該車体を形成する第２車体部材とを有し、該バッテリケースは、一対の該第１車体部材の間で且つ該第２車体部材の後方に配設され、該耐衝撃部材は、該バッテリケースと該第２車体部材とを接続する第１耐衝撃部材を有することを特徴としている（請求項２）。
また、本発明の電気自動車のバッテリ搭載構造は、請求項１または２記載の内容において、該耐衝撃部材は、該バッテリケースと該第１車体部材との間に配設された第２耐衝撃部材を有することを特徴としている（請求項３）。
また、本発明の電気自動車のバッテリ搭載構造は、請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の内容において、該支持部材および該耐衝撃部材は、金属により形成され、該バッテリケースは、樹脂により形成されていることを特徴としている（請求項４）。
本発明の電気自動車のバッテリ搭載構造によれば、電気自動車に搭載されたバッテリの耐衝突性能を高めることが出来る（請求項１）。
また、電気自動車の前方が衝突した場合に、バッテリケースが慣性により前方へ移動し第２車体部材に衝突することを防ぐことが出来る（請求項２）。
また、電気自動車の側方が衝突した場合に、バッテリケースが慣性により横方向へ移動し第１車体部材に衝突することを防ぐことができる（請求項３）。
また、バッテリケースの軽量化を図りながら安価に量産することを可能とし、且つ、電気自動車に対するバッテリケースの取付け剛性を向上させることができる（請求項４）。
以下、図面により、本発明の一実施形態に係る電気自動車のバッテリ搭載構造について説明すると、図１はその全体構成を示す模式的な上面図、図２はその全体構成を示す模式的な側面図、図３はバッテリトレイを示す模式的な上面図、図４はバッテリケース内のバッテリ配置を主に示す模式的な分解斜視図、図５はバッテリトレイに埋め込まれるメタルフレームを示す模式的な斜視図、図６は埋設ナットを示す模式図であって（Ａ）はその上面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）はその下面図、図７は埋設ナットの模式的な断面図、図８はバッテリケースの裏側を主に示す模式的な斜視図である。
また、図９はバッテリケースの裏側を主に示す模式的な平面図、図１０は側端サポートメンバおよび前端サポートメンバを示す模式図、図１１は図１の模式的なXI−XI矢視断面図、図１２は図１の模式的なXII−XII矢視断面図、図１３は図１の模式的なXIII−XIII矢視断面図、図１４は図３の模式的なXIV−XIV矢視断面図である。
さらに、図１５はカバープレートを示す模式的な正面図、図１６はカバープレートを主に示す模式的な斜視図、図１７は図１６の模式的なXVII−XVII断面図、図１８は図１６の模式的なXVIII−XVIII断面図である。
また、図１９はバッテリカバーを示す模式的な斜視図、図２０はバッテリカバーを示す模式的な上面図である。
また、図２１は本実施形態の構成を示す模式図、図２２および図２３はともに本実施形態の変形例を示す模式図である。
図１に示すように、電気自動車１０には、前後方向に延在するサイドメンバ（車体部材，第１車体部材）１１，１１が、左右にそれぞれ設けられている。
また、この電気自動車１０には、車幅方向（左右方向）に延在し、一対のサイドメンバ１１，１１を相互に接続するバッテリクロスメンバ（車体部材，第２車体部材）１２が設けられている。
これらのサイドメンバ１１，１１およびバッテリクロスメンバ１２はいずれも鉄により形成され、電気自動車１０の車体を形成している。
また、一対のサイドメンバ１１、１１の間で且つバッテリクロスメンバ１２の後方において、バッテリケース１３が配設されている。このバッテリケース１３は、ガラス繊維を含むポリブチレン樹脂により主に形成され、その内部と外部との間で空気が流通することを防ぎながら（即ち、バッテリケース１３内の気密性を保ちながら）、複数のバッテリ１６（図４参照）をその内部に保持するものである。
図２に示すように、バッテリケース１３は、バッテリトレイ１４と、バッテリカバー１５とから主に形成されている。
また、図３に示すように、バッテリトレイ１４には、前側壁部１６，左側壁部１７，右側壁部１８，後側壁部１９，前仕切壁２１，中仕切壁２２および後仕切壁２３が設けられている。
これらのうち、前仕切壁２１，中仕切壁２２および後仕切壁２３は、それぞれ、左側壁部１７と右側壁部１８との間に亘りバッテリトレイ１４の左右方向に形成された壁である。
また、前仕切壁２１は、中仕切壁２２の前方に配設され、後仕切壁２３は中仕切壁２２の後方に配設されている。
前側壁部１６と前仕切壁２１との間において前後方向に延在する壁である、前側バッテリ仕切壁２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄが設けられている。
また、後側壁部１９と後仕切壁２３との間において前後方向に延在する壁である、後側バッテリ仕切壁２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄが設けられている。
また、前仕切壁２１と中仕切壁２２との間において前後方向に延在する壁である、前側補強壁２５Ａ，２５Ｂが設けられるとともに、後述する一対の凹部２８Ａ，２８Ｂをそれぞれ形成する凹奥壁部２９，２９が設けられている。
また、後仕切壁２３と中仕切壁２２との間において前後方向に延在する壁である、中側バッテリ仕切壁２６Ａ，２６Ｂが設けられるとともに、これらの中側バッテリ仕切壁２６Ａ，２６Ｂの間において、前後方向に延在する壁である後側補強壁３１Ａ，３１Ｂが設けられている。
そして、図４に示すように、バッテリ２０は、バッテリトレイ１４上における所定の場所に載置された後、それぞれ、図示しないバッテリホルダにより保持され、且つ、このバッテリホルダが図示しないボルトによりバッテリトレイ１４に固定されることで、バッテリ２０がバッテリケース１３内に確実に固定されるようになっている。
また、図５に示すように、バッテリトレイ１４の内部には、鉄製のフレーム（メタルフレーム）３２が埋め込まれている。このメタルフレーム３２は、主に、前側フレームセット３３と後側フレームセット３４とから構成されている。
また、前側フレームセット３３は、前左フレーム３８，前中フレーム３６および前右フレーム３７から構成されている。
これらのうち、前左フレーム３８は、略Ｌ字形の部品であって、左側面にナット３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ，３８Ｄが溶接され、且つ、前面にナット３８Ｅが溶接されている。また、この前左フレーム３８は、図３に示すバッテリトレイ１４の左側壁部１７および前側壁部１６の内部に埋め込まれている。
同様に、図５に示す前右フレーム３７も、略Ｌ字形の部品であって、右側面に４つのナット（図示略）が溶接され且つ前面にナット３７Ｅが溶接されている。また、この前右フレーム３７は、図３に示すバッテリトレイ１４の右側壁部１８と前側壁部１６の内部に埋め込まれている。
図５に示す前中フレーム３６は、略Ｕ字形の部品であって、前面に２つのナット３６Ａ，３６Ｂが溶接されている。また、この前中フレーム３６の一部であって前後方向へ延在する２つの補強部３９Ａ，３９Ｂは、前方ブロック（第１耐衝撃部材）６３Ａ，６３Ｂから後方に延びる仮想線の間（即ち、図３に示す仮想線Ｌ1，Ｌ2の間および仮想線Ｌ3，Ｌ4の間）に配設され、前側バッテリ仕切壁２４Ａ，２４Ｄの内部に埋め込まれている。また、この前中フレーム３６の一部であって左右方向へ延在する前端部３６Ｃは、前側壁部１６の内部に埋め込まれている。なお、これらのナット３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ，３８Ｄ，３８Ｅ，３７Ｅには、ボルト６７がそれぞれ螺合するようになっている。
一方、図５に示す後側フレームセット３４は、後横左フレーム４１，後端左フレーム４２，後端中フレーム４３，後端右フレーム４４および後横右フレーム４５から構成されている。
これらのうち、後横左フレーム４１は、図３に示す左側壁部１７の内部に埋め込まれる部品であり、また、その左側面にはナット４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄが溶接されている。
同様に、図５に示す後横右フレーム４５は、図３に示す右側壁部１８の内部に埋め込まれる部品であって、その右側面には図示しない４つのナットが溶接されている。
また、図５に示す後端左フレーム４２，後端中フレーム４３および後端右フレーム４４は、図３に示す後側壁部１９の内部に埋め込まれる部品である。
また、前左フレーム３８と前中フレーム３６との間には隙間Ｇ1が形成され、また、前右フレーム３７と前中フレーム３６との間には隙間Ｇ2が形成されている。また、後横左フレーム４１と後端左フレーム４２との間には隙間Ｇ3が形成され，後端左フレーム４２と後端中フレーム４３との間には隙間Ｇ4が形成されている。さらに、後端中フレーム４３と後端右フレーム４４との間には隙間Ｇ5が形成され、後端右フレーム４４と後横右フレーム４５との間には隙間Ｇ6が形成されている。
図６および図７（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）に示す埋設ナット５１が、バッテリトレイ１４の内部に埋め込まれている。
この埋設ナット５１は、上側ナット５２，中間部５３および下側ナット５４により主に構成された鉄製の部品である。
これらのうち、上側ナット５２は、上方に開口した上方開口部５２Ａを有し上下方向に延在した円筒状の部分であって、その内部にはボルト溝５２Ｂが形成されている。
また、下側ナット５４は、上側ナット５２の開口部５２Ａが下方向を向くように１８０度回転させた形状をしている部分である。つまり、下方に開口した下方開口部５４Ａを有し上下方向に延在した円筒状の部分であって、その内部にはボルト溝５４Ｂが形成されている。
また、中間部５３は、上側ナット５２と下側ナット５４との間に設けられた円柱状の部分であって、その周面には多数の溝部（セレーション）５３Ａが形成されている。
さらに、上側ナット５２と中間部５３との間、および、下側ナット５４と中間部５３との間には、それぞれ、上側細径部５５Ａおよび下側細径部５５Ｂが形成されている。これらの上側細径部５５Ａおよび下側細径部５５Ｂは、上側ナット５２，下側ナット５４および中間部５３の外径（第１径）Ｄ1よりも小さい外径（第２径）Ｄ2（Ｄ1＞Ｄ2）を有する円柱状の部分である。
そして、中間部５３に形成されたセレーション５３Ａにより、埋設ナット５１に対して中心軸Ｃ51を中心とするトルクが加わった場合であっても、埋設ナット５１がバッテリトレイ１４内で回転しないようにすることができるようになっている。
また、細径部５５Ａ，５５Ｂにより、埋設ナット５１に対して中心軸Ｃ51に沿った方向の力が加わった場合であっても、埋設ナット５１がバッテリトレイ１４から脱落することを防ぐことができるようになっている。
図８および図９に示すように、バッテリトレイ１４の底面１４Ａには、側端サポートメンバ（支持部材，第１支持部材）６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄが設けられている。なお、これらの側端サポートメンバ６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄのうち、最前側に配設されたものをＡサポートメンバ６１Ａといい、このＡサポートメンバ６１Ａの後側に配設されたものをＢサポートメンバ６１Ｂという。さらに、このＢサポートメンバ６１Ｂの後側に配設されたものをＣサポートメンバ６１Ｃといい、Ｃサポートメンバ６１Ｃの後側、即ち、最後側に配設されたものをＤサポートメンバ６１Ｄという。
図１に示すように、これらの側端サポートメンバ６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄは、それぞれ、電気自動車１０の幅方向に延在し、一対のサイドメンバ１１，１１の間に亘って設けられ、バッテリトレイ１４の底面１４Ａを支持している。また、これらの側端サポートメンバ６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄは鉄製である。
図８に示すように、Ａサポートメンバ６１Ａには、前端サポートメンバ（支持部材，第２支持部材）６２Ａ，６２Ｂが設けられている。これらの前端サポートメンバ６２Ａ，６２Ｂは、それぞれ、電気自動車１０の前後方向に延在し、且つ、バッテリトレイ１４の前端よりも前方へ突出した部品である。
そして、図１０に示すように、これらの前端サポートメンバ６２Ａ，６２Ｂは、Ａサポートメンバ６１Ａにのみ接続され、Ｂサポートメンバ６１Ｂ，Ｃサポートメンバ６１ＣおよびＤサポートメンバ６１Ｄには接続されていない（図１０中×印参照）。
また、図１に示すように、これらの前端サポートメンバ６２Ａ，６２Ｂは、後述する前方ブロック６３Ａ，６３Ｂを介して、バッテリクロスメンバ１２とＡサポートメンバ６１Ａとを接続している。また、これらの前端サポートメンバ６２Ａ，６２Ｂは鉄製である。
また、これらの前端サポートメンバ６２Ａ，６２Ｂの上には、それぞれ、前方ブロック（耐衝撃部材，第１耐衝撃部材）６３Ａ，６３Ｂが溶接されている。さらに、これらの前方ブロック６３Ａ，６３Ｂは、バッテリトレイ１４の前側壁部１６に対してボルト６４により固定され（図８参照）、且つ、バッテリクロスメンバ１２に対してボルト６５により固定されている（図１参照）。つまり、これらの前方ブロック６３Ａ，６３Ｂは、それぞれ、バッテリクロスメンバ１２とＡサポートメンバ６１Ａとを接続し、且つ、バッテリクロスメンバ１２とバッテリケース１４との間に介装されている部品である。また、これらの前方ブロック６３Ａ，６３Ｂは鉄製である。
図１に示すように、側端サポートメンバ６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄの両端部上には、それぞれ、側方ブロック（耐衝撃部材，第２耐衝撃部材）６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ，６６Ｄが溶接されている。なお、これらの側方ブロック６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ，６６Ｄのうち、Ａサポートメンバ６１Ａ上に設けられたものをＡ側方ブロック６６Ａといい、Ｂサポートメンバ６１Ｂに設けられたものをＢ側方ブロック６６Ｂという。さらに、Ｃサポートメンバ６１Ｃ上に設けられたものをＣ側方ブロック６６Ｃといい、Ｄサポートメンバ６１Ｄ上に設けられたものをＤ側方ブロック６６Ｄという。
図８に示すように、これらの側方ブロック６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ，６６Ｄは、バッテリトレイ１４の左側壁部１７または右側壁部１８に対してボルト６７により固定されるとともに、図１に示すように、サイドメンバ１１，１１に対してボルト６８により固定されている。
つまり、図２に示すように、これらの側方ブロック６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ，６６Ｄは、それぞれ、サイドメンバ１１の下面と側端サポートメンバ６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄとの間に介装され、且つ、サイドメンバ１１とバッテリケース１４とを接続している部品である。なお、これらの側方ブロック６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ，６６Ｄは、断面が中空の四角柱形であり、その材質は鉄である。
また、これらの側方ブロック６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ，６６Ｄのうち、Ａ側方ブロック６６ＡおよびＢ側方ブロック６６Ｂは、それぞれ、直接サイドメンバ１１に固定されているが、図２に示すように、Ｃ側方ブロック６６Ｃは、Ｃ接続ブロック６９Ｃを介してサイドメンバ１１に固定されている。また、Ｄ側方ブロック６６Ｄは、Ｄ接続ブロック６９Ｄを介してサイドメンバ１１に固定されている。
これは、サイドメンバ１１が、所定の部分（図２中矢印Ａ1参照）から斜め後上方へ延在しているためであって、Ｃサポートメンバ６１ＣおよびＤサポートメンバ６１Ｄとサイドメンバ１１との間にＣ接続ブロック６９ＣおよびＤ接続ブロック６９Ｄを介装することで、バッテリトレイ１４を水平に配設しているものである。
この点を以下、もう少し詳しく説明する。
図１１に示すように、Ａサポートメンバ６１Ａは、サイドメンバ１１内のリンフォース１１Ａに固定された袋ナット１１Ｂに対して螺合するボルト６８により固定されている。なお、Ｂサポートメンバ６１Ｂも、原則的には図１１に示す構造によりサイドメンバ１１に固定されているので、ここでは、その図示は省略する。
図１２に示すように、Ｃサポートメンバ６１Ｃは、Ｃ接続ブロック６９Ｃを介してサイドメンバ１１に接続されている。このＣ接続ブロック６９Ｃはサイドメンバ１１の下側に接続された断面中空の鉄製の部品であり、その内部には袋ナット１１Ｃが固定されている。そして、この袋ナット１１Ｃに対して螺合するボルト６８によってＣサポートメンバ６１ＣがＣ接続ブロック６９Ｃに固定されている。
図１３に示すように、Ｄサポートメンバ６１Ｄは、Ｄ接続ブロック６９Ｄを介してサイドメンバ１１に接続されている。このＤ接続ブロック６９Ｄは、サイドメンバ１１の下側に接続された断面中空の鉄製の部品であって、サイドメンバ１１内に設けられた袋ナット１１Ｄに対してボルト６８が螺合することによって、サイドメンバ１１に固定されている。
また、このＤ接続ブロック６９Ｄの底部にはナット６９Ｄ1が溶接されており、このナット６９Ｄ1に対して螺合するボルト７１によってＤサポートメンバ６１ＤがＤ接続ブロック６９Ｄに固定されている。
図９に示すように、バッテリトレイ１４の左側壁部１７とサイドメンバ１１との間、および、バッテリトレイ１４の右側壁部１８とサイドメンバ１１との間には、それぞれ、高電圧ケーブル７２が２本ずつ配設されている。これらの高電圧ケーブル７２は、バッテリケース１３に内蔵されたバッテリ１６と、図示しないインバータ（外部機器）とを接続し、約３００Ｖの電圧が印加されることが許容される電気ケーブルである。
また、これらの高電圧ケーブル７２には、バッテリケース１３内の電力出力端子（図示略）に接続される丸穴端子７３がそれぞれ備えられている。そして、バッテリトレイ１４におけるサイドメンバ１１と対向する側面（即ち、左側壁部１７と右側壁部１８）およびその裏面１４Ａには凹部２８Ａ，２８Ｂが形成されている。
また、これらの凹部２８Ａ，２８Ｂは、それぞれ、サイドメンバ１１と対向する凹奥壁部２９と、この凹奥壁部２９の前端から側方へ延在する前壁部７４と、凹奥壁部２９の後端から側方へ延在する後壁部７５とにより形成されている。
また、図１４に示すように、凹奥壁部２９には、ケースボルト穴７６，低電圧ケーブル用ケース穴７７，センタケース穴７８および高電圧ケーブル用ケース穴（ケース穴部）７９が形成されている。
また、この凹奥壁部２９の裏側には、図１５に示すカバープレート８１が固定されている。なお、このカバープレート８１の詳細については後述する。
図１４に示すケースボルト穴７６は、カバープレート８１に形成されたプレートボルト穴８２に螺合するプレート固定ボルト（図示略）が挿通する穴部である。
また、低電圧ケーブル用ケース穴７７は、約１２Ｖ系電装機器（図示略）への給電に用いられる低電圧ケーブル８９（図１６参照）が相通する穴部であって、カバープレート８１の低電圧ケーブル用プレート穴８３と連通するようになっている。
また、センタケース穴７８は、カバープレート８１に形成されたガス抜き穴８４と連通する穴部である。
また、高電圧ケーブル用ケース穴７９，７９は、それぞれ、高電圧ケーブル７２（図９参照）が相通する穴部であって、カバープレート８１の高電圧ケーブル用プレート穴８５Ａ，８５Ｂと連通するようになっている。
そして、凹奥壁部２９は、高電圧ケーブルの外径Ｄ3に応じて、サイドメンバ１１から所定距離（図９中矢印Ｌ1参照）離間して配設されている。つまり、この凹奥壁部２９は、高電圧ケーブル７２の外径Ｄ3が大きくなるに連れて、サイドメンバ１１から離れるように設定され、逆に、高電圧ケーブル７２の外径Ｄ3が小さくなるに連れて、サイドメンバ１１に近づくように設定されている。
図１５に示すように、バッテリトレイ１４の凹奥壁部２９の裏側には、図１４を用いて上述したケースボルト穴７６，低電圧ケーブル用ケース穴７７，センタケース穴７８および高電圧ケーブル用ケース穴７９を覆うアルミニウム製の板材であるカバープレート８１が固定されている。なお、カバープレート８１の材質としてアルミニウムが選定されたのは、必要な剛性を確保しながら軽量化を図るという目的に加え、気温の変化によりバッテリトレイ１４の樹脂部分が膨張・収縮した場合であっても、このカバープレート８１と樹脂部分とが離隔しないようにしていることによる。
つまり、バッテリトレイ１４の材料であるガラス繊維入りのポリブチレン樹脂と、カバープレート８１の材料であるアルミニウムとの双方が略同程度の線膨張係数を有していることに本発明者らは着目し、このカバープレート８１をアルミニウムにより形成しているのである。
このカバープレート８１には、プレートボルト穴８２，低電圧ケーブル用プレート穴８３，ガス抜き穴８４および高電圧ケーブル用プレート穴（ケーブル用穴部）８５Ａ，８５Ｂが形成されている。
これらのうち、プレートボルト穴８２は、図１７に示すプレート固定ボルト１０４が螺合する穴部である。また、このプレートボルト穴８２は、カバープレート８１の前面側（図１５中紙面手前側）とは連通しているが、カバープレート８１の裏面側（図１５中紙面奥側）とは連通していない。即ち、このプレートボルト穴８２は、カバープレート８１を貫通しないように形成されている。
低電圧ケーブル用プレート穴８３には、図１６に示すように、ラバーキャップ８８がはめ込まれ、さらに、このラバーキャップ８８内に低電圧ケーブル８９が挿通されるようになっている。
ガス抜き穴８４は、バッテリケース１３内部の気圧が上昇した場合に、バッテリケース１３内の空気をバッテリケース１３外に排出するために設けられた穴部である。なお、このガス抜き穴８４には、図示しないワンウェイバルブがはめ込まれており、バッテリケース１３内部の気密性が保たれるようになっている。
図１５および図１８に示すように、高電圧ケーブル用プレート穴８５Ａ，８５Ｂは、それぞれ、ケーブルホルダ１０１，１０１の先端部１０１Ａ，１０１Ａが挿入される穴部であって、図１４に示す高電圧ケーブル用ケース穴７９，７９と連通するようになっている。
ケーブルホルダ１０１，１０１内には、高電圧ケーブル７２，７２が挿通されている。また、これらのケーブルホルダ１０１，１０１の先端部１０１Ａ，１０１Ａには、それぞれ、ラバー性のＯリング１０３が装着されており、バッテリケース１３内部の気密性が保たれるようになっている。
また、これらのケーブルホルダ１０１，１０１は、それぞれ、ホルダ固定ボルト１０２，１０２によりカバープレート８１に対して固定されている。なお、これらのホルダ固定ボルト１０２，１０２は、それぞれ、ケーブルホルダ用穴部８６Ａ，８６Ｂに螺合するボルトである。
これらのケーブルホルダ用穴部８６Ａ，８６Ｂは、高電圧ケーブル用プレート穴８５Ａ，８５Ｂの周縁に形成された穴部であって、カバープレート８１の前面側とは連通しているが、カバープレート８１の裏面側とは連通していない。
また、高電圧ケーブル用プレート穴８５Ａ，８５Ｂは、その内周面が鏡面磨き加工されており、高電圧ケーブル用プレート穴８５Ａ，８５Ｂに対してＯリング１０３が隙間なく密着できるようになっている。さらに、この鏡面磨き加工により、Ｏリング１０３が高電圧ケーブル用プレート穴８５Ａ，８５Ｂにはめ込まれる際に、Ｏリング１０３が傷つくことを防止することが出来るようになっている。
さらに、このカバープレート８１には、その全周に渡ってシール溝８７が形成されている。このシール溝８７には図示しないシール材が充填され、図１７に示すように、バッテリトレイ１４の凹奥壁部２９とカバープレート８１との間で隙間が生じることを防ぐことが出来るようになっている。
図１９および図２０に示すように、バッテリカバー１３には、前隆起部９１，中隆起部９２および後隆起部９３が形成されている。
これらのうち、前隆起部９１は、バッテリカバー１３の前方において隆起した部分であり、一方、後隆起部９３は、バッテリカバー１３の後方において隆起した部分である。また、前隆起部９１にはメンテナンス穴部９４が形成されている。このメンテナンス穴部９４は、バッテリケース１３内部の保守・点検作業のために形成されているものであって、通常はカバープレート（図示略）により塞がれている。
また、中隆起部９２は、前隆起部９１と後隆起部９３との間において隆起した部分であるが、前隆起部９１および後隆起部９３よりもその高さが低く形成されている。
そして、このバッテリカバー１３の周縁にはフランジ部９５が形成され、さらに、このフランジ部９５には複数のカバーボルト穴９６が形成されている。
一方、図３に示すように、バッテリトレイ１４の前側壁部１６，左側壁部１７，右側壁部１８および後側壁部１９（即ち、バッテリトレイ１４の周縁）には、上述のカバーボルト穴９６のそれぞれと対応する位置にトレイボルト穴１０１が形成されている。これにより、バッテリトレイ１４上にバッテリカバー１５が載置された際に、これらのカバーボルト穴９６とトレイボルト穴１０１とが連通し、これらのカバーボルト穴９６とトレイボルト穴１０１とに図示しないボルトが挿通されて、バッテリトレイ１４とバッテリカバー１５とが固定されるようになっている。
本発明の一実施形態に係る電気自動車のバッテリ搭載構造は上述のように構成されているので、以下のような作用および効果を奏する。
例えば、電気自動車１０の前方が衝突した際、バッテリ１６を内蔵するバッテリケース１３は、慣性により前方へ移動しようとする。特に、バッテリ１６は比較的重いものであり、電気自動車１０の衝突時におけるバッテリケース１３の運動エネルギーは到底無視できるものではない。
しかし、本実施形態に係る本発明によれば、側端サポートメンバ６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄや、前端サポートメンバ６２Ａ，６２Ｂを備えることで、バッテリケース１３が前方に移動し、バッテリクロスメンバ１２に衝突する事態を防ぐことが可能となる。つまり、バッテリケース１３とバッテリクロスメンバ１２との間の隙間（図１中符号ＧF参照）を電気自動車１０の衝突時においても確保することが可能であり、この隙間ＧFに配設された種々のケーブル（図示略）が損傷を受ける事態を防ぎ、電気自動車１０の信頼性を向上させることが出来る。
また、前端サポートメンバ６２Ａ，６２Ｂは、側端サポートメンバ６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄの全てと接続されるのではなく、最前に配設された側端サポートメンバ６１Ａのみと接続されているので、前端サポートメンバ６２Ａ，６２Ｂの長さを短く形成することが可能となり、前端サポートメンバ６２Ａ，６２Ｂ自体の重量およびコストを抑制することが可能となる。
したがって、重量やコストが増大することを抑制しながら、電気自動車１０に搭載されたバッテリ１６の耐衝突性能を高めることが出来る。
また、側端サポートメンバ６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄおよび前端サポートメンバ６２Ａ，６２Ｂを鉄により形成するとともに、バッテリケース１３をガラス繊維入りのポリブチレン樹脂により形成している。これにより、バッテリケース１３の軽量化を図りながら安価に量産することを可能とし、且つ、電気自動車１０に対するバッテリケース１３の取付け剛性を向上させることが出来る。
また、バッテリ１６を内蔵するバッテリケース１３を側端サポートメンバ６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄにより確実に支持しながら、前方ブロック６３Ａ，６３Ｂにより、電気自動車１０の前方が衝突した場合であっても、バッテリケース１３が慣性により前方へ移動しバッテリクロスメンバ１２に衝突する事態を防ぐことが可能となる。
また、側方ブロック６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ，６６Ｄを、バッテリケース１３の側面とサイドメンバ１１との間設けることで、電気自動車１０の側方が衝突した場合であっても、バッテリケース１３が慣性により側方へ移動しサイドメンバ１１に衝突することを防ぐことが可能となる。
したがって、電気自動車１０の側方が衝突した場合であっても、バッテリケース１３とサイドメンバ１１との間の隙間（図１中符号ＧS，ＧS参照）を確保することが可能であり、この隙間ＧSに配設された種々の高電圧ケーブル７２や低電圧ケーブル８９が断線することを防ぎ、電気自動車１０の信頼性を向上させることが出来る。
また、側端サポートメンバ６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ，前方ブロック６３Ａ，６３Ｂおよびバッテリクロスメンバ１２は鉄により形成し、一方、バッテリケース１３は、ガラス繊維入りのポリブチレン樹脂により形成している。
これにより、バッテリケース１３の軽量化を図りながら安価に量産することを可能とし、且つ、電気自動車１０に対するバッテリケース１３の取付け剛性を向上させることが出来る。
また、サイドメンバ１１およびバッテリクロスメンバ１２と、前端サポートメンバ６２Ａ，６２Ｂおよび側端サポートメンバ６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄとを、前方ブロック６３Ａ，６３Ｂおよび側方ブロック６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ，６６Ｄにより接続することで、重量物であるバッテリ１６を内蔵するバッテリケース１３の重心位置を低くすることが可能となる。
また、前方ブロック６３Ａ，６３Ｂ，側方ブロック６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ，６６Ｄを、バッテリケース１３とサイドメンバ１１およびバッテリクロスメンバ１２との間に介装することで、電気自動車１０の衝突時にバッテリケース１３が慣性により移動し、サイドメンバ１１やバッテリクロスメンバ１２に衝突することを防ぐことが可能となる。
したがって、電気自動車１０に搭載されたバッテリ１６の耐衝突性能を高めることが出来る。
特に、電気自動車１０の前方が衝突した場合には、バッテリケース１３が慣性により前方へ移動してバッテリクロスメンバ１２に衝突することを防ぐことが可能となるとともに、電気自動車１０の側方が衝突した場合には、バッテリケース１３が慣性により横方向へ移動しサイドメンバ１１に衝突することを防ぐことが出来る。
また、図９を用いて上述したように、高電圧ケーブル７２，７２は、バッテリケース１３の凹部２８Ａ，２８Ｂに設けられたカバープレート８１に形成された高電圧ケーブル用プレート穴８５Ａ，８５Ｂを通じて、バッテリケース１３の内部と外部とに亘って延在し、所定の半径（曲げ半径）で円弧状に曲げられて、サイドメンバ１１，１１とバッテリケース１３との間にそれぞれ配設されている。
このとき、凹部２８Ａ，２８Ｂの凹奥壁部２９が、高電圧ケーブル７２の径Ｄ3に応じてサイドメンバ１１から所定距離Ｌ1離間して配設されているので、高電圧ケーブル７２の曲げ半径が小さすぎて高電圧ケーブル７２を損傷させたり、曲げ半径が大きすぎてバッテリケース１３内のスペースの有効活用が出来なかったりする事態を避けることが出来る。
つまり、限られた電気自動車１０内のスペースを有効活用しながら、電気自動車１０に搭載されたバッテリ１６に接続される高電圧ケーブル７２の配線を容易に行なうことが出来るのである。
また、高電圧ケーブル７２は、丸穴端子７３によりバッテリケース１３内のバッテリ１６に接続されるので、コストの増大を招くことなく、高電圧ケーブルとバッテリとを確実に接続することが出来る。
また、この丸穴端子７３を用いてバッテリ１６と高電圧ケーブル７２とを接続した場合には、一般的な脱着式のコネクタを用いた場合に比べて、高電圧ケーブル７２がバッテリ１６から取り外しにくくすることが可能となる。
したがって、高電圧ケーブル７２がバッテリ１６から外れてしまうことを確実に防ぐことで、電気自動車１０の信頼性をさらに向上させることが出来る。
また、簡素な丸穴端子７３を用いることで、一般的な脱着式コネクタを用いた場合よりも、大幅にコストを抑制することが可能となるほか、電気自動車１０の軽量化にも寄与することが出来る。
また、アルミニウム製のカバープレート８１に形成された高電圧ケーブル用プレート穴８５Ａ，８５Ｂを通じて高電圧ケーブル７２，７２をバッテリケース１３から引き出すことで、温度変化等に起因して高電圧ケーブル用プレート穴８５Ａ，８５Ｂの大きさが変化する事態を防ぐとともに、Ｏリング１０３により高電圧ケーブル７２，７２の外周面と高電圧ケーブル用プレート穴８５Ａ，８５Ｂの内周面との間を閉塞することで、外気がバッテリケース１３内に入り込むことを防ぐことが出来る。
また、固定ボルト穴は、カバープレートの前面側とは連通するものの、カバープレートの裏面側とは連通していないので、バッテリケースに対してカバープレートを固定する固定ボルトが固定ボルト穴に螺合することを妨げることなく、バッテリケース内の気密性を向上させることが出来る。
プレートボルト穴８２は、カバープレート８１の前面側とは連通するものの、カバープレート８１の裏面側とは連通していないので、バッテリケース１３に対してカバープレート８１を固定するプレート固定ボルト１０４がプレートボルト穴８２に螺合することを妨げることなく、バッテリケース１３内の気密性を向上させることが出来る。
また、図６および図７に示すように、埋設ナット５１における局所的に小さい径（第２径Ｄ2）の部分、即ち、上側細径部５５Ａおよび下側細径部５５Ｂを、樹脂製のバッテリトレイ１４の内部にくい込ませることで、埋設ナット５１に対して上下方向の力が加わった場合であっても、この埋設ナット５１がバッテリトレイ１４から容易に脱落することを防ぐことが出来る。
また、中間部５３の外周面には、上下方向に延在する複数の溝部（即ち、セレーション）５３Ａが形成されているので、中心軸Ｃ51を中心とするトルクが埋設ナット１５に加えられた場合であっても、この埋設ナット５１がバッテリトレイ１４内で空回りすることを防ぐことが可能となり、埋設ナット５１に対して図示しないボルトを締結する作業を適切に行なうことが出来る。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、図２１に示すように、上述の実施形態においては、バッテリケース１３を下方から支持する側端サポートメンバ６１ＡがＡ側方ブロック６６Ａと接続され（図２１中符号Ａ4参照）、このＡ側方ブロック６６Ａがサイドメンバ１１に接続され（図２１中符号Ａ2参照）、且つ、このＡ側方ブロック６６Ａがバッテリケース１３に接続されている（図２１中符号Ａ3参照）。
しかしながら、本発明はこの図２１に示すような構成に限るものではなく、例えば、この図２１に示す構成に加え、図２２に示すように、側端サポートメンバ６１Ａをサイドメンバ１１に接続してもよい（図２２中符号Ａ1参照）。これにより、バッテリの耐衝突性能をさらに高めることが出来る。
また、図２３に示すように、側端サポートメンバ６１Ａが、サイドメンバ１１には接続されるが（図２１中符号Ａ1参照）、Ａ側方ブロック６６Ａには接続されない構成としてもよい。これにより、側端サポートメンバ６１Ａの位置に関わらず、Ａ側方ブロック６６Ａの位置を設定することが可能となる。
本発明の一実施形態に係る電気自動車のバッテリ搭載構造の全体構成を示す模式的な上面図である。 本発明の一実施形態に係る電気自動車のバッテリ搭載構造の全体構成を示す模式的な側面図である。 本発明の一実施形態に係る電気自動車のバッテリ搭載構造におけるバッテリトレイを示す模式的な上面図である。 本発明の一実施形態に係る電気自動車のバッテリ搭載構造におけるバッテリケース内のバッテリおよびバッテリ固定部を主に示す模式的な斜視図である。 本発明の一実施形態に係る電気自動車のバッテリ搭載構造におけるバッテリトレイに埋め込まれるメタルフレームを示す模式的な斜視図である。 本発明の一実施形態に係る電気自動車のバッテリ搭載構造における埋設ナットを示す模式図であって（Ａ）はその上面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）はその下面図である。 本発明の一実施形態に係る電気自動車のバッテリ搭載構造における埋設ナットの模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る電気自動車のバッテリ搭載構造におけるバッテリケースの裏側を主に示す模式的な斜視図である。 本発明の一実施形態に係る電気自動車のバッテリ搭載構造におけるバッテリケースの裏側を主に示す模式的な平面図である。 本発明の一実施形態に係る電気自動車のバッテリ搭載構造における側端サポートメンバおよび前端サポートメンバを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る電気自動車のバッテリ搭載構造の要部を示す断面図であって、図１の模式的なXI−XI矢視断面図である。 本発明の一実施形態に係る電気自動車のバッテリ搭載構造の要部を示す断面図であって、図１の模式的なXII−XII矢視断面図である。 本発明の一実施形態に係る電気自動車のバッテリ搭載構造の要部を示す断面図であって、図１の模式的なXIII−XIII矢視断面図である。 本発明の一実施形態に係る電気自動車のバッテリ搭載構造の要部を示す断面図であって、図１の模式的なXIV−XIV矢視断面図である。 本発明の一実施形態に係る電気自動車のバッテリ搭載構造におけるカバープレートを示す模式的な正面図である。 本発明の一実施形態に係る電気自動車のバッテリ搭載構造におけるカバープレートを主に示す模式的な斜視図である。 本発明の一実施形態に係る電気自動車のバッテリ搭載構造の要部を示す断面図であって、図１６の模式的なXVII−XVII矢視断面図である。 本発明の一実施形態に係る電気自動車のバッテリ搭載構造の要部を示す断面図であって、図１６の模式的なXVIII−XVIII矢視断面図である。 本発明の一実施形態に係る電気自動車のバッテリ搭載構造におけるバッテリカバーを示す模式的な斜視図である。 本発明の一実施形態に係る電気自動車のバッテリ搭載構造におけるバッテリカバーを示す模式的な上面図である。 本発明の一実施形態に係る電気自動車のバッテリ搭載構造の構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る電気自動車のバッテリ搭載構造の変形例を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る電気自動車のバッテリ搭載構造の変形例を示す模式図である。
符号の説明
１０ 電気自動車（車両）
１１ サイドメンバ（車体部材，第１車体部材）
１２ バッテリクロスメンバ（車体部材，第２車体部材）
１３ バッテリケース
１４ バッテリトレイ
１５ バッテリカバー
１６ バッテリ
２８Ａ，２８Ｂ 凹部
２９ 凹奥壁部（奥壁部）
６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ 側端サポートメンバ（支持部材，第１支持部材）
６２Ａ，６２Ｂ 前端サポートメンバ（支持部材，第２支持部材）
６３Ａ，６３Ｂ 前方ブロック（耐衝撃部材，第１耐衝撃部材）
６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ，６６Ｄ 側方ブロック（耐衝撃部材，第２耐衝撃部材）
７２ 高電圧ケーブル
７９ 高電圧ケーブル用ケース穴（ケース穴部）
８１ カバープレート
８２ プレートボルト穴（固定ボルト穴）
８５Ａ，８５Ｂ 高電圧ケーブル用プレート穴８５Ａ，８５Ｂ（プレート穴部）
１０３ Ｏリング（弾性材）
１０４ プレート固定ボルト（固定ボルト）

Claims (4)

  1. 電気自動車のバッテリ搭載構造であって、
    該電気自動車の車体を形成する車体部材と、
    バッテリを内蔵するバッテリケースと、
    該バッテリケースの底面に固定され且つ該車体部材よりも下方で該バッテリケースの外方へ突出して設けられた支持部材と、
    該車体部材と該支持部材とを接続する耐衝撃部材とを備える
    ことを特徴とする、電気自動車のバッテリ搭載構造。
  2. 該車体部材は、該電気自動車の前後方向に延在し車体を形成する一対の第１車体部材と、該電気自動車の幅方向に延在し一対の該第１車体部材の間に亘って設けられ該車体を形成する第２車体部材とを有し、
    該バッテリケースは、一対の該第１車体部材の間で且つ該第２車体部材の後方に配設され、
    該耐衝撃部材は、該バッテリケースと該第２車体部材とを接続する第１耐衝撃部材を有する
    ことを特徴とする、請求項１記載の電気自動車のバッテリ搭載構造。
  3. 該耐衝撃部材は、該バッテリケースと該第１車体部材とを接続する第２耐衝撃部材を有する
    ことを特徴とする、請求項１または２記載の電気自動車のバッテリ搭載構造。
  4. 該支持部材および該耐衝撃部材は、金属により形成され、
    該バッテリケースは、樹脂により形成されている
    ことを特徴とする、請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の電気自動車のバッテリ搭載構造。
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