JP2012169275A - 自動車用電気エネルギー貯蔵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車の本体構造に着脱可能に連結することのできる自動車用電気エネルギー貯蔵装置を提供する。
【解決手段】ハウジングを有し、且つハウジングに収容される貯蔵モジュール１２を有する、自動車用の電気エネルギー貯蔵装置１０、特にハイブリッド車両又は電気車両用の高電圧エネルギー貯蔵装置であって、ハウジングが、ハウジング上部１５と、ハウジング下部１６と、環状支持フレーム１８を備える支持要素１７とを有し、ハウジング上部１５及びハウジング下部１６が、それらの間に位置決めされる支持フレーム１８に着脱可能に連結され、及び環状支持フレーム１８が締結セクション１９、２０を有し、それを用いて電気エネルギー貯蔵装置を自動車の本体構造に着脱可能に連結することができる、電気エネルギー貯蔵装置である。
【選択図】図２

Description

本発明は、請求項１の前段における自動車用電気エネルギー貯蔵装置、特にハイブリッド車両又は電気車両用の高電圧エネルギー貯蔵装置に関する。

ハイブリッド車両又は電気車両では、高電圧エネルギー貯蔵装置として設計される電気エネルギー貯蔵装置が利用され、このような装置は、ハイブリッド車両又は電気車両の電気機械がモータモードで動作しているときは比較的集中して放電され、それぞれの電気機械が発電機モードで動作しているときは比較的集中して充電される。電気エネルギー貯蔵装置は、ハウジングと、ハウジングに収容される貯蔵モジュールとを有する。

電気エネルギー貯蔵装置を自動車に位置決めして取り付けようとするとき、先行技術ではそのために別個の装置が使用される。このように、（特許文献１）はバッテリの保持装置を開示しており、この装置は、バッテリを収容するトレイ状保持要素と、トレイ状保持要素を囲い込むクリップ要素と、固定要素であって、クリップ要素に締結され、且つバッテリをトレイ状保持要素に固定するために使用される固定要素とを備える。従って、先行技術によれば、自動車用電気エネルギー貯蔵装置を自動車に締結し、又は取り付けるためには、別個の装置が必要である。これにより自動車に設置しなければならない装置の数が増加し、結果として最終的には自動車の重量が増加する。

独国特許第１０ ２００８ ０５９ ６８０ Ａ１号明細書

上記の状況を出発点として考えると、自動車用の新規電気エネルギー貯蔵装置を提供することが本発明の基礎となる目的である。この目的は、請求項１に記載の電気エネルギー貯蔵装置により実現される。本発明によれば、ハウジングは、ハウジング上部と、ハウジング下部と、環状支持フレームを備えた支持要素とを有し、ハウジング上部とハウジング下部とは、それらの間に位置決めされる環状支持フレームに着脱可能に連結され、及び環状支持フレームは締結セクションを有し、それを用いてエネルギー貯蔵装置を自動車の本体構造に着脱可能に連結することができる。

本発明に係る電気エネルギー貯蔵装置において、環状支持フレームを有する支持要素は電気エネルギー貯蔵装置のハウジングと一体化している部分である。従って、本発明に係る電気エネルギー貯蔵装置は、ハウジング、すなわちハウジングの支持要素を用いて自動車の本体構造に直接締結することができ、その結果、電気エネルギー貯蔵装置を自動車に締結するための別個の装置は不要となる。

ハウジング上部とハウジング下部とは環状支持フレームに着脱可能に連結される。環状支持フレームが、電気エネルギー貯蔵装置に作用する全ての力及びモーメントを吸収する。従ってハウジング上部及びハウジング下部は、軽量で具体化することのできるハウジングの非耐荷重要素として具体化され得る。従って本発明では、一方で設置される装置の数を減らし、他方で自動車の重量を低減することが可能となる。

貯蔵モジュールは、好ましくは２つのモジュールパック、すなわち、その貯蔵モジュールが環状支持フレームに対して上側から締結され、且つそこに載置される第１のモジュールパックと、その貯蔵モジュールが環状支持フレームに対して下側から締結され、且つそこから懸下される第２のモジュールパックとを形成し、ハウジング上部が第１のモジュールパックの貯蔵モジュールを被覆し、及びハウジング下部が第２のモジュールパックの貯蔵モジュールを被覆する。貯蔵モジュールが各々環状支持フレームに連結される２つのモジュールパックを備える電気エネルギー貯蔵装置のこの実施形態は、一方で全ての貯蔵モジュールが個別にアクセス可能且つ交換可能であるため、且つ他方で電気エネルギー貯蔵装置のコンパクトで軽い構造を確保することが可能であるため、特に有利である。

従属項及び以下の説明から、本発明の好ましい発展形態が明らかとなるであろう。図面を参照して本発明の実施形態がさらに詳細に説明されるが、本発明はそれらに限定されるものではない。

本発明に係る電気エネルギー貯蔵装置の一実施形態の斜視図を示す。 図１に示される本発明に係る電気エネルギー貯蔵装置の別の斜視図を示し、貯蔵モジュールは透けて見えている。 本発明に係る電気エネルギー貯蔵装置の断面を示す。 本発明に係る電気エネルギー貯蔵装置の第１の締結セクションを示す。 本発明に係る電気エネルギー貯蔵装置の第２の締結セクションを示す。 本発明に係る電気エネルギー貯蔵装置の別の断面を示す。 図６の詳細を示す。

本発明は、自動車用電気エネルギー貯蔵装置、特にハイブリッド車両又は電気車両用高電圧エネルギー貯蔵装置に関する。ハイブリッド車両又は電気車両のドライブユニットは、モータとして、且つ発電機として動作することのできる電気機械を含む。電気機械がモータモードで動作するとき、高電圧エネルギー貯蔵装置として設計される電気エネルギー貯蔵装置は、電気機械によって比較的集中して放電される。電気機械が発電機モードで動作するとき、高電圧エネルギー貯蔵装置として設計される電気エネルギー貯蔵装置は、電気機械によって比較的集中して充電される。

電気エネルギー貯蔵装置１０は、ハウジング１１と、ハウジング１１に収容される貯蔵モジュール１２とを有する。示される本発明の好ましい実施形態において、貯蔵モジュール１２は２つのモジュールパック１３及び１４、すなわち、複数の貯蔵モジュール１２からなる第１の上側モジュールパック１３と、複数の貯蔵モジュール１２からなる第２の下側モジュールパック１４とを形成する。

電気エネルギー貯蔵装置１０のハウジング１１は、ハウジング上部１５と、ハウジング下部１６と、環状支持フレーム１８を含む支持要素１７とを有する。ハウジング上部１５及びハウジング下部１６は、ハウジング１０の環状支持フレーム１８に着脱可能に連結され、この環状支持フレーム１８はハウジング上部１５とハウジング下部１６との間に位置決めされる。

ハウジング上部１５とハウジング下部１６と支持要素１７又は支持フレーム１８とが合わさって、電気エネルギー貯蔵装置１０のハウジング１１を形成する。

電気エネルギー貯蔵装置１０は支持フレーム１８のみによって自動車の本体構造に連結することができ、支持フレーム１８には、支持フレーム１８、ひいては電気エネルギー貯蔵装置１０のハウジング１１を自動車の本体構造にねじ付けられるようにする締結セクション１９、２０が形成され、電気エネルギー貯蔵装置１０を本体構造に連結することが可能となる。電気エネルギー貯蔵装置を自動車の本体構造に連結できるようにするための、環状支持フレームのこれらの締結セクション１９及び２０は、張出部として設計され、支持フレーム１８と一体化している部分である。締結セクション１９及び２０は開口２１を有し、そこに締付ねじ（図示せず）を貫通させることによって電気エネルギー貯蔵装置１０が本体構造に締結される。

電気エネルギー貯蔵装置１０に作用するあらゆる力及びモーメントは、支持フレーム１８又は支持要素１７によって吸収される。支持要素１７又は環状支持フレーム１８は、好ましくは金属、例えば高強度アルミニウム又は高強度アルミニウム合金で作製される。他方で、ハウジング上部１５及びハウジング下部１６は、いかなる力及びモーメントも吸収しない非耐荷重カバー型部品として具体化される。従って、ハウジング１１のハウジング上部１５及びハウジング下部１６は極めて薄肉で軽量の設計とし得る。ハウジング上部１５及びハウジング下部１６は、好ましくはプラスチック、特に繊維強化プラスチックで製造される。

本発明の示される好ましい実施形態では、貯蔵モジュール１２は、既に説明したとおり２つのモジュールパック１３及び１４を形成する。第１の上側モジュールパック１３の貯蔵モジュール１２は、環状支持フレーム１８、ひいては支持要素１７に上側から締結され、そこに載置される。第２の下側モジュールパック１４の貯蔵モジュール１２は、環状支持フレーム１８、ひいては支持要素１７に下側から締結され、そこから懸下される。

環状支持フレーム１８に対する２つのモジュールパック１３及び１４の貯蔵モジュール１２の連結についての好ましい変形例が、図６及び図７に示される。特に図６から、２つのモジュールパック１３及び１４の貯蔵モジュール１２が、ハウジング１１の内部に突出する支持フレーム１８のセクション２２に、より具体的には締付ボルト２３及び締付ねじ２４を用いて取り付けられることが分かる。このように、締付ボルト２３が支持フレーム１８の内側に突出したセクション２２にねじ付けられ、貯蔵モジュール１２の開口部を挿通し、貯蔵モジュール１２は、締付ねじ２４が締付ボルト２３の中に突出してそこにねじ付けられることによって締付ボルト２３に取り付けられ、最終的に締付ボルト２３によって支持フレーム１８にねじ付けられる。各貯蔵モジュール１２は個別に支持フレーム１８に、より具体的にはその内側に突出したセクション２２に、複数のかかる締付ボルト２３及び締付ねじ２４によって締結される。従ってモジュールパック１３、１４の貯蔵モジュール１２は全て個別にアクセス可能であり、且つ個別に交換可能である。完全に取り付けられた状態では、ハウジング上部１５が第１の上側モジュールパック１３の貯蔵モジュール１２を被覆し、一方、ハウジング下部１６が第２の下側モジュールパック１４の貯蔵モジュール１２を被覆する。

支持要素１７の環状支持フレーム１８は、モジュールパック１３及び１４の互いに対向するセクションを部分的に取り囲む。これらのセクションに隣接するセクションでは、それぞれのモジュールパック１３及び１４の貯蔵モジュールが環状支持フレーム１８に対して突出している。

本発明に係る電気エネルギー貯蔵装置１０は、必要なアセンブリ及び必要な設置スペース及び重量を最小限に抑えて自動車に取り付けることができる。あらゆる力及びモーメントは支持要素１７により、すなわち環状支持フレーム１８により吸収される。ハウジングの他の構成要素、すなわちハウジング上部１５及びハウジング下部１６は、非耐荷重サブアセンブリとして具体化される。結果として、総重量を低減することが可能である。

１１ ハウジング
１２ 貯蔵モジュール
１３ 第１のモジュールパック
１４ 第２のモジュールパック
１５ ハウジング上部
１６ ハウジング下部
１７ 支持要素
１８ 環状支持フレーム
１９、２０ 締結セクション

Claims (8)

1. ハウジング（１１）を有し、且つ前記ハウジングに収容される貯蔵モジュール（１２）を有する、自動車用電気エネルギー貯蔵装置、特にハイブリッド車両又は電気車両用高電圧エネルギー貯蔵装置であって、前記ハウジング（１１）が、ハウジング上部（１５）と、ハウジング下部（１６）と、環状支持フレーム（１８）を備える支持要素（１７）とを有し、前記ハウジング上部（１５）及び前記ハウジング下部（１６）が、それらの間に位置決めされる前記支持フレーム（１８）に着脱可能に連結され、及び前記環状支持フレーム（１８）が締結セクション（１９、２０）を有し、それを用いて前記電気エネルギー貯蔵装置を自動車の本体構造に着脱可能に連結することができることを特徴とする、電気エネルギー貯蔵装置。
2. 前記ハウジング上部（１５）及び前記ハウジング下部（１６）が、各々、非耐荷重カバー型部品として具体化されることを特徴とする、請求項１に記載の電気エネルギー貯蔵装置。
3. 前記ハウジング上部（１５）及び前記ハウジング下部（１６）が、各々、プラスチック、特に繊維強化プラスチックで製造されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電気エネルギー貯蔵装置。
4. 前記支持要素（１７）、すなわちその少なくとも前記支持フレーム（１８）が、金属、特にアルミニウム又はアルミニウム合金で製造されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気エネルギー貯蔵装置。
5. 前記貯蔵モジュール（１２）が前記支持要素（１７）に着脱可能に連結されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気エネルギー貯蔵装置。
6. 前記貯蔵モジュール（１２）が２つのモジュールパック（１３、１４）、すなわち、その前記貯蔵モジュール（１２）が前記環状支持フレーム（１８）に対して上側から締結され、且つそこに載置される第１のモジュールパック（１３）と、その前記貯蔵モジュール（１２）が前記環状支持フレーム（１８）に対して下側から締結され、且つそこから懸下される第２のモジュールパック（１４）とを形成することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電気エネルギー貯蔵装置。
7. 前記環状支持フレーム（１８）が前記２つのモジュールパック（１３、１４）を互いに対向するセクションで部分的に取り囲むことを特徴とする、請求項６に記載の電気エネルギー貯蔵装置。
8. 電気エネルギー貯蔵装置を自動車の本体構造に連結できるようにするための、前記環状支持フレーム（１８）の前記締結セクション（１９、２０）が、張出部として設計され、且つ前記支持フレーム（１８）と一体化している部分であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電気エネルギー貯蔵装置。

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