JP2014024509A - 電池モジュール固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】全体の重量およびコストの低減を図ることができる、電池モジュール固定構造を提供する。
【解決手段】電池モジュール３には、その上端部から側方に延出する延出部２１が設けられている。延出部２１が内部プレート１１に固定されることにより、電池モジュール３が内部プレート１１に取り付けられる。そして、内部プレート１１の端部に締結部材１４が挿通されて、その締結部材１４により、内部プレート１１が車体２のクロスメンバ５に下方から締結される。これにより、電池モジュール３は、車体２のクロスメンバ５から吊り下げられた状態で、車体２のクロスメンバ５に対して強固に固定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気自動車やハイブリッドカーなどの車両の車体に電池モジュールを固定する構造に関する。

電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）やハイブリッドカー（ＨＶ：Hybrid Vehicle）などの車両には、走行用モータに供給される電力を蓄えておくための複数個の電池モジュールが搭載されている。

複数個の電池モジュールは、合計で６０〜７０ｋｇ以上の重量物である。そのため、複数個の電池モジュールは、車両の走行中に動かないように、車体などの剛性の高い部分に強固に固定される。

複数個の電池モジュールをフロアパネルに固定するための構造として、たとえば、上面が開放された筐体に複数個の電池モジュールを収容し、筐体の上端縁から周囲に張り出すフランジ部をフロアパネルの下面にボルトおよびナットで固定する構造が提案されている。

特開２０００−３４４１４８号公報

ところが、前述の構造では、電池モジュールの重量に耐えられる強度を筐体に持たせるため、筐体の各部の厚さを大きくしたり、筐体を下方から支持するバッテリキャリアメンバを設けたりする必要がある。そのため、電池モジュールをフロアパネルに固定するための構造全体の重量が大きく、また、そのコストが高くつく。

本発明の目的は、全体の重量およびコストの低減を図ることができる、電池モジュール固定構造を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る電池モジュール固定構造は、電池モジュールの上端部から側方に延出する延出部が固定され、前記電池モジュールの上面を覆うプレート部材と、前記プレート部材の端部に挿通される締結部材とを備える。前記電気モジュール固定構造では、前記締結部材により、前記プレート部材が車体に下方から締結されて、前記電池モジュールが前記車体に吊り下げられた状態に固定される。

この構造によれば、電池モジュールには、その上端部から側方に延出する延出部が設けられている。延出部がプレート部材に固定されることにより、電池モジュールがプレート部材に取り付けられる。そして、プレート部材の端部に締結部材が挿通されて、その締結部材により、プレート部材が車体に下方から締結される。これにより、電池モジュールは、車体から吊り下げられた状態で、車体に対して強固に固定される。

プレート部材を適切な厚さに形成すれば、電池モジュールの重量に耐えられる強度をプレート部材に持たせることができる。そのため、バッテリキャリアメンバなど、電池モジュールを下方から支持する部材が不要である。プレート部材の厚さを大きくしても、前述の従来の構成で筐体の各部の厚さを大きくするよりも、重量およびコストの増大を抑えることができる。よって、電池モジュールを車体に対して強固に固定することができながら、全体の重量およびコストの低減を図ることができる。

また、電池モジュールの上面がプレート部材で覆われるので、電池モジュールの上方から電池モジュールへの水などの浸入を防止することができる。

さらに、電池モジュールを下方から支持する部材が不要であるので、車両の最低地上高を確保しながら、その部材の厚さ分、電池モジュールの位置を下げることができる。その結果、車両全体の重心を下げることができ、車両の走行安定性を増すことができる。

電池モジュール固定構造は、電池モジュールの側方および下方を取り囲み、電池モジュールを収容する収容部材を備えていてもよい。

これにより、電池モジュールの側方および下方から電池モジュールへの水などの浸入を防止することができる。

そして、収容部材の内側面が電池モジュールの側面に当接していることが好ましい。

これにより、車両の衝突時など、車体に大きな加速度が生じたときに、電池モジュールが延出部を支点として振れることを防止できる。そのため、延出部などの破損を防止することができる。

また、電池モジュールの下面と収容部材の内底面との間に空隙が設けられていることが好ましい。

これにより、収容部材内にその上端から水などが浸入したり、収容部材内で結露が生じたりして、収容部材の内底面上に水などが溜まっても、その水などが電池モジュールに付着することを防止できる。

収容部材には、複数のリブ状の当接部が形成され、当該当接部の先端面が電池モジュールの側面に当接していることがより好ましい。

これにより、電池モジュールの側面の全体に収容部材の内側面が接触しないので、電池モジュールからの放熱を良好に逃がすことができる。

また、リブ状の当接部は、上下方向に延びていることが好ましい。

これにより、収容部材内にその上端から水などが浸入したり、収容部材内で結露が生じたりしても、その水などを当接部の間を通して下方に流下させることができる。よって、電池モジュールに水などが付着することを一層防止できる。

収容部材の端部は、プレート部材の端部に下方から重ね合わされ、締結部材により、車体に共締めされていることが好ましい。

これにより、プレート部材と収容部材との固定のための専用のボルトおよびナットなどが不要であるので、部品点数の低減を図ることができる。また、プレート部材の端部と収容部材の端部とが重なり合った部分は、剛性が高いので、その部分が車体に締結されることにより、車体に対するプレート部材および収容部材の固定状態を安定させることができる。

プレート部材と電池モジュールの延出部とは、ボルトで締結されていてもよい。この場合、電池モジュール固定構造は、プレート部材の上方に設けられ、プレート部材と延出部との締結部分を覆うアッパカバーを備えていることが好ましい。

プレート部材と延出部との締結部分に上方から水などが浸入することを防止できる。そのため、水分がプレート部材および延出部に挿通されたボルトを伝って電池モジュール側に浸入することを防止でき、電池モジュールに水などが付着することを一層防止できる。

本発明によれば、電池モジュールを車体に対して強固に固定することができながら、全体の重量およびコストの低減を図ることができる。

また、電池モジュールの上方から電池モジュールへの水などの浸入を防止することができる。

さらに、電池モジュールを下方から支持する部材が不要であるので、車両の最低地上高を確保しながら、その部材の厚さ分、電池モジュールの位置を下げることができる。その結果、車両全体の重心を下げることができ、車両の走行安定性を増すことができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る電池モジュール固定構造を示す平面図である。 図２は、電池モジュール固定構造を示すＡ−Ａ断面図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜電池モジュール固定構造＞

図１は、本発明の一実施形態に係る電池モジュール固定構造を示す平面図である。図２は、電池モジュール固定構造を示すＡ−Ａ断面図である。

電池モジュール固定構造１は、電気自動車やハイブリッドカーなどの車両の車体２に電池モジュール３を固定するための構造である。

車体２は、左右１対のフロアサイドメンバ４と、複数のクロスメンバ５とを備えている。１対のフロアサイドメンバ４は、左右方向（車幅方向）に互いに間隔を空けて配置されている。複数のクロスメンバ５は、前後方向に互いに間隔を空けて、１対のフロアサイドメンバ４間に架設されて、それぞれ左右方向に延びている。これにより、フロアサイドメンバ４およびクロスメンバ５は、梯子状の構造物をなしている。

電池モジュール３は、複数設けられている。各電池モジュール３には、車両の走行用モータ（図示せず）に供給すべき電力が蓄えられる。電池モジュール３は、略直方体形状をなしている。

電池モジュール３を車体２に固定するために、電池モジュール固定構造１は、内部プレート１１、ロアカバー１２、アッパカバー１３および締結部材１４を含む。

内部プレート１１は、たとえば、板金からなる。内部プレート１１の外形は、図１に示されるように、平面視で略矩形状である。内部プレート１１の中央部１５は、図２に示されるように、その周囲の周端部１６に対して下方に凹む平面視略矩形状の凹部として形成されている。言い換えれば、内部プレート１１は、中央部１５とその周囲を取り囲む矩形環状の周端部１６との間に周端部１６が高くなる段差を有しており、中央部１５と周端部１６との接続部分は、断面クランク形状をなしている。これにより、内部プレート１１は、中央部１５と周端部１６との接続部分（段差部分）で高い剛性を有している。

複数個の電池モジュール３は、図１および図２に示されるように、内部プレート１１の下方に、左右方向に並び、それぞれ前後方向に延びるように配置されている。各電池モジュール３の上端部には、４個の延出部２１が設けられている。２個の延出部２１は、電池モジュール３の左上端部に前後方向に互いに間隔を空けて設けられ、それぞれ電池モジュール３から左方に延出する略矩形板状をなしている。残りの２個の延出部２１は、電池モジュール３の右端部に前後方向に互いに間隔を空けて設けられ、それぞれ電池モジュール３から右方に延出する略矩形板状をなしている。各延出部２１には、円形のボルト挿通孔２２が上下に貫通して形成されている。

そして、各電池モジュール３は、ボルト２３およびナット２４により、内部プレート１１に締結されている。具体的には、電池モジュール３の各延出部２１の上面は、内部プレート１１の下面に当接されている。内部プレート１１の中央部１５には、各延出部２１のボルト挿通孔２２と連通するボルト挿通孔２３が上下に貫通して形成されている。そして、ボルト２４がボルト挿通孔２２，２３に下方から挿通されて、内部プレート１１の上方に突出したボルト２４の先端部にナット２５が螺合されることにより、ボルト２４の頭部とナット２５との間に、各延出部２１と内部プレート１１とが締結されている。

ロアカバー１２は、樹脂からなる。ロアカバー１２は、上面が開放され、複数個の電池モジュール３を一括して収容可能な箱型をなしている。具体的には、ロアカバー１２は、複数個の電池モジュール３に一括して下方から対向する略矩形板状の底板部３１と、底板部３１の周縁部から上方に立ち上がり、複数個の電池モジュール３に一括して側方から対向する周板部３２と、周板部３２の上端部からその周囲に鍔状に張り出すフランジ部３３とを一体的に有している。平面視において、ロアカバー１２の外形は、内部プレート１１の外形とほぼ同じである。

ロアカバー１２は、内部プレート１１に取り付けられた複数個の電池モジュール３を底板部３１および周板部３２によって区画される空間内に収容し、フランジ部３３の上面が内部プレート１１の周端部１６の下面に当接した状態に設けられている。ロアカバー１２は、複数個のボルト３８およびナット（図示せず）により、内部プレート１１に固定されている。

ロアカバー１２の内底面、つまり底板部３１の上面３４と各電池モジュール３の下面との間には、空隙３５が生じている。

また、ロアカバー１２の周板部３２には、複数の当接部３６が周方向に間隔を空けて形成されている。各当接部３６は、周板部３２の内面から側方に突出し、上下方向に延びるリブ状をなしている。各当接部３６の先端面３７は、電池モジュール３の側面に当接している。

アッパカバー１３は、たとえば、樹脂からなる。アッパカバー１３の外形は、図１に示されるように、平面視で内部プレート１１よりも小さなサイズの略矩形状である。アッパカバー１３の中央部４１は、図２に示されるように、その周囲の周端部４２に対して上方に凸となる平面視略矩形状の凸部として形成されている。

アッパカバー１３は、図１に示されるように、その周端部４２の下面が内部プレート１１の周端部１６の上面に当接し、内部プレート１１の中央部１５を上方から覆うように設けられている。アッパカバー１３は、複数個のボルト４３およびナット４４により、内部プレート１１に固定されている。

複数個の電池モジュール３が内部プレート１１に取り付けられた後、ロアカバー１２およびアッパカバー１３が内部プレート１１に取り付けられることにより、複数個の電池モジュール３、内部プレート１１、ロアカバー１２およびアッパカバー１３が一体をなし、複数個の電池モジュール３、内部プレート１１、ロアカバー１２およびアッパカバー１３からなる電池ユニットが構成される。

この電池ユニットは、前後方向に隣り合う２個のクロスメンバ５間に跨がった状態に配置されて、締結部材１４により、そのクロスメンバ５に締結される。具体的には、内部プレート１１の周端部１６の前端部および後端部（左右方向に延びる部分）には、４個のボルト挿通孔５１が左右方向に間隔を空けて形成されている。各ボルト挿通孔５１は、図２に示されるように、内部プレート１１の周端部１６を上下に貫通している。また、ロアカバー１２のフランジ部３３の前端部および後端部には、各ボルト挿通孔５１と対向する位置に、ボルト挿通孔５２が上下に貫通して形成されている。締結部材１４は、たとえば、平ねじからなる。そして、内部プレート１１の周端部１６の前端部および後端部の各上面がクロスメンバ５の下面に当接され、締結部材１４がロアカバー１２のボルト挿通孔５１，５２に下方から挿通され、締結部材１４の先端部がクロスメンバ５に揉み込まれることにより、電池ユニットがクロスメンバ５に締結されている。

＜作用効果＞

以上のように、電池モジュール３には、その上端部から側方に延出する延出部２１が設けられている。延出部２１が内部プレート１１に固定されることにより、電池モジュール３が内部プレート１１に取り付けられる。そして、内部プレート１１の端部に締結部材１４が挿通されて、その締結部材１４により、内部プレート１１が車体２のクロスメンバ５に下方から締結される。これにより、電池モジュール３は、車体２のクロスメンバ５から吊り下げられた状態で、車体２のクロスメンバ５に対して強固に固定される。

内部プレート１１を適切な厚さに形成すれば、電池モジュール３の重量に耐えられる強度を内部プレート１１に持たせることができる。そのため、バッテリキャリアメンバなど、電池モジュール３を下方から支持する部材が不要である。また、内部プレート１１の厚さを大きくしても、前述の従来の構成で筐体の各部の厚さを大きくする場合と比較して、重量およびコストの増大を抑えることができる。よって、電池モジュール３を車体２のクロスメンバ５に対して強固に固定することができながら、全体の重量およびコストの低減を図ることができる。

また、電池モジュール３の上面が内部プレート１１で覆われるので、電池モジュール３の上方から電池モジュール３への水などの浸入を防止することができる。

さらに、電池モジュール３を下方から支持する部材が不要であるので、車両の最低地上高を確保しながら、その部材の厚さ分、電池モジュール３の位置を下げることができる。その結果、車両全体の重心を下げることができ、車両の走行安定性を増すことができる。

電池モジュール固定構造１は、電池モジュール３の側方および下方を取り囲み、電池モジュール３を収容するロアカバー１２を備えている。

これにより、電池モジュール３の側方および下方から電池モジュール３への水などの浸入を防止することができる。

ロアカバー１２の周板部３２には、複数のリブ状の当接部３６が形成され、各当接部３６の先端面３７は、電池モジュール３の側面に当接している。

これにより、車両の衝突時など、車体２のクロスメンバ５に大きな加速度が生じたときに、電池モジュール３が延出部２１を支点として振れることを防止できる。そのため、延出部２１などの破損を防止することができる。

これにより、電池モジュール３の側面の全体にロアカバー１２の内側面が接触しないので、電池モジュール３からの放熱を良好に逃がすことができる。

また、リブ状の当接部３６は、上下方向に延びている。

これにより、ロアカバー１２内にその上端から水などが浸入したり、ロアカバー１２内で結露が生じたりしても、その水などを当接部３６の間を通して下方に流下させることができる。よって、電池モジュール３に水などが付着することを一層防止できる。

電池モジュール３の下面とロアカバー１２の底板部３１の上面３４との間には、空隙３５が設けられている。

これにより、ロアカバー１２内にその上端から水などが浸入したり、ロアカバー１２内で結露が生じたりして、ロアカバー１２の底板部３１の上面３４上に水などが溜まっても、その水などが電池モジュール３に付着することを防止できる。

ロアカバー１２のフランジ部３３は、内部プレート１１の周端部１６に下方から重ね合わされ、締結部材１４により、車体２のクロスメンバ５に共締めされている。

これにより、内部プレート１１とロアカバー１２との固定のための専用のボルトおよびナットなどが不要であるので、部品点数の低減を図ることができる。また、内部プレート１１の周端部１６とロアカバー１２のフランジ部３３とが重なり合った部分は、剛性が高いので、その部分が車体２のクロスメンバ５に締結されることにより、クロスメンバ５に対する内部プレート１１およびロアカバー１２の固定状態を安定させることができる。

さらに、電池モジュール固定構造１は、内部プレート１１の上方に設けられ、内部プレート１１と電池モジュール３の延出部２１との締結部分を覆うアッパカバー１３を備えている。

内部プレート１１と延出部２１との締結部分に上方から水などが浸入することを防止できる。そのため、水分が内部プレート１１および延出部２１に挿通されたボルトを伝って電池モジュール３側に浸入することを防止でき、電池モジュール３に水などが付着することを一層防止できる。

＜変形例＞

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、ロアカバー１２およびアッパカバー１３は、樹脂製であるとしたが、金属製であってもよい。

また、電池モジュール３が複数設けられた構成を取り上げたが、電池モジュール３の個数は１であってもよい。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１ 電池モジュール固定構造
２ 車体
３ 電池モジュール
１１ 内部プレート（プレート部材）
１２ ロアカバー（収容部材）
１４ 締結部材
１６ 周端部（プレート部材の端部）
２１ 延出部
３４ 上面（内底面）
３５ 空隙

Claims (3)

1. 電池モジュールの上端部から側方に延出する延出部が固定され、前記電池モジュールの上面を覆うプレート部材と、
   前記プレート部材の端部に挿通される締結部材とを備え、
   前記締結部材により、前記プレート部材が車体に下方から締結されて、前記電池モジュールが前記車体に吊り下げられた状態に固定される、電池モジュール固定構造。
2. 前記電池モジュールの側方および下方を取り囲み、前記電池モジュールを収容する収容部材を備え、
   前記収容部材の内側面が前記電池モジュールの側面に当接している、請求項１に記載の電池モジュール固定構造。
3. 前記電池モジュールの下面と前記収容部材の内底面との間に空隙が設けられている、請求項２に記載の電池モジュール固定構造。

Images