JP2014000952A - 自動車のボディシェルにバッテリモジュールを固定するためのデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】 自動車のボディシェルにバッテリモジュールを固定するためのデバイスを提供する。
【解決手段】 本発明は、自動車のボディシェル（１）にバッテリモジュール（２）を固定するためのデバイスを提案する。このデバイスにおいて、バッテリモジュールは、バッテリ（１５）と、バッテリに固定接続された支持体（１６）とを有する。さらに、支持体とボディシェルを一体となるようにねじ止めするための手段が提供される。支持体（１６）は、アンダーカット（２２）を有し、アンダーカット（２２）は、ボディシェルにあるアンダーカット（１１）と相互作用する。そのような接続は簡単な方法で形成することができ、さらに、自動車の衝突、特に後部衝突の際に、確実に維持される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、自動車のボディシェルにバッテリモジュールを固定するためのデバイスに関する。

自動車において、バッテリは、自動車のハイブリッド駆動機構または純電動自動車とあわせて、例えば高電圧バッテリの形で使用されている。

本発明の目的は、自動車のボディシェルにバッテリモジュールを固定するためのデバイスであって、簡単な方法で製造することができ、自動車の衝突、特に後部衝突の際に、接続が確実に維持されることを保証するデバイスを提供することである。

本発明は、自動車のボディシェルにバッテリモジュールを固定するためのデバイスであって、バッテリモジュールが、バッテリと、バッテリに固定接続された支持体とを有し、支持体とボディシェルを一体となるようにねじ止めするための手段を備え、支持体が、アンダーカットを有し、このアンダーカットが、ボディシェルにあるアンダーカットと相互作用するデバイスを提案する。

衝突時、比較的重量の大きい構成要素であるバッテリに高い加速力が作用する場合、支持体とボディシェルとにあるアンダーカットの相互作用により、バッテリモジュール、特にバッテリモジュールの支持体とボディシェルとの間で作用する力をアンダーカットによって実質的に吸収することができる。その結果支持体とボディシェルとのねじ接続が確実に損壊されない。したがって、アンダーカット同士の係止接続により、衝突の際にねじ止め位置に作用する力が大幅に減少する。

さらに、支持体とボディシェルとにあるアンダーカットにより、バッテリモジュール、特にバッテリモジュールの支持体のアンダーカットが、ボディシェルのアンダーカットに対するストップとして使用されることによって、自動車を組立てる際のバッテリモジュールの位置合わせが単純になる。

特に、自動車の後部衝突の際、バッテリモジュールの質量が大きいので、支持体とボディシェルのねじ止め位置に大きな力が作用する。この力によってバッテリモジュールが離脱することがないように、支持体とボディシェルとに、相互作用するアンダーカットが設けられる。衝突の際、バッテリモジュールが離脱すると、例えば自動車の後部領域に配置されたバッテリモジュールが前方に向かって乗員室内に突き入るおそれがあり、重大な安全性の問題を引き起し得る。

バッテリは、例えば、高電圧バッテリである。

特に、支持体とボディシェルとにあるアンダーカットは、支持体がボディシェルに固定されると支持体のアンダーカットがボディ部のアンダーカットと接触するように位置決めされる。これは、この接触接続が衝突前に既に存在しており、したがって、衝突の際にバッテリモジュールがボディシェルに対してずれることはあり得ないことを意味する。また、この構成は、組立てに関して、すなわちボディシェルに対するバッテリモジュールの位置決めに関して特に有利である。

したがって、支持体とボディシェルとにあるアンダーカットは、とりわけ、自動車の後部での衝突の際に、衝突の開始直後にアンダーカットが互いに支え合うように、位置決めすることができる。

好ましくは、前記ボディシェルは、自動車の後部領域に、バッテリを挿入するためのバッテリボックスを有するように構成される。バッテリは、バッテリボックスの底面に支持され、バッテリに固定接続された支持体によってボディシェルにねじ止めされる。

バッテリは、例えば、自動車の横方向に沿って配置される。

本発明の特定の実施形態によれば、ボディシェルが、両側に自動車の後部長手方向部材を有し、ブラケットが、前記長手方向部材に固定接続され、ブラケットが、バッテリの両側で支持体を取り付けるために使用されるようになっている。この場合、支持体は、好ましくは両端部でバッテリを越えて突出し、そのため、前記突出する端部領域で、後部長手方向部材へ簡単な方法で接続することができる。

好ましくは、支持体は、ただ１つのアンダーカットを有するのではなく、少なくとも２つのアンダーカットを有し、ボディシェルは、それに対応する数のアンダーカットを有し、それらのアンダーカットが、支持体のアンダーカットと相互作用する。したがって、特に、各ブラケットの領域で支持体がアンダーカットを有し、前記アンダーカットが、ボディシェル上のブラケットのアンダーカットと相互作用するようになっている。

好ましくは、各ブラケットは、鍛造部品または鋳造部品として設計される。

支持体は、特にバッテリの上側に配置され、ボディシェルの上側、特にブラケットの上側に位置する。この構成では、バッテリは、好ましくは、バッテリボックスの底面に位置する。

支持体、特にクロスメンバが、バッテリの両側で、ボディシェルに対するねじ止め位置を各側に２つ有する場合、支持体とボディシェルとの固定ねじ接続が保証される。具体的には、支持体は特に、支持体とボディシェルを一体となるようにねじ止めするための手段となるねじを受け取るための孔を有し、ボディシェルまたはブラケットが、ねじ用の孔またはねじ孔を有する。ねじ孔が設けられる場合、各ねじは、孔内に直接ねじ止めされる。ボディシェルまたはブラケットに孔が設けられる場合、前記孔を通り抜けたねじが、個別のナットに接続される。

好ましくは、各ブラケットは、自動車の長手方向に沿って向けられ、支持体のための前方支持面および後方支持面を有するように構成される。これに関連して、前方支持面の後部側に、支持体のアンダーカットと相互作用するアンダーカットを備えることが特に好適と考えられる。

本発明のさらなる特徴は、従属請求項、添付図面、好ましい例示的実施形態の説明から分かる。例示的実施形態が図面に示されるが、本発明は前記例示的実施形態に限定されない。

自動車の向きに対して斜め上から見て、ボディシェルに接続されたバッテリモジュールを備える自動車のボディ領域を、自動車の後部領域に関して示した斜視図である。 図１による例示におけるボディシェルのみを示す図である。 図１による例示におけるバッテリモジュールのみを示す図である。 図１に示されるＡ−Ａ線にそれぞれ従う、ボディシェルと、バッテリモジュールの一部を形成する支持体との構成の断面図である。 ボディシェルのブラケットと、前記ブラケットと相互作用する支持体との構成の斜視図である。

図１は、ボディシェル１と、ボディシェル１に固定されたバッテリモジュール２との後部領域を示す。図２には、ボディシェル１のみが示されている。

自動車の向きに対して、ボディシェル１は、ボディシェル１の後端部の領域、したがって自動車の後部領域に、バッテリを挿入するためのバッテリボックス３を有する。バッテリボックス３は、自動車の横方向に沿って延びており、実質的に立方形の空洞として図示されている。バッテリボックス３の底面４は、バッテリを支持する働きをする。自動車の長手方向に沿って延びるバッテリボックス３の端壁５の領域で、ボディシェル１は、バッテリボックス３の横に、各端壁５ごとに２つのねじ止め位置６を有し、ねじ止め位置６の領域で、バッテリモジュール２をボディシェル１に接続することができる。ボディシェル１は、これらのねじ止め位置６の領域に、２つのフロントブラケット７と２つのリヤブラケット８を有する。これらのブラケット７、８は、ボディシェル１の一部を形成する自動車の後部長手方向部材９に接続され、例えば溶接される。したがって、各長手方向部材９に２つのブラケット、すなわちフロントブラケット７とリヤブラケット８が接続される。ここで、各ブラケット７または８が貫通穴１０を有し、貫通穴１０は、ねじ孔として設計することができ、バッテリモジュール２に対するねじ止め位置を形成する。各フロントブラケット７の後部側にはアンダーカット１１がある。アンダーカット１１は、フロントブラケット７の実質的に垂直向きの壁１２によって形成される。ブラケット７および８は、上側受取面１３を有し、穴１０が上側受取面１３を貫通している。受取面１３は、一平面内に構成され、バッテリモジュール２を支持する働きをする。

各長手方向部材９に割り当てられたフロントブラケット７とリヤブラケット８とが、構造ユニット１４を形成する。

図３は、バッテリモジュール２を示す。バッテリモジュール２は、ハイブリッド駆動機構を備える自動車用の高電圧バッテリの形態でのバッテリ１５を有し、さらに、バッテリ１５に固定接続された支持体１６を有する。ユニットを成し、相互接続された複数の個別のバッテリから形成されるバッテリ１５は、実質的に立方体である。支持体１６は、バッテリ１５の上面に配置され、例えばねじによってバッテリ１５の上面に固定接続される。端面では、バッテリ１５にバッテリマネージャ１７が接続される。支持体１６は、クロスメンバの形態であり、したがって、ボディシェル１の横方向およびバッテリボックス３の長手方向に沿って配置される。支持体１６は、その両端部１８の領域で、バッテリ１５およびバッテリマネージャ１７を越えて突出し、実質的に長方形の上側フレーム部品１９を有する。上側フレーム部品１９は、端部１８に位置するフレーム縁辺２０の領域で、各フレーム縁辺２０ごとに２つの穴２１を有する。これらの穴２１が、ボディシェル１およびブラケット７、８に対する支持体でのねじ止め位置を構成する。

支持体１６は、例えば鋼から構成される。

図４および図５の図から分かるように、支持体１６の下側には、前記支持体１６の２つのフレーム縁辺２０の領域で、各フレーム縁辺２０の前方の穴２１に隣接してアンダーカット２２がある。アンダーカット２２は、フレーム縁辺２０にある突起部２３によって形成される。前記突起部２３は前面２４を有する。前面２４は、支持体１６とボディシェル１が設置位置にあるときにフロントブラケット７の壁１２と接触し、それにより、図４による矢印ｘの方向で、支持体１６とボディシェル１とが係止接続する。

バッテリモジュール２を設置する際には、バッテリモジュール２のフレーム縁辺２０の領域を把持して、バッテリ１５をバッテリボックス３に上から挿入する。ここで、図４および図５の図に示されるように、バッテリ１５がバッテリボックス３の底面４上に位置した状態で、支持体１６が、その２つのフレーム縁辺２０の領域で、２つのフロントブラケット７および２つのリヤブラケット８の上に面一に位置するように寸法が選択される。図４および図５に示されるように、この設置操作中、支持体１６の２つの突起部２３は、２つのフロントブラケット７のすぐ後方に挿入され、フロントブラケット７の壁１２に当接する。４つの固定ねじ２５が、各箇所で互いに位置合わせされた穴１０と穴２１に挿入される。あるいは、穴１０がねじ孔として設計されている場合には、それらの穴内に各ねじ２５がねじ止めされる。これにより、支持体１６、したがってバッテリモジュール２が、ブラケット７および８、したがってボディシェル１に固定接続される。

上記のようにしてバッテリモジュール２をボディシェル１に固定することによって、特に、ねじ止め位置６の領域、したがって穴１０および穴２１の領域に設けられたねじ２５が損壊するのを防止することによって、後部衝突時の安全要件を満たすことができる。アンダーカット１１と２２における支持体１６とボディシェル１の相互作用により、衝突時にねじ２５に作用する力が継続的に減少する。さらに、アンダーカット１１、２２をストップとして使用することによって、車両の組立ての際、ボディシェル１内でのバッテリモジュール２の単純な位置合わせが保証される。

１ ボディシェル
２ バッテリモジュール
３ バッテリボックス
４ 底面
５ 端壁
６ ねじ止め位置
７ フロントブラケット
８ リヤブラケット
９ 後部長手方向部材
１０ 穴
１１ アンダーカット
１２ 壁
１３ 受取面
１４ 構造ユニット
１５ バッテリ
１６ 支持体
１７ バッテリマネージャ
１８ 端部
１９ 上側フレーム部品
２０ フレーム縁辺
２１ 穴
２２ アンダーカット
２３ 突起部
２４ 前面
２５ ねじ

Claims (15)

1. 自動車のボディシェル（１）にバッテリモジュール（２）を固定するためのデバイスであって、前記バッテリモジュール（２）が、バッテリ（１５）と、前記バッテリ（１５）に固定接続された支持体（１６）とを有し、前記支持体（１６）と前記ボディシェル（１）とを一体となるようにねじ止めするための手段（２５）を備え、前記支持体（１６）が、アンダーカット（２２）を有し、前記アンダーカット（２２）が、前記ボディシェルにあるアンダーカット（１１）と相互作用するデバイス。
2. 前記バッテリ（１５）が高電圧バッテリである請求項１に記載のデバイス。
3. 前記支持体（１６）が前記ボディシェル（１）に固定されるときに、前記支持体（１６）の前記アンダーカット（２２）が、前記ボディシェル（１）の前記アンダーカット（１１）と接触する請求項１または２に記載のデバイス。
4. 前記自動車の後部での衝突の際に、前記衝突の開始直後に、前記支持体（１６）および前記ボディシェル（１）の前記アンダーカット（２２、１１）が互いに支え合う請求項１〜３のいずれか一項に記載のデバイス。
5. 前記ボディシェル（１）が、前記自動車の後部領域に、前記バッテリ（１５）を挿入するためのバッテリボックス（３）を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載のデバイス。
6. 前記バッテリ（１５）が、前記バッテリボックス（３）の底面（４）上に位置し、前記支持体（１６）が、前記バッテリ（１５）の上側、および前記ボディシェル（１）の上側に位置する請求項１に記載のデバイス。
7. 前記バッテリ（１５）が、前記自動車の横方向に沿って配置される請求項１〜６のいずれか一項に記載のデバイス。
8. 前記ボディシェル（１）が、両側に前記自動車の後部長手方向部材（９）を有し、ブラケット（７、８）が、前記長手方向部材（９）に固定接続され、前記ブラケット（７、８）が、前記バッテリ（１５）の両側で前記支持体（１６）を取り付けるために使用される請求項１〜７のいずれか一項に記載のデバイス。
9. 各ブラケット（７または８）が鍛造部品または鋳造部品として設計される請求項８に記載のデバイス。
10. 前記支持体（１６）が鋼でできている請求項１〜９のいずれか一項に記載のデバイス。
11. 前記支持体（１６）が、２つのアンダーカット（２２）を有し、前記アンダーカット（２２）が、前記フロントブラケット（７）の前記アンダーカット（１１）と相互作用する請求項１〜１０のいずれか一項に記載のデバイス。
12. 前記支持体（１６）、特にクロスメンバが、前記バッテリ（１５）の両側で、前記ボディシェル（１）に対するねじ止め位置（６）を各側に２つ有する請求項１〜１１のいずれか一項に記載のデバイス。
13. 前記支持体（１６）が、前記手段となるねじ（２５）を受け取るための穴（２１）を有し、前記ボディシェル（１）または前記ブラケット（７、８）が、前記ねじ（２５）用の穴（１０）またはねじ孔を有する請求項１２に記載のデバイス。
14. 前記フロントブラケット（７）と前記リヤブラケット（８）が、構造ユニット（１４）を形成し、前記構造ユニット（１４）が、前記支持体（１６）のための前方支持面と後方支持面を有する請求項１〜１３のいずれか一項に記載のデバイス。
15. 前記フロントブラケット（７）が、後部側に前記アンダーカット（１１）を有し、前記アンダーカット（１１）が、前記支持体（１６）の前記アンダーカット（２２）と相互作用する請求項１〜１４のいずれか一項に記載のデバイス。

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