JP2012164431A

JP2012164431A - 車両用バッテリの固定構造

Info

Publication number: JP2012164431A
Application number: JP2011021661A
Authority: JP
Inventors: Wen Leon Lu; ウェンレオンルー; Kenji Yanagi; 健次柳
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2011-02-03
Filing date: 2011-02-03
Publication date: 2012-08-30
Anticipated expiration: 2031-02-03
Also published as: JP5472645B2

Abstract

【課題】複数のバッテリを一体的に上下から隙間なく挟み込んで確実に固定できる車両用バッテリの固定構造を提供する。
【解決手段】車両に設けられたバッテリケース内に複数のバッテリセル３０を並べ、当該複数のバッテリセル３０をバッテリ固定ブラケット３５によってバッテリケースのケース本体２０に固定する車両用バッテリの固定構造であって、バッテリ固定ブラケット３５は、複数のバッテリセル３０の上面を下方に押さえる上部ブラケット３６と、上部ブラケット３６に対して上下方向に相対移動可能に係止され、複数のバッテリセル３０の下面をまとめて支持する下部ブラケット３７とを備え、複数のバッテリセル３０を上部ブラケット３６及び下部ブラケット３７により上下に挟み込んでケース本体２０に載せ、上部ブラケット３６をケース本体２０に上方から締結手段により固定することで、バッテリセル３０をケース本体２０に固定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両に搭載されるバッテリの車両への固定構造に関するものである。

近年、大容量のバッテリが搭載され、当該バッテリの電力で駆動されるモータを走行駆動源の１つとするハイブリッド車や電気自動車が広く開発されている。
このような電動車両に搭載されるバッテリは、容量及び出力電圧を確保するため、複数のバッテリをバッテリケース内に収納して構成されている。
バッテリケースは、例えば上部が開口した箱状に形成されバッテリが収納されるケース本体（ロアケース）と、ケース本体を覆う蓋状のカバー（アッパーケース）とから構成されている。

ケース本体内に搭載される複数のバッテリは、例えばベルト状のブラケットによってまとめられており、バッテリ交換やメンテナンス時においてバッテリ全体のケース本体への着脱を容易にしている（特許文献１）。

特開２００６−２３６８２６号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された技術では、複数のバッテリをまとめるブラケットとは別に、バッテリ自体にケース本体に固定されるブラケットを備えているので、バッテリの形状が複雑化し、バッテリの共通化を妨げる要因となる虞がある。
外形が単純な直方体である複数のバッテリをケース本体に固定するために、ケース本体の底板に載せた複数のバッテリを、ベルト状のブラケットによって上方からまとめて抑え、このブラケットの両端部をケース本体にボルトによって下方に締め付けつつ固定することが考えられる。

しかしながら、走行振動により緩まないようにボルトを強く締め付ける必要があり、よってブラケットによりバッテリが強く上方から押さえ付けられ、幅方向に薄い形状のバッテリを多く重ねている場合や、ケース本体が撓みやすい材質で形成されている場合には、バッテリの下端が開いてハの字状に斜めに固定されてしまう虞がある。したがって複数のバッテリの上部に例えば電圧監視用の基板が設けられている場合には、このようにバッテリがハの字状に斜めになると、バッテリ上部の基板が曲げられて破損する虞がある。

また、単純に複数のバッテリをブラケットにより押さえつけるように固定した構造では、特許文献１のようにバッテリをまとめてケース本体から取り外すことができなくなり、メンテナンス性が低下してしまう。
そこで、バッテリを比較的撓みにくい鋼製の２個のブラケットにより上下から挟み込み、これらのブラケットを共にケース本体に固定する方法が考えられるが、バッテリやブラケットの上下寸法のバラツキによりバッテリとブラケットとの間に隙間が生じ、バッテリを確実に固定することが困難となる虞がある。

本発明は、上述した課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、複数のバッテリをブラケットによってまとめて固定する車両用バッテリの固定構造において、複数のバッテリを一体的に上下から隙間なく挟み込んで確実に固定できる車両用バッテリの固定構造を提供することにある。

上記の目的を達成するべく、請求項１の車両用バッテリの固定構造は、車両に設けられた載置台上に複数のバッテリを並べ、当該複数のバッテリを固定手段によって前記載置台に固定する車両用バッテリの固定構造であって、前記固定手段は、前記複数のバッテリの上面を押さえる上部固定手段と、該上部固定手段に係止されると共に前記複数のバッテリの下面を支持する下部固定手段とを備え、前記下部固定手段は、前記上部固定手段に対して上下方向に相対移動可能に係止され、前記上部固定手段は、締結手段により上方から前記載置台に締結されて前記バッテリを固定することを特徴とする。

また、請求項２の車両用バッテリの固定構造は、請求項１において、前記下部固定手段は、前記バッテリの側面を両側から押さえる押し付け手段を備えることを特徴とする。
また、請求項３の車両用バッテリの固定構造は、請求項１または２において、前記上部固定手段の上下方向に延びる部位に係止孔が設けられるとともに、前記下部固定手段にフック状の係止手段が備えられ、前記係止手段を前記係止孔の縁部に係止することで前記下部固定手段が前記上部固定手段に係止されることを特徴とする。

また、請求項４の車両用バッテリの固定構造は、請求項３において、前記バッテリを前記載置台に固定した状態で、前記係止手段と前記係止孔の縁部との間に隙間が形成されるように、前記係止孔の形状が設定されていることを特徴とする。

請求項１の車両用バッテリの固定構造によれば、複数のバッテリが上部固定手段と下部固定手段とにより上下から挟み込むようにして載置台に固定されるので、複数のバッテリを一体的に固定することができる。
そして、このバッテリの固定時には、下部固定手段が上部固定手段に対して上下方向に相対移動可能に係止され、上部固定手段が載置台に固定されるので、バッテリの上下寸法あるいはバッテリ固定ブラケットの上下寸法にバラツキがあったとしても、下部ブラケットとバッテリモジュールの下面とを確実に密着させることができ、バッテリを確実に固定することができる。

請求項２の車両用バッテリの固定構造によれば、下部固定手段は、バッテリの側面を両側から押し付ける押し付け手段を備えているので、バッテリのガタツキをなくし、バッテリをより確実に固定することができる。
請求項３の車両用バッテリの固定構造によれば、下部固定手段に設けられた係止手段を、上部固定手段に設けられた係止孔の縁部に係止することで、簡単な構造で下部固定手段を上部固定手段に係止することが可能となる。

請求項４の車両用バッテリの固定構造によれば、バッテリを載置台に固定した状態で、係止手段と係止孔の縁部との間に隙間が形成されるので、下部固定手段を上部固定手段に上下方向に相対移動可能に係止することが可能となる。

本発明に係るバッテリユニットが載置された電気自動車の斜視図である。バッテリユニットの概略構成図である。バッテリモジュールの固定構造を示す斜視図である。バッテリモジュールの固定構造を示す縦断面図である。バッテリモジュール持ち上げ時の状態を示す説明図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係るバッテリが搭載された電気自動車用の斜視図である。
図１に示すように、電気自動車１は車体２の床下にバッテリユニット１０が載置されるとともに、図示しない外部からの充電経路とを備えており、当該充電経路から電力の供給を受けて充電を行う充電器１２が車体２の後部に配置され、バッテリユニット１０は充電器１２に接続されて蓄電するように構成されている。電気自動車は、バッテリユニット１０を動力源として図示しない電気モータを駆動することで、タイヤを回転駆動し走行可能となっている。

図２は、バッテリユニット１０の概略構成図である。
図２に示すように、バッテリユニット１０は、バッテリケース１５内に複数のバッテリモジュール１８が収納されて構成されている。バッテリケース１５は、上面が開口した箱形のケース本体２０(載置台)とケース本体２０の上面を覆うカバー２２とから構成されている。ケース本体２０及びカバー２２は電気絶縁性を有する樹脂により形成されている。

バッテリモジュール１８は、直方体の形状であって、ケース本体２０上に２列に車両前後方向に複数個並べて収納されている。ケース本体２０及びカバー２２の周縁部には、互いに重なりあうように夫々フランジ２３、２４が形成されている。フランジ２３、２４には、所定間隔毎にボルト孔が設けられており、当該ボルト孔に夫々ボルト２８を挿入し、ナット２９によって締め付けることで、ケース本体２０とカバー２２とが固定される構造となっている。

図３は、バッテリモジュール１８の固定構造を示す斜視図である。
図４は、バッテリモジュール１８の固定構造を示す縦断面図である。
図３、４に示すように、バッテリモジュール１８は、直方体の形状のバッテリセル３０（本発明のバッテリに該当する。）を車幅方向に並べて構成されている。バッテリモジュール１８の上面には、電池基板３１が設けられている。電池基板３１には、バッテリセル３０毎に温度センサが設けられ各バッテリセル３０の温度を検出するとともに、バッテリセル３０の電圧を検出して、バッテリセル３０毎に充電状態を監視する機能を有する。

バッテリモジュール１８は、バッテリ固定ブラケット３５（固定手段）によりケース本体２０に固定されている。本実施形態のバッテリ固定ブラケット３５は、鋼板を折り曲げて形成され、バッテリモジュール１８を上部から押さえる上部ブラケット３６(上部固定手段)と、バッテリモジュール１８の下部を支持する下部ブラケット３７(下部固定手段)により構成されている。

上部ブラケット３６は、バッテリモジュール１８の上面に載せられ、バッテリモジュール１８を構成する複数のバッテリセル３０上を横断するように配置されている。上部ブラケット３６の両端部は、バッテリモジュール１８の側面に沿って下方に曲げられており、更にその両端部でバッテリモジュール１８の上面と平行に幅方向外方に曲げられている。また、この上部ブラケット３６の両端部の幅方向外方に曲げられた部位３６ａには、ボルト孔３８が設けられている。一方、ケース本体２０には、各バッテリモジュールの両脇に夫々、ボルト(締結手段)３９を固定するための固定部２０ａが設けられている。固定部２０ａは、ケース本体２０の底板から上方に円柱状に突出するように形成されており、その上端にボルト(締結手段)３９が下方に向かって螺合可能なようにねじ穴が設けられている。

また、上部ブラケット３６の下方に曲げられた部位である側板部３６ｂには、下部ブラケットの端部を引っかけて係止するための四角形状の係止孔４０が設けられている。
下部ブラケット３７は、一つのバッテリモジュール１８を構成する全てのバッテリセル３０を載せることができるように形成されている。下部ブラケット３７の車幅方向両側端部は、バッテリモジュール１８の側面に沿って上方に曲げられており、更にその端部が外側にフック状に折り曲げられてフック部３７ａ(係止手段)が形成されている。下部ブラケット３７のフック部３７ａを上部ブラケット３６の係止孔４０に引っ掛けて、上部ブラケット３６と下部ブラケット３７とにより、バッテリモジュール１８の複数のバッテリセル３０を上下から挟むようにして支持する構成となっている。

また、フック部３７ａを係止孔４０に引っ掛けて上部ブラケット３６に下部ブラケット３７を支持させたときに、上部ブラケット３６に対して下部ブラケット３７が上下に移動可能となるように、係止孔４０の上下幅寸法が設定されている。
更に、バッテリモジュール１８を上部ブラケット３６と下部ブラケット３７とにより挟んだ状態で、ケース本体２０に載せ、ボルト(締結手段)３９をねじ込んで上部ブラケット３６をケース本体２０に固定したときに、下部ブラケット３７のフック部３７ａが、上部ブラケット３６の係止孔４０の中で上下に隙間が設けられるように、係止孔４０の上下位置が設定されている。

また、下部ブラケット３７の上下方向に延びる側板部３７ｂは、バッテリモジュール１８の側面に向かって突出する押し付け部３７ｃが設けられている。押し付け部３７ｃは、側板部３７ｂの一部をプレス等により折り曲げて形成され、バッテリモジュール１８の側面を両側から支持できるように突出高さが設定されている。
上記の構成により、本実施形態では、上記のようにバッテリモジュール１８を上部ブラケット３６と下部ブラケット３７とにより挟んだ状態で、ケース本体２０に載せ、ボルト(締結手段)３９をねじ込んで上部ブラケット３６をケース本体２０に固定することで、バッテリモジュール１８がケース本体２０上に固定される。

本実施形態では、上部ブラケット３６に対して上下に相対移動可能な下部ブラケット３７を備えており、バッテリモジュール１８をケース本体上に固定したときに、バッテリセル３０の上下寸法あるいは上部ブラケット３６及び下部ブラケット３７の上下寸法にバラツキがあったとしても、下部ブラケット３７とバッテリモジュール１８の下面とを確実に密着させることができる。また、本実施形態では、下部ブラケット３７が鋼板のような比較的高剛性の材質で形成されているので、例えトレイ２０の剛性が低くても、下部ブラケット３７とバッテリモジュール１８のとの密着は確保される。

また、例えボルト(締結手段)３９を強くしめ過ぎたとしても、下部ブラケット３６が上部ブラケット３６に対して上下に相対移動可能であるので、バッテリモジュール１８への上下方向からの押し付け力を抑制することができる。
以上のように、下部ブラケット３７とバッテリモジュール１８のとの密着が確保され、バッテリモジュール１８を上部ブラケット３６及び下部ブラケット３７によって上下方向に確実に挟み込んで押さえつつも、バッテリモジュール１８の過度な押し付けが抑制されるので、バッテリモジュール１８の固定時にバッテリセル３０がハの字状に開くことが回避され、バッテリモジュール１８の上面に設けられている電池基板３１の破損を防止することができる。

図５は、ボルト(締結手段)３９を外してバッテリモジュール１８を持ち上げたときの状態を示す説明図である。
図５に示すように、ボルト(締結手段)３９を外してバッテリモジュール１８を持ち上げた場合には、下部ブラケット３７のフック部３７ａが上部ブラケット３７の係止孔４０に引っかかって吊り下げられ、上部ブラケット３６とともに持ち上げられるので、複数のバッテリセル３０を一体的に持ち上げることが可能となる。したがって、バッテリモジュール１８のケース本体２０からの着脱が容易となり、メンテナンス性を向上させることができる。

また、本実施形態では、下部ブラケット３７の側板部３７ｂにバッテリモジュール１８を車幅方向両側から押し付ける押し付け部３７ｃが備えられているので、バッテリモジュール１８の固定時にはバッテリセル３０の開きを更に抑制し、バッテリモジュール１８の持ち上げ時には、バッテリセル３０を安定して支持することができる。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、上部ブラケット３６及び下部ブラケット３７は、バッテリモジュール１８の上方及び下方から押さえる構造であれば適宜形状を変更することが可能である。
また、本実施形態では、電気自動車のバッテリに本願の固定構造を適用しているが、エンジン駆動の車両においても、車両に並べて搭載された複数個のバッテリの固定構造に適用することが可能である。

１電気自動車
１８バッテリモジュール
２０ケース本体
３０バッテリセル
３６上部ブラケット
３７下部ブラケット
３７ａフック部
３７ｂ押し付け部
４０係止孔

Claims

車両に設けられた載置台上に複数のバッテリを並べ、当該複数のバッテリを固定手段によって前記載置台に固定する車両用バッテリの固定構造であって、
前記固定手段は、前記複数のバッテリの上面を押さえる上部固定手段と、該上部固定手段に係止されると共に前記複数のバッテリの下面を支持する下部固定手段とを備え、
前記下部固定手段は、前記上部固定手段に対して上下方向に相対移動可能に係止され、
前記上部固定手段は、締結手段により上方から前記載置台に締結されて前記バッテリを固定することを特徴とする車両用バッテリの固定構造。
前記下部固定手段は、前記バッテリの側面を両側から押さえる押し付け手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用バッテリの固定構造。
前記上部固定手段の上下方向に延びる部位に係止孔が設けられるとともに、
前記下部固定手段にフック状の係止手段が備えられ、
前記係止手段を前記係止孔の縁部に係止することで前記下部固定手段が前記上部固定手段に係止されることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用バッテリの固定構造。
前記バッテリを前記載置台に固定した状態で、前記係止手段と前記係止孔の縁部との間に隙間が形成されるように、前記係止孔の形状が設定されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用バッテリの固定構造。