JP2014024382A

JP2014024382A - 車両用バッテリユニット取付構造

Info

Publication number: JP2014024382A
Application number: JP2012164421A
Authority: JP
Inventors: Naoto Fujii; 直人藤井
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2012-07-25
Filing date: 2012-07-25
Publication date: 2014-02-06
Anticipated expiration: 2032-07-25
Also published as: DE102013214262A1; US20140027189A1; CN103569218A; JP5935569B2; US8813887B2; DE102013214262B4; CN103569218B

Abstract

【課題】低コスト化、低重量化、省スペース化を実現するような態様で車両のフロアパネル上に駆動用バッテリユニットおよび空調用のダクトを取付可能であって、フロアパネルの補強も可能な車両用バッテリユニット取付構造を提供する。
【解決手段】本発明の車両用バッテリユニット取付構造は、フロアパネル１０４と、車両前後方向に延びフロアパネル１０４の下面に接合されているサイドメンバ１４４と、フロアパネル１０４上面のうちサイドメンバ１４４上に取り付けられているブラケット１３２とを含み、ブラケット１３２は、サイドメンバ１４４と３枚で接合されている接合面１４６と、接合面１４６のそれぞれの車両幅方向端部から上方へと延びる２つの縦壁面１４８、１５０と、２つの縦壁面１４８、１５０の上端からそれぞれブラケット１３２の中心部から遠ざかる向きへと延びバッテリユニット１０２を支持している２つの支持面１５２、１５４とを備える。
【選択図】図６

Description

本発明はバッテリユニットを含む車両用バッテリユニット取付構造に関し、より詳細には、バッテリユニットを車両のフロアパネル上に取り付ける車両用バッテリユニット取付構造に関する。

モーターにより走行する電気自動車、ハイブリッドカー（プラグインハイブリッドカーを含む）が普及している。電気自動車、ハイブリッドカーでは、モーターを動かす動力源として電気を使用するため、リチウムイオンバッテリユニットなどの駆動用バッテリユニットを搭載する。一般に、駆動用バッテリユニットは車室内に搭載される。

特許文献１には、駆動用バッテリユニットをフロントシート下方のフロアパネル上に取り付ける構造について記載されている。特許文献２には、車室内に搭載される駆動用バッテリユニットのケーシングに空調用のダクトを直結することなく、効率的な駆動用バッテリユニットの温調を可能にする構造について記載されている。

特開２００３−１７０７４８号公報特開２００９−２５２６８８号公報

上記特許文献１、２の技術のように駆動用バッテリユニットを車室内に搭載する場合、効率的な駆動用バッテリユニットの温調を可能にするため、これの周りに空調用のダクトの吹出口を配置することが好ましい。

しかし近年の自動車は、徹底的な低コスト化、低重量化、省スペース化が図られていて、駆動用バッテリユニットや空調用のダクトの配置に関してもこれらを実現する構成が望まれる。また駆動用バッテリユニットを車両のフロアパネル上に取り付ける場合、フロアパネルは決して肉厚な部材ではないため、これを同時に補強することができるような構成が望まれる。

本発明は上記課題に鑑み、低コスト化、低重量化、省スペース化を実現するような態様で車両のフロアパネル上に駆動用バッテリユニットおよび空調用のダクトを取付可能であって、かつ、フロアパネルの補強を行うこともできる車両用バッテリユニット取付構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の代表的な構成は、バッテリユニットを含む車両用バッテリユニット取付構造において、車両床面を形成するフロアパネルと、フロアパネルの下面に車両前後方向に延びて接合されているサイドメンバと、フロアパネルの上面のうちサイドメンバ上の領域に取り付けられているブラケットとをさらに含み、ブラケットは、フロアパネルの上面に重ねられる接合面であって、接合面、フロアパネルおよびサイドメンバを含む３枚で接合されている接合面と、接合面のそれぞれの車両幅方向端部から上方へと延びる２つの縦壁面と、２つの縦壁面の上端からそれぞれブラケットの中心部から遠ざかる向きへと延びバッテリユニットを支持している２つの支持面とを備えることを特徴とする。

上記構成によれば、ブラケットはその断面がいわゆるハット型形状（矩形波形状）を逆向きにした逆ハット型形状となるようにフロアパネルに接合される。従来の典型例ではブラケットはその断面がハット型形状となるようにフロアパネルに接合されていたが、このように接合する場合には、ブラケット自体も、ブラケットがフロアパネルに占めるスペースも、大きくなってしまう。これに対し本構成ではブラケットを逆ハット型形状にすることで、ブラケットの寸法を小さく抑えることができ、低コスト化、低重量化、省スペース化を実現することができる。また、ブラケットの接合面はフロアパネルおよびサイドメンバと３枚で接合されているため、フロアパネルを補強する効果を奏する。これにより、フロアパネルに損傷や亀裂が生じることを防止できる。

上記ブラケットは、その車両幅方向の長さをバッテリユニットの車両幅方向の長さ以下にしてよい。本発明の逆ハット型形状のブラケットによれば、ブラケットの車両幅方向の長さは、２つの支持面の外側端部間の寸法である。これがバッテリユニットの車両幅方向の長さ以下になるため、接合面はさらに小さくすることが可能である。これにより、例えばハット型形状のブラケットと比較して、本発明ではブラケットの形状が小さめに設定されるため、低コスト化、低重量化、省スペース化を実現することができる。

当該車両用バッテリユニット取付構造は、フロアパネルの上面または下面に車両幅方向に延びて接合されているクロスメンバをさらに含み、ブラケットの接合面は、接合面、フロアパネルおよびクロスメンバを含む３枚でも接合されているとよい。これにより、フロアパネルをさらに補強することができ、フロアパネルに損傷や亀裂が生じることを防止できる。

上記フロアパネルおよびブラケットの接合面はそれぞれ下方に突き出たビード形状部を備え、それぞれのビード形状部同士が接合されているとよい。フロアパネルとブラケットの接合面とが２枚で接合される箇所を、それぞれに形成した剛性の高いビード形状部とすることで、これらに損傷や亀裂が生じることを防止できる。なお、ビード形状部が下方に突き出ることで形成された空間に、ケーブル類を配線することも可能である。

当該車両用バッテリユニット取付構造は、空調用のダクトをさらに含み、ダクトは、２つの支持面に支持されているバッテリユニットの下側であって２つの縦壁面の内側に取り付けられているとよい。このように、ブラケットの断面が逆ハット型形状となるようにブラケットをフロアパネルに接合しても、断面がハット型形状の場合と遜色なく空調用のダクトを配置することができる。

本発明によれば、低コスト化、低重量化、省スペース化を実現するような態様で車両のフロアパネル上に駆動用バッテリユニットおよび空調用のダクトを取付可能であって、かつ、フロアパネルの補強を行うこともできる車両用バッテリユニット取付構造を提供することができる。

本発明の車両用バッテリユニット取付構造の実施形態である車両のフロアパネルの上面図である。図１の助手席側にシートを取り付けた図である。図１に示す範囲Ｚの拡大図である。図３に示す部位からバッテリユニットを除いた図である。図４に示すブラケットの斜視図である。図３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図４に示す部位からフロアパネルを除いた図である。図７に示す部位を下方から見た図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

なお図中、「車両前側」を矢印Ｆｗｄ、「車両左側」を矢印Ｌｈで表すものとする。

図１は、本発明の車両用バッテリユニット取付構造の実施形態である車両１００のフロアパネル１０４の上面図である。図１に示すように、車両１００では、バッテリユニット１０２が車両床面を形成するフロアパネル１０４上に取り付けられる。バッテリユニット１０２は、モーターを動かすための駆動用バッテリユニットすなわちリチウムイオンバッテリユニットである。フロアパネル１０４は、車両幅方向略中央にて上方に凸となるトンネル部１０６を備える。フロアパネル１０４は、例えばトンネル部１０６の左右を別々のパネルで形成してよい。

車両左側のサイドシル１０８とトンネル部１０６との間のフロアパネル１０４上面には、車両幅方向に延びるフロアパネルアッパクロスメンバ１１２が接合される。車両右側のサイドシル１１０とトンネル部１０６との間のフロアパネル１０４上面には、車両幅方向に延びるフロアパネルアッパクロスメンバ１１４が接合される。なお、フロアパネルアッパクロスメンバ１１２、１１４のトンネル部側（内側）の端部は、トンネル部１０６の下面形状に沿って配置されるトンネルクロスメンバによって繋がれる。かかるフロアパネルアッパクロスメンバ１１２、１１４およびトンネルクロスメンバは、図示するフロアパネル１０４の車両前後方向略中央に配置される。

フロアパネルアッパクロスメンバ１１２上には、フロントアウトサイドブラケット１１６およびフロントインサイドブラケット１２０が接合される。フロントアウトサイドブラケット１１６は車両幅方向外側に接合され、フロントインサイドブラケット１２０は車両幅方向内側に接合される。また後述するフロアパネルロアクロスメンバ１２４上には、リアアウトサイドブラケット１２６が車両幅方向外側に接合される。なお、車両右側についても同様に、フロントアウトサイドブラケット１１８、フロントインサイドブラケット１２２、リアアウトサイドブラケット１２８が接合される。

図２は、図１の助手席側にシート１３０を取り付けた図である。図２に示すように、上述したフロントアウトサイドブラケット１１６、フロントインサイドブラケット１２０、リアアウトサイドブラケット１２６によって、助手席側にシート１３０が取り付けられる。すなわち、これらのブラケットはシート取付用のブラケットである。助手席側のシート１３０の下方（車両前後方向においてフロントアウトサイドブラケット１１６とリアアウトサイドブラケット１２６の間）にバッテリユニット１０２が取り付けられる。

図３は、図１に示す範囲Ｚの拡大図である。図３（ａ）がその範囲Ｚの拡大図であって、図３（ｂ）が図３（ａ）に示す部位を斜めから見た図である。図３（ａ）（ｂ）に示すように、バッテリユニット１０２は本実施形態の特徴であるブラケット１３２によって支持される。

図４は、図３に示す部位からバッテリユニット１０２を除いた図である。図４（ａ）が図３（ａ）に示す部位からバッテリユニット１０２を除いた図であって、図４（ｂ）が図３（ｂ）に示す部位からバッテリユニット１０２を除いた図である。図４（ａ）（ｂ）に示すように、本実施形態では、効率的なバッテリユニット１０２の温調を可能にするため、バッテリユニット１０２の下側には空調用のダクト１３４の吹出口１３６が配置される。

図５は、図４に示すブラケット１３２の斜視図である。ブラケット１３２は、図５に示すクロスハッチを付した箇所がフロアパネル１０４に接合される。詳細については後述するが、接合箇所１３８ａ、１３８ｂ、１３８ｃ、１３８ｄ、１３８ｅ、１３８ｆ、１３８ｇはフロアパネル１０４およびサイドメンバ１４４（図７参照）と３枚で接合され、接合箇所１４０ａはフロアパネル１０４およびフロアパネルロアクロスメンバ１２４と３枚で接合され、接合箇所１４２ａ、１４２ｂはフロアパネル１０４と２枚で接合される。

図６は、図３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図６（ａ）がそのＡ−Ａ断面図であり、図６（ｂ）が比較例にかかる構造の図６（ａ）に対応する断面図である。

図６（ａ）に示すように、ブラケット１３２は、フロアパネル１０４の上面に重ねられて接合される接合面１４６、接合面１４６の車両幅方向端部から上方へと延びる２つの縦壁面１４８、１５０、および２つの縦壁面１４８、１５０の上端からそれぞれブラケット１３２の中心部から遠ざかる向きへと延びる２つの支持面１５２、１５４を備える。すなわち、ブラケット１３２はフロアパネル１０４に接合された状態でハット型形状を逆向きにした逆ハット型形状の断面を有する。バッテリユニット１０２は、２つの支持面１５２、１５４によって支持される。

図６（ａ）に示すブラケット１３２を、図６（ｂ）に示す比較例と比較する。図６（ｂ）に示す比較例では、ブラケット２３２はフロアパネル２０４に接合された状態でハット型形状の断面を有する。ブラケット２３２は上面２３２ａでバッテリユニット１０２を支持し、ブラケット２３２の内側に空調用のダクト１３４が配置される。しかし、このような構造では、ブラケット２３２の形状が大きくなってしまう。

一方、図６（ａ）に示すブラケット１３２によれば、ブラケット１３２の形状をなるべく小さく抑える。すなわち最小化することができる。具体的には、ブラケット１３２の車両幅方向への長さをバッテリユニット１０２のケーシングの車両幅方向への長さ以下に抑えることができる。これにより、低コスト化、低重量化、省スペース化を実現することができる。すなわち、他部品の配置や居住性等にも悪影響を与えずバッテリユニット１０２を車室内に取り付けることができる。

また図６（ａ）に示すブラケット１３２によれば、空調用のダクト１３４の取付作業性の向上を図ることができる。これは、図６（ｂ）に示す比較例ではブラケット２３２の上面２３２ａの下側にダクト１３４を挿入しなければならかったのに対し、図６（ａ）に示すブラケット１３２では２つの縦壁面１４８、１５０の内側にダクト１３４が取り付けられるので上方から容易に取付作業を行うことができるからである。

なお、本実施形態では、ダクト１３４はフロアパネル１０４上に敷かれたカーペット１５６の上に取り付けられる。ダクト１３４の取付に際しては、ダクト取付具をブラケット１３２のダクト固定孔１５８（図４等参照）にクリップ等で固定する。

さらに図６（ａ）に示すブラケット１３２によれば、フロアパネル１０４の補強を行うこともできる。以下、かかる補強について説明する。

図７は、図４に示す部位からフロアパネル１０４を除いた図である。図８は、図７に示す部位を下方から見た図である。図７、図８に示すように、フロアパネル１０４下面には、車両前後方向に延びるサイドメンバ１４４（フロアサイドリアメンバ）が接合される。サイドメンバ１４４は、フロアパネル１０４下面に接合された状態でハット型形状を逆向きにした逆ハット型形状の断面を有する（図６参照）。サイドメンバ１４４の車両前側にはダッシュロアメンバ１６０が連結される。本実施形態では、かかるサイドメンバ１４４をまたぐ位置、すなわちフロアパネル１０４上面のうちのサイドメンバ１４４上にブラケット１３２が取り付けられる。

サイドシル１０８とサイドメンバ１４４との間のフロアパネル１０４下面には、車両幅方向に延びるフロアパネルロアクロスメンバ１２４が接合される。フロアパネルロアクロスメンバ１２４はフロアパネルアッパクロスメンバ１１２の車両後側に位置し、これらの間にブラケット１３２およびバッテリユニット１０２が配置される。なお、フロアパネルロアクロスメンバ１２４には、リアアウトサイドブラケット１２６がフロアパネル１０４と共に接合される。

ブラケット１３２の接合面１４６の接合箇所１３８ａ、１３８ｂ、１３８ｃ、１３８ｄは、フロアパネル１０４およびサイドメンバ１４４の車両右側のフランジ１４４ａと３枚で接合される。ブラケット１３２の接合面１４６の接合箇所１３８ｅ、１３８ｆ、１３８ｇは、フロアパネル１０４およびサイドメンバ１４４の車両左側のフランジ１４４ｂと３枚で接合される。また、接合箇所１４０ａはフロアパネル１０４およびフロアパネルロアクロスメンバ１２４と３枚で接合される。

例えば、車両１００では、フロアパネル１０４の厚みは０．６５ｍｍ、サイドメンバ１４４の厚みは０．８０ｍｍ、ブラケット１３２の厚みは１．００ｍｍ、フロアパネルロアクロスメンバ１２４の厚みは１．４０ｍｍに設定されるように、フロアパネル１０４は決して肉厚でない。しかし、上記のようにブラケット１３２をサイドメンバ１４４及びフロアパネルロアクロスメンバ１２４に接合することで、バッテリユニット１０２等の荷重がサイドメンバ１４４及びフロアパネルロアクロスメンバ１２４にも受け持たれるため、フロアパネル１０４に荷重が集中してかかるのを回避することができ、フロアパネル１０４に亀裂が生じるおそれを排除することができる。

さらに図６に示すように、フロアパネル１０４およびブラケット１３２の接合面１４６は、それぞれ、サイドメンバ１４４に沿って下方に突き出たビード形状部１０４ａ、１３２ａを備える。ブラケット１３２の接合面１４６の接合箇所１４２ａ、１４２ｂはかかるビード形状部１３２ａに設定されていて、フロアパネル１０４のビード形状部１０４ａと２枚で接合される。それぞれに形成した剛性の高いビード形状部１０４ａ、１３２ａを接合することで、これらに損傷や亀裂が生じることを防止できる。なお、ビード形状部１０４ａ、１３２ａが下方に突き出ることで形成された空間に、ケーブル類を配線することも可能である。

なお図５に示すように、本実施形態では、ブラケット１３２のビード形状部１３２ａに孔１６４、１６６が形成されている。これにより、重量軽減すなわちブラケット１３２の軽量化を図ることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば上記では、モーターを動かすための駆動用バッテリユニットを車室内に取り付ける場合について説明したが、補機バッテリや他の部品を車室内に取り付ける場合にも本発明を適用することができる。

本発明は、バッテリユニットを含む車両用バッテリユニット取付構造、より詳細には、バッテリユニットを車両のフロアパネル上に取り付ける車両用バッテリユニット取付構造に利用することができる。

１００…車両、１０２…バッテリユニット、１０４…フロアパネル、１０４ａ…ビード形状部、１０６…トンネル部、１０８、１１０…サイドシル、１１２、１１４…フロアパネルアッパクロスメンバ、１１６、１１８…フロントアウトサイドブラケット、１２０、１２２…フロントインサイドブラケット、１２４…フロアパネルロアクロスメンバ、１２６、１２８…リアアウトサイドブラケット、１３０…シート、１３２…ブラケット、１３２ａ…ビード形状部、１３４…ダクト、１３６…吹出口、１３８ａ、１３８ｂ、１３８ｃ、１３８ｄ、１３８ｅ、１３８ｆ、１３８ｇ…接合箇所、１４０ａ…接合箇所、１４２ａ、１４２ｂ…接合箇所、１４４…サイドメンバ、１４４ａ、１４４ｂ…フランジ、１４６…接合面、１４８、１５０…縦壁面、１５２、１５４…支持面、１５６…カーペット、１５８…ダクト固定孔、１６０…ダッシュロアメンバ、１６４、１６６…孔、２３２…ブラケット、２３２ａ…上面

Claims

バッテリユニットを含む車両用バッテリユニット取付構造において、
車両床面を形成するフロアパネルと、
前記フロアパネルの下面に車両前後方向に延びて接合されているサイドメンバと、
前記フロアパネルの上面のうち前記サイドメンバ上の領域に取り付けられているブラケットとをさらに含み、
前記ブラケットは、
前記フロアパネルの上面に重ねられる接合面であって、該接合面、該フロアパネルおよび前記サイドメンバを含む３枚で接合されている接合面と、
前記接合面のそれぞれの車両幅方向端部から上方へと延びる２つの縦壁面と、
前記２つの縦壁面の上端からそれぞれ前記ブラケットの中心部から遠ざかる向きへと延び前記バッテリユニットを支持している２つの支持面とを備えることを特徴とする車両用バッテリユニット取付構造。
前記ブラケットは、その車両幅方向の長さが前記バッテリユニットの車両幅方向の長さ以下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ユニット取付構造。
前記フロアパネルの上面または下面に車両幅方向に延びて接合されているクロスメンバをさらに含み、
前記ブラケットの接合面は、該接合面、前記フロアパネルおよび前記クロスメンバを含む３枚でも接合されてい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ユニット取付構造。
前記フロアパネルおよび前記ブラケットの接合面はそれぞれ下方に突き出たビード形状部を備え、それぞれのビード形状部同士が接合されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用バッテリユニット取付構造。
空調用のダクトをさらに含み、
前記ダクトは、前記２つの支持面に支持されているバッテリユニットの下側であって前記２つの縦壁面の内側に取り付けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用バッテリユニット取付構造。