JP2012169171A - 車両用バッテリの固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリ間のブラケットの固定部をコンパクト化し、バッテリの搭載スペースを確保する。
【解決手段】車両に設けられたバッテリケースのケース本体２０上に複数のバッテリモジュール１８を並べ、バッテリモジュール１８の上面にそれぞれバッテリ固定ブラケット３５を掛け渡し、バッテリ固定ブラケット３５の端部３５ａ、３５ｂをケース本体２０にボルト３９とナット４０とにより締結固定して、複数のバッテリモジュール１８をケース本体２０に固定する車両用バッテリの固定構造であって、隣り合うバッテリモジュール１８の間の区画壁２３に設けられた１つのボルト３９に、２つのバッテリ固定ブラケット３５の端部３５ａ、３５ｂを共に固定し、一方のバッテリ固定ブラケット３５と区画壁２３との締結部と他方のバッテリ固定ブラケット３５と区画壁２３との締結部とを、上面視において重なり合うように配置する。
【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。
このような電気自動車では、容量及び出力電圧を確保するため、複数のバッテリが車体上に搭載されている。
複数のバッテリは、車体に設けられた載置台上に並べて搭載され、その上部側からベルトが掛け渡されて、当該ベルトの両端を例えばボルトにより載置台に固定することで載置台に固定される構造となっている(特許文献１)。

特許第２８６４９４８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１つのベルトでまとめて固定しているので、１個のバッテリの固定解除に伴い全てのバッテリの固定が解除されてしまう。特に、バッテリが金属等のような延びの少ない部材で形成されたブラケットによって固定されている場合には、複数のバッテリのうち１個のみ交換したい場合でも、全てのボルトを外してブラケットを取り外さなければならず、メンテナンス時の工数増加を招いてしまう。

そこで、バッテリ毎に１個ずつブラケットで固定する方法が考えられるが、いずれのブラケットもバッテリの中央部を掛け回すようにするためには、バッテリ間にブラケットの固定部を並べて２箇所設けなければならず、よってバッテリ間の距離を確保する必要があり、限られた搭載スペースで極力大きなバッテリを搭載するには不利な要因となってしまう。

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個々に載置台に固定する車両用バッテリの固定構造において、バッテリ間のブラケットの固定部をコンパクト化し、バッテリの搭載スペースを確保することが可能な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、複数のバッテリの上面にそれぞれブラケットを掛け渡し、ブラケットの端部を載置台にボルトとナットにより締結固定して、複数のバッテリを載置台に固定する車両用バッテリの固定構造であって、載置台は、隣り合うバッテリの間に当該バッテリを区画する区画壁を有し、ブラケットの端部は区画壁の上面に締結固定されると共に、一方のブラケットと区画壁との第１締結部と、他方のブラケットと区画壁との第２締結部とが、上面視において重なりあうように配置されてい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、ボルトは、区画壁に固定されるとともに、ねじ部の中間部に段差が設けられ、当該段差と前記ナットによりブラケットの端部を挟んで固定可能であ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、載置台は、区画壁を複数有し、第１締結部と第２締結部との上下関係は、隣り合う区画壁で同一であ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１〜３のいずれか１項において、車両はバッテリを走行駆動源とする電気自動車であ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、複数のバッテリがブラケットによって載置台にそれぞれ固定されるので、複数のバッテリのうち一部分のバッテリのみ着脱したい場合に、当該バッテリを固定するブラケットを取り外せば着脱が可能となり、バッテリ交換等のメンテナンス作業を容易にすることができる。
特に、隣り合うバッテリにそれぞれ掛け渡された複数のブラケットのうち、一方のブラケットと区画壁との第１締結部と、他方のブラケットと区画壁との第２締結部とが、上面視において重なりあうように配置されているので、バッテリ間の各締結部の設置スペースを抑制することができ、バッテリの搭載スペースを十分に確保することが可能となる。

請求項２の車両用バッテリの固定構造によれば、区画壁に固定されたボルトのねじ部の中間部に段差が設けられ、段差とナットによりブラケットの端部を挟んで固定可能であるので、ナットを強く締め付けることが可能となる。よって、ナットの緩みが抑えられ、バッテリを確実に固定することが可能となる。
請求項３の車両用バッテリの固定構造によれば、第１締結部と第２締結部との上下関係が隣り合う区画壁で同一であるので、ブラケットの形状を同一にして、部品共通化を図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、車両がバッテリを走行駆動源とする電気自動車であるので、電気自動車に搭載されている複数のバッテリを確実に固定するとともに、バッテリの搭載スペースを確保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。 本発明の第１の実施形態に係るバッテリモジュールの固定構造を示す上面図である。 本発明の第１の実施形態に係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が３つ以上配列される場合の固定構造を示す縦断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るバッテリモジュールの固定構造を示す拡大縦断面図である。

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（本発明のバッテリに該当する）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。バッテリモジュール１８の列の間には、ケース本体２０の底壁から上方に突出し、バッテリモジュール１８を区画する区画壁２３が設けられている。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２５、２６が形成されている。フランジ２５、２６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の固定構造を示す上面図である。
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、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、ベルト状の鋼板を折り曲げて形成されており、バッテリモジュール１８毎に設けられている。

バッテリ固定ブラケット３５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の中央部を横断するように配置されている。バッテリ固定ブラケット３５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、このバッテリ固定ブラケット３５の両端部の幅方向外方に曲げられた部位である端部３５ａ、３５ｂには、ボルト孔３７が設けられている。バッテリ固定ブラケット３５の下方に曲げられた部位のうち一方の側板部３５ｃは、他方の側板部３５ｄより数ｃｍ長く形成されている。

バッテリモジュール１８間の区画壁２３には、先端を上方に向けてボルト３９が挿入されて固定されている。ボルト３９は、先端のねじ部３８が区画壁２３の上端から突出するように配置されている。また、ケース本体２０には、バッテリモジュール１８の列の外側にも、バッテリモジュール１８間の区画壁２３と同様の形状であって、かつ同様にボルト３９が固定された壁部２４が設けられている。

そして、バッテリモジュール１８をケース本体２０上に並べ、バッテリ固定ブラケット３５をバッテリモジュール１８毎に上面に載せ、両端のボルト孔３７にボルト３９を挿入し、ナット４０により夫々締め付けることで、バッテリ固定ブラケット３５の両端を区画壁２３及び壁部２４に固定し、バッテリモジュール１８をケース本体２０に固定する構造となっている。

本実施形態では、特にバッテリモジュール１８間の区画壁２３には、隣合うバッテリモジュール１８を固定する２つのバッテリ固定ブラケット３５の端部３５ａ、３５ｂが、１つのボルト３９によって共に締結固定され、一方のバッテリ固定ブラケット３５と区画壁２３との締結部(第１締結部)と、他方のバッテリ固定ブラケット３５と区画壁２３との締結部(第２締結部)とが、上面視において重なり合うように配置されている。詳しくは、バッテリモジュール１８間のボルト３９には、隣合う２つのバッテリ固定ブラケット３５のうち一方が長く形成された側板部３５ｃ側の端部３５ａを固定し、他方が短く形成された側板部３５ｄ側の端部３５ｂを固定するように配置されている。バッテリモジュール１８間のボルト３９に、２つのバッテリ固定ブラケット３５のうち長く形成された側板部３５ｃ側の端部３５ａが先に挿入され、ナット４０により締め付けて一方のバッテリモジュール１８が固定され、端部３５ａの上に他方の短く形成された側板部３５ｄ側の端部３５ｂが挿入され、ナット４０により締め付けることで、他方のバッテリモジュール１８が固定される。

以上のように、本実施形態では、バッテリモジュール１８毎にバッテリ固定ブラケット３５により固定されるので、１つのバッテリ固定ブラケット３５を取り外すことでバッテリモジュール１８の固定を解除することが可能となる。よって、複数搭載されたバッテリモジュール１８のうち１つバッテリモジュール１８のみ着脱したい場合には、当該バッテリモジュール１８を固定するバッテリ固定ブラケット３５を取り外せばバッテリモジュール１８の着脱が可能となるので、バッテリ交換等のメンテナンス作業を容易にすることができる。

但し、バッテリモジュール間の区画壁２３において、バッテリ固定ブラケット３５の端部３５ａを着脱する場合には、共に固定されたバッテリ固定ブラケット３５の端部３５ｂをあらかじめ取り外さなければならないが、少なくともこの共に固定された端部３５ｂを取り外せば当該バッテリ固定ブラケット３５が着脱可能となるので、全てのバッテリ固定ブラケット３５を取り外す必要がなく、バッテリモジュール１８の着脱作業を容易にすることができる。

なお、バッテリモジュール１８を個々にバッテリ固定ブラケット３５によって固定する場合には、並べて配置された２つのバッテリモジュール１８間には、通常２つのボルト３９を必要とする。しかしながら、本実施形態では、上記のように、１つのボルト３９によって、２つのバッテリ固定ブラケット３５の端部３５ａ、３５ｂが共に固定され、第１締結部と第２締結部とが上面視で重なり合うように配置されているので、バッテリモジュール１８間のボルト３９の設置個数を２個から１個に減らすことができる。したがって、バッテリモジュール１８間のボルト３９、即ち締結部の設置スペースが抑制され、バッテリモジュール１８の搭載スペースを十分に確保することができる。本実施形態のような電気自動車１においては、限られた搭載スペースでもバッテリモジュール１８を大きくして容量を増加させることが可能となる。

図５は、バッテリモジュールが３つ以上配列される場合の固定構造を示す縦断面図である。
バッテリモジュール１８が３つ以上配列される場合には、図５に示すように、バッテリモジュール１８間の区画壁２３に固定するバッテリ固定ブラケット３５の上下関係を、隣り合う区画壁２３で同一にするとよい。このようにすれば、隣り合うバッテリ固定ブラケット３５の形状を同一にすることが可能となり、部品共通化を図ることができる。

図６は、本発明の第２の実施形態のバッテリモジュール１８の固定構造を示す拡大縦断面図である。
以下、本発明の第２の実施形態について、第１の実施形態と異なる部分について説明する。
図６に示すように、本発明の第２の実施形態では、区画壁２３に設けられたボルト５０（第１の実施形態のボルト３９に相当する）のねじ部３８の中間に段差５１が設けられ、段差５１の下部と上部とでねじ径が異なる構成としている。そして、段差の下部のねじ部３８ａにバッテリ固定ブラケット３５の端部３５ａが固定されるように、また段差５１の上部のねじ部３８ｂにバッテリ固定ブラケット３５の端部３５ｂが固定可能となるように、夫々ボルト孔３７の孔径が設定されている。バッテリ固定ブラケット３５の端部３５ｂは、ボルト５０の段差５１とナット４０との間に挟まれて固定される。また、バッテリ固定ブラケット３５の端部３５ａは、ねじ部３８ａの下端に設けられた段差５３とナット４０との間に挟まれて固定される。

このような構成により、本実施形態では、ナット４０を強く締め付けることが可能となる。よって、ナット４０の緩みが抑えられ、バッテリ固定ブラケット３５を区画壁２３に、即ちケース本体２０に強く固定することができ、バッテリモジュール１８をより確実に固定することが可能となる。
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、上記実施形態では、バッテリ固定ブラケット３５は、ベルト状に形成されているが、バッテリモジュール１８の上面全体を覆う形状であってもよい。
また、上記実施形態では、１つのバッテリ固定ブラケット３５によって１つのバッテリモジュール１８を固定しているが、本発明はこれに限定するものではない。例えば１つのバッテリ固定ブラケット３５によって複数のバッテリモジュール１８を固定している場合でも、バッテリ固定ブラケット３５を複数備えているものであれば、その固定部に本発明を適用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、ハイブリッド車あるいは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
２３ 区画壁
３５ バッテリ固定ブラケット
３９、５０ ボルト
４０ ナット
５１ 段差

Claims (4)

1. 車両に設けられた載置台上に複数のバッテリを並べ、前記複数のバッテリの上面にそれぞれブラケットを掛け渡し、前記ブラケットの端部を前記載置台にボルトとナットにより締結固定して、前記複数のバッテリを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、
   前記載置台は、隣り合う前記バッテリの間に当該バッテリを区画する区画壁を有し、
   前記ブラケットの端部は前記区画壁の上面に締結固定されると共に、一方のブラケットと前記区画壁との第１締結部と、他方のブラケットと前記区画壁との第２締結部とが、上面視において重なりあうように配置されていることを特徴とする車両用バッテリの固定構造。
2. 前記ボルトは、前記区画壁に固定されるとともに、ねじ部の中間部に段差が設けられ、当該段差と前記ナットにより前記ブラケットの端部を挟んで固定可能であ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。
3. 前記載置台は、前記区画壁を複数有し、
   前記第１締結部と前記第２締結部との上下関係は、隣り合う区画壁で同一であ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。
4. 前記車両は前記バッテリを走行駆動源とする電気自動車であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用バッテリの固定構造。

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