JP2013120642A - Battery module mounting structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は車両に電池モジュールを搭載するための構造体に関する。 The present invention relates to a structure for mounting a battery module on a vehicle.
電気自動車や、モーターとエンジンとを組み合せたハイブリッド自動車は駆動用電源として電池モジュールを搭載する必要がある。
この種の車両に搭載される電池モジュールは繰り返し充放電が可能なニッケル−カドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池モジュールが例として挙げられる。
車両の1回の充電当たりの走行距離を長くするには電池モジュールの搭載重量が重くなることから、電池モジュールを車両に搭載するのに用いる構造体は軽量化と車両に衝撃が加わった際の安定性の確保の両立が要求される。
特許文献1は車体側面から衝突があった場合に車体側面部と組電池とが干渉するのを抑制する目的で組電池が上方に従って車幅方向寸法が小さくなるように積層する技術を開示する。
しかし、車両の衝突時の変形量を想定するのが難しく、安全率を大きくすると組電池(電池モジュール)の搭載空間が十分に確保できなくなる問題がある。
An electric vehicle or a hybrid vehicle combining a motor and an engine needs to be equipped with a battery module as a driving power source.
Examples of battery modules mounted on this type of vehicle include secondary battery modules such as nickel-cadmium batteries, nickel-metal hydride batteries, and lithium ion batteries that can be repeatedly charged and discharged.
In order to increase the travel distance per charge of the vehicle, the mounting weight of the battery module becomes heavy. Therefore, the structure used for mounting the battery module on the vehicle is reduced in weight and impact is applied to the vehicle. It is required to ensure stability.
However, it is difficult to assume the amount of deformation at the time of a vehicle collision, and if the safety factor is increased, there is a problem that a sufficient space for mounting the assembled battery (battery module) cannot be secured.
本発明は車両の衝突時における衝撃吸収性に優れ、軽量で電池モジュールの保護効果の高い車両への電池モジュールの搭載用構造体の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide a structure for mounting a battery module on a vehicle that is excellent in shock absorption at the time of a vehicle collision, is lightweight, and has a high battery module protection effect.
本発明に係る電池モジュール搭載用構造体は、電池モジュールを車両に搭載するための構造体であって、当該構造体は車両のフロント側に位置するフロントフレームと、リア側に位置するリアフレームと、当該フロントフレーム及びリアフレームの左右端部とそれぞれ連結した左右のサイドフレームを有し、前記フロントフレーム及びリアフレームは車両の幅方向に延在する中空部を有し、前記左右のサイドフレームは車両の前後方向に延在する中空部を有し、前記フロントフレーム及びリアフレームの中空部と左右のサイドフレームの中空部とをそれぞれ連結し、前記フレームとリアフレームとの間に電池モジュールを固定するものであることを特徴とする。 A battery module mounting structure according to the present invention is a structure for mounting a battery module on a vehicle, the structure being a front frame located on the front side of the vehicle, a rear frame located on the rear side, and The left and right side frames respectively connected to the left and right end portions of the front frame and the rear frame, the front frame and the rear frame have hollow portions extending in the width direction of the vehicle, and the left and right side frames are It has a hollow portion extending in the front-rear direction of the vehicle, connects the hollow portions of the front frame and rear frame and the hollow portions of the left and right side frames, respectively, and fixes the battery module between the frame and the rear frame. It is a thing to do.
ここで、車両のフロント側とは本発明に係る構造体を車両のサイドメンバー等のボデー構造部材やフロア部材等に締結した際に車両の進行方向側をいい、リア側とはその逆をいう。
電池モジュールとは複数の発電要素を積層したもののみならず、個々の電池を複数個パッケージングしたもの等、車両の駆動電源等に用いられる電池の集合体をいう。
また、フロントフレーム又はリアフレームの中空部とサイドフレームの中空部とが連結するとは一方の中空部の端面が他方の中空部の側面に当接するように連結することをいう。
Here, the front side of the vehicle refers to the traveling direction side of the vehicle when the structure according to the present invention is fastened to a body structural member such as a side member of the vehicle or a floor member, and the rear side refers to the opposite. .
The battery module is not only a stack of a plurality of power generation elements, but also an assembly of batteries used for a drive power source of a vehicle such as a package of a plurality of individual batteries.
Further, the connection of the hollow part of the front frame or the rear frame and the hollow part of the side frame means that the end surface of one hollow part is connected so as to contact the side surface of the other hollow part.
フロントフレーム、リアフレーム及びサイドフレームに形成する中空部の位置は高さ方向に対してどの位置でもよいが、本発明に係る構造体を車両側に締結した際に車体と一体となって電池モジュールを保護するのに効果的なのはそれぞれのフレームの下部側に中空部を設けるのが好ましい。 The position of the hollow portion formed in the front frame, the rear frame, and the side frame may be any position with respect to the height direction, but the battery module is integrated with the vehicle body when the structure according to the present invention is fastened to the vehicle side. It is preferable to provide a hollow portion on the lower side of each frame, which is effective for protecting the frame.
また、電池モジュールの車両への搭載位置は車両のフロント側、中央部及びリア側等が想定されるが、車両のトランクルーム等の後部に電池モジュールを搭載する場合には車両の後突における衝撃をさらに効果的に吸収する構造例として、前記リアフレーム及びサイドフレームは高さ方向の上下にアッパー中空部とロアー中空部とをそれぞれ有し、前記リアフレームとサイドフレームとはアッパー中空部同士及びロアー中空部同士にてそれぞれ連結されているのが好ましい。 In addition, the mounting position of the battery module on the vehicle is assumed to be the front side, the center part, the rear side, etc. of the vehicle. As an example of a structure that absorbs more effectively, the rear frame and the side frame have an upper hollow portion and a lower hollow portion at the top and bottom in the height direction, respectively. The rear frame and the side frame are the upper hollow portion and the lower hollow portion. It is preferable that the hollow portions are connected to each other.
本発明に係る構造体においては、フロントフレームとリアフレームとの間に電池モジュールを固定し、フロントフレーム、リアフレーム及び左右のサイドフレームをそれぞれの中空部で連結したので、車両走行時に発生する振動が本発明に係る構造体で吸収され、電池モジュールに伝達される振動を抑制し、車両の側突時や後突時においても本発明に係る構造体の中空部にて変形量の低減を図ることができ、電池モジュールを保護する。 In the structure according to the present invention, the battery module is fixed between the front frame and the rear frame, and the front frame, the rear frame, and the left and right side frames are connected by the respective hollow portions, so that vibrations that occur when the vehicle travels Is suppressed by the structure according to the present invention and the vibration transmitted to the battery module is suppressed, and the amount of deformation is reduced in the hollow portion of the structure according to the present invention even at the time of a side collision or rear collision of the vehicle. Can protect the battery module.
本発明においては電池モジュールをフロントフレームと、リアフレームとの間に固定する場合に、電池モジュールの端部を直接、又は、ブラケット部材等を介して間接的に固定してよいが、前記フロントフレーム及びリアフレームは電池モジュールの端部を固定する固定フランジを車幅方向に有し、前記固定フランジが左右のサイドフレームに形成した中空部の上面間に橋渡しするように載置されているようにすると、この中空部でフランジ部を受けることになりさらに電池モジュールの保護効果が向上し、構造体の軽量化を図ることができる。 In the present invention, when the battery module is fixed between the front frame and the rear frame, the end of the battery module may be fixed directly or indirectly through a bracket member or the like. The rear frame has a fixing flange for fixing the end of the battery module in the vehicle width direction, and the fixing flange is placed so as to bridge between the upper surfaces of the hollow portions formed in the left and right side frames. Then, the flange portion is received by this hollow portion, and the protection effect of the battery module is further improved, and the weight of the structure can be reduced.
本発明に係る電池モジュール搭載用構造体にあっては、フロントフレーム、リアフレーム及び左右のサイドフレームに有する中空部同士が連結するように枠体を形成し、この枠体のフロントフレームとリアフレームとの間に電池モジュールを固定したので電池モジュールを車両の走行振動及び衝突時の衝撃から保護する。
また、枠組の構造体により車両側の変形による電池モジュールの変形や破損を防止する。
In the battery module mounting structure according to the present invention, the frame is formed so that the hollow portions of the front frame, the rear frame, and the left and right side frames are connected to each other, and the front frame and the rear frame of the frame are formed. Since the battery module is fixed between the two, the battery module is protected from the running vibration of the vehicle and the impact at the time of collision.
Further, the frame structure prevents deformation and breakage of the battery module due to deformation on the vehicle side.
以下、本発明に係る電池モジュール搭載用構造体の構造例を図に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, although the structural example of the structure for battery module mounting concerning this invention is demonstrated based on figures, this invention is not limited to this.
本発明に係る電池モジュール搭載用構造体(以下、単に構造体と称する。)10は、図1〜図4に示すように、車両のフロント側に配設するフロントフレーム11と車両のリア側に配設するリアフレーム12との両側端部をサイドフレーム13,14で連結した枠体になっている。
フロントフレーム11は図2にその断面形状を示すように、車幅方向に延在する中空部11aとこの中空部に沿って車両側に締結するための締結フランジ11bを外側に有する。
また、中空部11aが下部側に位置するようにして内側に延在させた固定フランジ11cを有する。
本実施例ではアルミニウム合金の押出形材を用いて中空部11a、締結フランジ11b及び固定フランジ11cを一体的に形成してある。
As shown in FIGS. 1 to 4, a battery module mounting structure (hereinafter simply referred to as a structure) 10 according to the present invention is provided on a
As shown in FIG. 2, the
Moreover, it has the fixed
In this embodiment, the
リアフレーム12は車幅方向に延在する下部に設けたロアー中空部12aと上部に設けたアッパー中空部12bとを立設壁12dでつないだ中空断面形状になっていて、この立設壁12dの内側に固定フランジ12cを有する。
また、ロアー中空部12aの外側には、このロアー中空部に沿って車両側に締結するための締結フランジ12fを有する。
本実施例ではリアフレームもアルミニウム合金の押出材にて一体的に製作してある。
The
Moreover, it has the fastening
In this embodiment, the rear frame is also integrally manufactured from an aluminum alloy extruded material.
左右のサイドフレーム13,14は下部にロアー中空部14aと締結フランジ14cを有し、このロアー中空部14aから中空断面形状の立設壁14gを有し、最上部がアッパー中空部14bとなっている。
本実施例では左右のサイドフレーム13,14もアルミニウムの押出形材を用いて一体的に製作してある。
The left and
In this embodiment, the left and
リアフレーム12の両側端部におけるサイドフレーム13,14との連結構造は左右対称になっていて図4(a)に示したサイドフレーム13を例に説明する。
リアフレーム12のロアー中空部12aの内側に重ねフランジ12gを外側の締結フランジ12fと下面が面一になるように設け、この重ねフランジ12gの上面にサイドフレーム13のロアー中空部13aの下面及び重ねフランジ13fが重なるようにコーナー突き合せする。
従って、サイドフレーム13のロアー中空部13aの端面がリアフレームのロアー中空部12aの側面に当接している。
また、ロアーフレーム12の内側に突出させた車幅方向の固定フランジ12cがサイドフレーム13のロアー中空部13aの上面13eに載置されるように連結してある。
従って、この固定フランジ12cは左右のサイドフレーム13,14の内側にはり出したロアー中空部13a,14aの上面13e,14e間に橋渡しされるように載置されている。
また、サイドフレーム13のアッパー中空部13bの端面がロアーフレーム12のアッパー中空部12bの側面に当接し、サイドフレーム13の上端フランジ13dとリアフレーム12の上端フランジ12eとが重なり合うように連結されている。
The connection structure with the
The overlapping
Therefore, the end surface of the lower
Further, a fixed
Accordingly, the fixed
Further, the end surface of the upper
フロントフレーム11と左右のサイドフレーム13,14との連結構造もサイドフレーム13にて説明するが、左右のサイドフレームとは対称的になっている。
図4(b)に示すようにフロントフレーム11の内側に重ねフランジ11dを外側の締結フランジ11bと下面が面一になるように有し、この重ねフランジ11dの上面にサイドフレーム13の重ねフランジ13fが重なるようにし、サイドフレーム13のロアー中空部13aの端面がフロントフレーム11の中空部11aの側面に突き当たるようにして連結されている。
フロントフレーム11の内側に設けた固定フランジ11cがサイドフレーム13のロアー中空部13aの上面13eに載置するようになっている。
従って、フロントフレーム11の固定フランジ11cも左右のサイドフレーム13,14のロアー中空部13a,14aの上面13e,14e間に橋渡しされるように載置された状態になっている。
The connection structure between the
As shown in FIG. 4B, the
A
Accordingly, the
このようにして枠組みした状態が図3(a)に示す状態であり、このフロントフレーム11の固定フランジ11cとリアフレーム12の固定フランジ12cとの間に橋渡しするように電池モジュール1を固定したのが図2に示す状態である。
電池モジュール1の両側の端部をそれぞれフロントフレーム11とリアフレーム12とにボルトオン等にて直接固定してもよいが、本実施例は略L字形状のブラケット21,22を介して固定した例になっている。
The framed state in this way is the state shown in FIG. 3A, and the
The ends on both sides of the
図5,6にはサイドフレームの断面形状の変形例としてアッパー中空部113b,114bとロアー中空部113a,114aとの外側をプレート状の立設壁113g,114gにて連結した例を示す。
フロントフレーム11の固定フランジ11cとリアフレーム12の固定フランジ12cとがサイドフレーム113,114のロアー中空部113a,114aの上面113e,114eの上に重なるように枠組みし、枠内に電池モジュールを固定し、車両に搭載する。
5 and 6 show an example in which the outer sides of the upper
The fixing
図7,8にはサイドフレーム213,214のアッパー中空部213b,214bとロアー中空部213a,214aとを立設壁213g,214gでつなぎ、この立設壁の上下方向途中に断面凹部形状の収納部213h,214hをサイドフレーム213,214の長手方向に沿って形成した例を示す。
このように、サイドフレーム213,214の立設壁213g,214gの途中に、内側にへこませた収納部213h,214hを形成すると、この部分にケーブル30等の配線部材を引き回すことができると共に、衝突時にサイドフレームの立設壁の上下方向中央部が外側に向けて突出する方向に折り曲がるように変形しやすく電池モジュール1と干渉するのを防止する。
7 and 8, the upper
In this way, when the
1 電池モジュール
10 構造体
11 フロントフレーム
11a 中空部
11b 締結フランジ
11c 固定フランジ
12 リアフレーム
12a ロアー中空部
12b アッパー中空部
12f 締結フランジ
13 サイドフレーム
14 サイドフレーム
14a ロアー中空部
14b アッパー中空部
14c 締結フランジ
21 ブラケット
22 ブラケット
DESCRIPTION OF
Claims (3)
当該構造体は車両のフロント側に位置するフロントフレームと、リア側に位置するリアフレームと、当該フロントフレーム及びリアフレームの左右端部とそれぞれ連結した左右のサイドフレームを有し、
前記フロントフレーム及びリアフレームは車両の幅方向に延在する中空部を有し、
前記左右のサイドフレームは車両の前後方向に延在する中空部を有し、
前記フロントフレーム及びリアフレームの中空部と左右のサイドフレームの中空部とをそれぞれ連結し、
前記フレームとリアフレームとの間に電池モジュールを固定するものであることを特徴とする電池モジュール搭載用構造体。 A structure for mounting a battery module on a vehicle,
The structure has a front frame located on the front side of the vehicle, a rear frame located on the rear side, and left and right side frames connected to the left and right ends of the front frame and the rear frame, respectively.
The front frame and the rear frame have a hollow portion extending in the width direction of the vehicle,
The left and right side frames have hollow portions extending in the longitudinal direction of the vehicle,
Connecting the hollow portions of the front and rear frames and the hollow portions of the left and right side frames, respectively;
A battery module mounting structure, wherein the battery module is fixed between the frame and the rear frame.
前記リアフレームとサイドフレームとはアッパー中空部同士及びロアー中空部同士にてそれぞれ連結されていることを特徴とする請求項1記載の電池モジュール搭載用構造体。 The rear frame and the side frame each have an upper hollow portion and a lower hollow portion at the top and bottom in the height direction,
2. The battery module mounting structure according to claim 1, wherein the rear frame and the side frame are connected to each other by upper hollow portions and lower hollow portions.
前記固定フランジが左右のサイドフレームに形成した中空部の上面間に橋渡しするように載置されていることを特徴とする請求項1又は2記載の電池モジュール搭載用構造体。 The front frame and the rear frame have a fixing flange for fixing the end of the battery module in the vehicle width direction,
The battery module mounting structure according to claim 1 or 2, wherein the fixing flange is placed so as to bridge between upper surfaces of hollow portions formed in the left and right side frames.
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