JP2014012524A - Battery mounting structure of electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気自動車のバッテリ搭載構造に係り、詳しくは、車両側突時のバッテリの損傷を防ぐ構造に関する。 The present invention relates to a battery mounting structure for an electric vehicle, and more particularly to a structure for preventing damage to a battery at the time of a vehicle side collision.
従来、電気自動車のバッテリ搭載構造として、車両衝突時にバッテリパックの損傷を防止するために、バッテリセルを内蔵するバッテリケースと閉断面のバッテリクロスメンバとをボルトで固定し、更にバッテリクロスメンバとサイドメンバとをボルトで固定するようにしてバッテリパックを車両の側方で車両の前後方向に延在する一対のサイドメンバの間に配設するようにしている(特許文献1)。 Conventionally, as a battery mounting structure of an electric vehicle, in order to prevent damage to the battery pack in the event of a vehicle collision, a battery case containing a battery cell and a battery cross member having a closed cross section are fixed with bolts, and the battery cross member and side The battery pack is disposed between a pair of side members extending in the front-rear direction of the vehicle on the side of the vehicle so that the members are fixed with bolts (Patent Document 1).
しかしながら、上記特許文献1の電気自動車のバッテリ搭載構造では、バッテリケースと閉断面のバッテリクロスメンバとをボルトで固定しており、例えば、車両の側方へ他車両等が高速で衝突すると衝突時の荷重を吸収することができず、バッテリクロスメンバが車両の中央方向に移動し、バッテリクロスメンバによってバッテリパック、ひいてはバッテリケース内のバッテリセルを損傷し、電気安全性を低下させることとなり好ましいことではない。
However, in the battery mounting structure of the electric vehicle described in
本発明は、この様な問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、車両側突時でもバッテリパックの損傷を軽減することのできる電気自動車のバッテリ搭載構造を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a battery mounting structure for an electric vehicle that can reduce damage to the battery pack even in the event of a vehicle-side collision. It is in.
上記の目的を達成するために、請求項1の電気自動車のバッテリ搭載構造では、車体の両側部に前後方向に延在する一対のサイドメンバの間にバッテリパックが配設され、前記バッテリパックは、車体横方向に延在する複数のバッテリクロスメンバを介して前記サイドメンバに固定される電気自動車のバッテリ搭載構造において、前記バッテリクロスメンバは、下方向に開口する断面コの字状のバッテリクロスメンバアッパと前記バッテリクロスメンバアッパの下面に固定された平板状のバッテリクロスメンバロアとからなり、前記バッテリクロスメンバアッパは、前記サイドメンバに取り付けられる取付部と、前記取付部より高さが低く断面積の小さい変形部と、前記取付部と前記変形部とを接続するスロープとで形成されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the battery mounting structure for an electric vehicle according to
また、請求項2の電気自動車のバッテリ搭載構造では、請求項1において、前記バッテリパックは、前記バッテリクロスメンバロアに載置されることを特徴とする。
The battery mounting structure for an electric vehicle according to
また、請求項3の電気自動車のバッテリ搭載構造では、請求項2において、前記バッテリパックを載置すると共に前記バッテリクロスメンバロアに載置されるバッテリトレーを有し、前記バッテリクロスメンバアッパは、前記バッテリトレーに接続されることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a battery mounting structure for an electric vehicle, wherein the battery pack is mounted on the battery cross member lower and the battery cross member upper is mounted on the battery cross member lower. The battery tray is connected to the battery tray.
請求項1の発明によれば、バッテリクロスメンバアッパをサイドメンバに取り付けられる取付部と、取付部より高さが低く断面積の小さい変形部と、取付部と変形部とを接続するスロープとで形成しており、車体の側方からの衝突時にバッテリクロスメンバに荷重が入力されると断面積を小さくして強度を低下させた変形部が折れ曲がるように変形させることができるので、バッテリクロスメンバの移動によるバッテリパックとバッテリクロスメンバアッパとの接触を少なくすることができ、バッテリクロスメンバでバッテリパックが損傷することを軽減することができる。
According to the invention of
また、請求項2の発明によれば、バッテリパックをバッテリクロスメンバロアに載置することで、車体の側方からの衝突時の入力をバッテリパック底面へと分散してバッテリパックへの入力を低減することができる上、バッテリクロスメンバロア端部がバッテリパックに取り付けられる構成と比較して変形部の折れ曲がり変形をより促すことができる。
According to the invention of
また、請求項3の発明によれば、バッテリパックがバッテリトレーに載置されると共にバッテリクロスメンバアッパがバッテリトレーに固定されるので、衝突時の入力をバッテリトレーへと分散して、バッテリパックへの入力を低減することができる。
According to the invention of
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
本実施形態の車両は、当該車両の走行装置として、バッテリパックより電力が供給されインバータにより制御される走行用モータを備える電気自動車である。
まずは、本発明の参考例における電気自動車のバッテリ搭載構造を説明する。
[参考例]
図1は、本発明の参考例に係る電気自動車のバッテリ搭載構造が適用された車両の車体中央の下面視図を示している。また、図2は、図1の矢視A−A線での断面図を示している。そして、図3は、図2のB部の拡大図を示しており、図4は、図3のC−C線での断面図を示している。なお、図中矢印「上」は車体上方向、矢印「前」は車体前方向、矢印「横」は車体幅方向をそれぞれ示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The vehicle according to the present embodiment is an electric vehicle including a traveling motor that is supplied with electric power from a battery pack and controlled by an inverter as a traveling device of the vehicle.
First, a battery mounting structure for an electric vehicle according to a reference example of the present invention will be described.
[Reference example]
FIG. 1 is a bottom view of the center of a vehicle body to which a battery mounting structure for an electric vehicle according to a reference example of the present invention is applied. FIG. 2 shows a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3 shows an enlarged view of a portion B in FIG. 2, and FIG. 4 shows a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. In the figure, the arrow “up” indicates the vehicle body upward direction, the arrow “front” indicates the vehicle body front direction, and the arrow “lateral” indicates the vehicle body width direction.
図1から図4に示すように、参考例の車体1は、当該車体1の左右両側を前後方向に延伸する一対のサイドメンバ3と、バッテリクロスメンバアッパ4を介して一対のサイドメンバ3に接続されるフロントバッテリクロスメンバロア5及びリヤバッテリクロスメンバロア6とで構成されている。そして、バッテリパック2は、車体中央のフロア11の下部に位置する一対のサイドメンバ3の間にバッテリパック2の位置決めを行うバッテリトレー7を介してフロントバッテリクロスメンバロア5及びリヤバッテリクロスメンバロア6上に配設されている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
バッテリパック2は、ケース2aとカバー2bとの中に複数のバッテリセル2cを収めて構成されている。
一対のサイドメンバ3は、上方が開口した断面ハット型の棒状に形成されている。
バッテリクロスメンバアッパ4は、下方が開口した断面コの字型の棒状に形成されている。
The
The pair of
The battery cross member upper 4 is formed in a bar shape having a U-shaped cross section with an opening at the bottom.
フロントバッテリクロスメンバロア5は、金属の薄板によって略井の字状に形成されている。フロントバッテリクロスメンバロア5の車体幅方向へのそれぞれの突出部には、サイドメンバ3と接続される取付部5aが形成されている。この取付部5aには、ボルトが挿入される挿入穴5bが形成されている。更にフロントバッテリクロスメンバロア5には、バッテリパック2をボルトで固定するための複数のボルトの挿入穴5cが形成されている。
The front battery cross member lower 5 is formed in a substantially square shape by a thin metal plate. A
リヤバッテリクロスメンバロア6は、金属の薄板により略井の字状に形成されており、車体後方側の一対の突出部が切り落とされた形状となっている。そして、フロントバッテリクロスメンバロア5の車体後方側の突出部とリヤバッテリクロスメンバロア6の車体前方側の突出部とが接続されており、フロントバッテリクロスメンバロア5とリヤバッテリクロスメンバロア6とが一体となってバッテリパック2の下面を支持する構成となっている。リヤバッテリクロスメンバロア6の車体幅方向へのそれぞれ突出部には、サイドメンバ3と接続される取付部6aが形成されている。この取付部6aには、ボルトが挿入される挿入穴6bが形成されている。更にリヤバッテリクロスメンバロア6には、バッテリパック2をボルトで固定するための複数のボルトの挿入穴6cが形成されている。
The rear battery cross member lower 6 is formed in a substantially well shape by a thin metal plate, and has a shape in which a pair of protrusions on the rear side of the vehicle body are cut off. A protrusion on the vehicle body rear side of the front battery cross member lower 5 and a protrusion on the vehicle body front side of the rear battery cross member lower 6 are connected, and the front battery cross member lower 5 and the rear battery cross member lower 6 are connected to each other. Are integrally configured to support the lower surface of the
バッテリトレー7は、図3に示すように断面方向視で略Z字状に形成され、下面視でバッテリパック2のケース2aの形状に沿った金属の薄板で形成されている。また、バッテリトレー7には、バッテリクロスメンバアッパ4の端部が当接する剛性が比較的低い変形部7aが形成されている。
更に、バッテリクロスメンバアッパ4が、対応するフロントバッテリクロスメンバロア5の取付部5及びリヤバッテリクロスメンバロア6の取付部6aの上面に溶接されるとともに、バッテリクロスメンバアッパ4の端面とバッテリトレー7の変形部7aとが溶接されて固定されている。
As shown in FIG. 3, the
Further, the battery cross member upper 4 is welded to the upper surface of the
そして、フロントバッテリクロスメンバロア5及びリヤバッテリクロスメンバロア6は、バッテリクロスメンバアッパ4を介して一対のサイドメンバ3に図示しないボルトで固定される。
また、バッテリトレー7上にバッテリパック2が載置され、図示しないボルトで固定される。
The front battery cross member lower 5 and the rear battery cross member lower 6 are fixed to the pair of
Further, the
特に、本実施形態では、上記のようにバッテリトレー7が変形部7aにおいて車体外方向へ膨らむように形成されているので、ケース2aの側壁とバッテリトレー7の変形部7aとの間に空間が設けられる。そして、バッテリトレー7には、バッテリパック2とバッテリクロスメンバアッパ4との間に、剛性が比較的低い変形部7bが形成されている。
以下、このように構成された本発明の参考例に係る電気自動車のバッテリ搭載構造の作用及び効果について説明する。
In particular, in the present embodiment, since the
Hereinafter, the operation and effect of the battery mounting structure of the electric vehicle according to the reference example of the present invention configured as described above will be described.
図5は、車両の側方からの衝突後の図2のB部の拡大図を示しており、図中太矢印は、車両衝突時の荷重入力方向を示している。なお、図中矢印「上」は車体上方向を、矢印「横」は車体幅方向をそれぞれ示す。
図5に示すように、車体1の側方からの衝突時にサイドメンバ3或いはバッテリクロスメンバアッパ4に荷重が加わると、バッテリクロスメンバアッパ4からフロントバッテリクロスメンバロア5或いはリヤバッテリクロスメンバロア6及びバッテリトレー7に荷重が伝達される。本実施形態では、バッテリクロスメンバアッパ4がケース2aの側壁に直接固定されておらず、バッテリパック2とバッテリクロスメンバアッパ4との間に空間を有しており、バッテリトレー7の変形部7aの剛性が比較的低いので、側方からの衝突時にはバッテリトレー7の変形部7aが車体1の内側方向の空間7bへ変形して、衝突時の荷重を吸収する。
FIG. 5 shows an enlarged view of a portion B in FIG. 2 after a collision from the side of the vehicle, and a thick arrow in the drawing indicates a load input direction at the time of the vehicle collision. In the figure, the arrow “up” indicates the vehicle body upward direction, and the arrow “horizontal” indicates the vehicle body width direction.
As shown in FIG. 5, when a load is applied to the
このように、車体1の側方からの衝突時には、変形部7aが変形するようにしており、バッテリクロスメンバアッパ4とバッテリパック2との間に空間7bが設けられているので、バッテリトレー7の変形部7aが変形することで、バッテリクロスメンバアッパ4が変形して荷重を直接バッテリパック2に入力させないため、例えば、バッテリクロスメンバアッパ4が車体1の内側方向に移動しても、バッテリパック2との接触を少なくすることができ、バッテリパック2の損傷を軽減することができる。
[第1実施例]
以下、本発明の第1実施例における電気自動車のバッテリ搭載構造を説明する。
As described above, when the
[First embodiment]
Hereinafter, the battery mounting structure of the electric vehicle according to the first embodiment of the present invention will be described.
第1実施例では、参考例に対して、バッテリクロスメンバアッパ4’とバッテリトレー7’の形状が異なる。以下に参考例からの変更点について説明する。
図6は、本発明の第1実施例に係る電気自動車のバッテリ搭載構造が適用された車体の車体中央の下面視図を示している。また、図7は、図6の矢視A’−A’線での断面図を示している。そして、図8は、図7のB’部の拡大図を示している。なお、図中矢印「上」は車体上方向、矢印「前」は車体前方向、矢印「横」は車体幅方向をそれぞれ示している。
In the first embodiment, the shapes of the battery cross member upper 4 ′ and the
FIG. 6 is a bottom view of the center of the vehicle body to which the battery mounting structure for an electric vehicle according to the first embodiment of the present invention is applied. FIG. 7 shows a cross-sectional view taken along line A′-A ′ in FIG. FIG. 8 shows an enlarged view of a portion B ′ in FIG. In the figure, the arrow “up” indicates the vehicle body upward direction, the arrow “front” indicates the vehicle body front direction, and the arrow “lateral” indicates the vehicle body width direction.
図6から図8に示すように、バッテリクロスメンバアッパ4’は、下方が開口した断面コの字型の棒状に形成されている。また、バッテリクロスメンバアッパ4’のサイドメンバ2への取付時の車体外側方向上側に取付部4a’が形成されている。更にサイドメンバ2への取付時の車体内側方向に取付部4a’より高さが低く断面積の小さい変形部4b’が形成されている。そして、取付部4a’と変形部4b’は、バッテリクロスメンバアッパ4’の中央でスロープ4c’にて接続されている。
As shown in FIGS. 6 to 8, the battery cross member upper 4 ′ is formed in a U-shaped bar shape having an open bottom. Further, an
バッテリトレー7’は、断面方向視で略Z字状に形成され、下面視でバッテリパック2のケース2aの形状に沿った金属の薄板で形成されている。また、バッテリトレー7’には、バッテリクロスメンバアッパ4’の端部が当接する接続部7a’が形成されている。
更に、バッテリクロスメンバアッパ4が、対応するフロントバッテリクロスメンバロア5の取付部5及びリヤバッテリクロスメンバロア6の取付部6aの上面に溶接されるとともに、バッテリクロスメンバアッパ4’の端面とバッテリトレー7’の接続部7a’とが溶接されて固定されている。
The
Further, the battery cross member upper 4 is welded to the upper surface of the corresponding mounting
そして、フロントバッテリクロスメンバロア5及びリヤバッテリクロスメンバロア6は、バッテリクロスメンバアッパ4’を介して一対のサイドメンバ3に図示しないボルトで固定される。
また、フロントバッテリクロスメンバロア5及びリヤバッテリクロスメンバロア6上にバッテリトレー7’が載置されるとともに、バッテリトレー7’上にバッテリパック2が載置され、図示しないボルトで固定される。
The front battery cross member lower 5 and the rear battery cross member lower 6 are fixed to the pair of
In addition, the
以下、このように構成された本発明の第1実施例に係る電気自動車のバッテリ搭載構造の作用及び効果について説明する。
図9は、車両の側方からの衝突後の図7のB’部の拡大図を示しており、図中太矢印は、車両衝突時の荷重入力方向を示している。なお、図中矢印「上」は車体上方向を、矢印「横」は車体幅方向をそれぞれ示す。
Hereinafter, the operation and effect of the battery mounting structure for an electric vehicle according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described.
FIG. 9 shows an enlarged view of a portion B ′ in FIG. 7 after a collision from the side of the vehicle, and a thick arrow in the drawing indicates a load input direction at the time of the vehicle collision. In the figure, the arrow “up” indicates the vehicle body upward direction, and the arrow “horizontal” indicates the vehicle body width direction.
図9に示すように、車体1’の側方からの衝突時にサイドメンバ3或いはバッテリクロスメンバアッパ4’に荷重が加わると、バッテリクロスメンバアッパ4’は、バッテリクロスメンバアッパ4’の変形部4b’の断面積が取付部4a’の断面積よりも小さいために、断面積の小さい変形部4b’で車体1’の内側方向に変形し、衝突時の荷重を吸収する。
As shown in FIG. 9, when a load is applied to the
従って、車体1’の側方からの衝突時に変形部4b’で変形をするようにしているので、バッテリクロスメンバアッパ4’を変形させて荷重を直接バッテリパック2へ入力させないため、例えば、バッテリクロスメンバアッパ4’が車体の内側方向に変形しても、バッテリパック2との接触を少なくすることができ、バッテリパックの損傷を軽減することができる。
Therefore, since the deforming
以上で本発明の実施形態の説明を終えるが、本発明の実施形態は上記実施形態に限定されるものではない。
上記参考例では、バッテリクロスメンバアッパ4とバッテリパック2との間に空間を形成して変形部とし、また第1実施例では、バッテリクロスメンバアッパ4’の断面積を減少させて変形部として、それぞれ変形部にて変形をするようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば、他部位に対して変形部の断面形状を断面強度が低下するような形状とし、変形部で変形するようにしても問題なく、本実施形態と同様の効果を得ることができることは言うまでもない。
This is the end of the description of the embodiment of the present invention. However, the embodiment of the present invention is not limited to the above embodiment.
In the above reference example, a space is formed between the battery cross member upper 4 and the
1,1’ 車体
2 バッテリパック
3 サイドメンバ
4,4’ バッテリクロスメンバアッパ
5 フロントバッテリクロスメンバロア
6 リヤバッテリクロスメンバロア
7,7’ バッテリトレー
1, 1 '
Claims (3)
前記バッテリクロスメンバは、下方向に開口する断面コの字状のバッテリクロスメンバアッパと前記バッテリクロスメンバアッパの下面に固定された平板状のバッテリクロスメンバロアとからなり、
前記バッテリクロスメンバアッパは、前記サイドメンバに取り付けられる取付部と、前記取付部より高さが低く断面積の小さい変形部と、前記取付部と前記変形部とを接続するスロープとで形成されることを特徴とする電気自動車のバッテリ搭載構造。 A battery pack is disposed between a pair of side members extending in the front-rear direction on both sides of the vehicle body, and the battery pack is fixed to the side member via a plurality of battery cross members extending in the vehicle body lateral direction. In the electric vehicle battery mounting structure,
The battery cross member comprises a battery cross member upper having a U-shaped cross section that opens downward, and a flat battery cross member lower fixed to the lower surface of the battery cross member upper,
The battery cross member upper is formed by an attachment portion attached to the side member, a deformation portion having a height lower than the attachment portion and having a small cross-sectional area, and a slope connecting the attachment portion and the deformation portion. The battery mounting structure of the electric vehicle characterized by the above-mentioned.
前記バッテリクロスメンバアッパは、前記バッテリトレーに接続されることを特徴とする、請求項2に記載の電気自動車のバッテリ搭載構造。 A battery tray for mounting the battery pack and mounted on the battery cross member lower;
The battery mounting structure for an electric vehicle according to claim 2, wherein the battery cross member upper is connected to the battery tray.
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