JP2014034227A - バッテリパックの車載構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バッテリパック10の車載構造であって、車両は、サブフレーム21を介してバッテリパックを支持するサイドメンバ115およびクロスメンバ116を備えており、バッテリパックは、上部ケース11と下部ケースの内部のバッテリモジュール列BMの収容空間を、そのケースの開口端縁のフランジ形状の開口縁部11aの間のシール部材31により液密な閉塞空間に形成する。このケースの排気管118の隣接箇所(コイルスプリング117間)では、先細り外面に形成して開口縁部間のシール部材との間の離隔距離を確保する。
【選択図】図8
Description
この種のバッテリパックとしては、フロアパネルに形成されている凹状の窪み内に収納する形態を採用するものがある(例えば、特許文献1参照)。また、この特許文献1と異なる形態としては、複数個のバッテリをマウントフレームの上面に載せて車両の下側に吊り下げる形態の車載構造を採用する車両もある(例えば、特許文献2参照)。
また、車両は、近年、外装部材と内部部品との間に衝突時の緩衝空間を大きく確保することにより、その外装部材の変形をクッションとして機能させるように工夫されている。特に、荷室内の空間は、後側からの追突対策として大きく確保することが有利である。
例えば、特許文献1に記載のものでは、フロアパネルを窪ませてその内部にバッテリパックを収納する形態であるので、バッテリパックの前側にある程度空間が必要であり、バッテリパックの位置を大幅に車両前側に移動することは難しい。また、特許文献2に記載のものでは、バッテリが車両後端部に配置されているため、バッテリの後方に衝撃吸収空間を確保できない問題があった。
また、ハイブリッド自動車では、電動モータと共に内燃機関を搭載することから、前部側の内燃機関から車両後方へ延びる排気管がバッテリパックの側方に配置されている。この際、排気管はサスペンションビームの上方にて車両上方へ屈曲することが多い。この排気管は、高温の排気ガスが流通することからバッテリパックに与える熱的影響も大きい。
上記課題を解決するバッテリパックの車載構造に係る発明の第3の態様は、上記第2の態様の特定事項に加え、前記開口縁部のうち前記排気管の屈曲部より後側に配置される部分は、前記排気管よりも上側に配置され、該排気管との間に前記サブフレームが配置されていることを特徴とするものである。
上記課題を解決するバッテリパックの車載構造に係る発明の第5の態様は、上記第1から第4のいずれか1つの態様の特定事項に加え、前記バッテリパックは、前記車両のリア側の荷室内の床面となるフロアパネルに開口する開口部内に設置されていることを特徴とするものである。
また、開口縁部の前側隅部に車両斜め内側前方へ傾斜する傾斜フランジ部を備えたことから、開口縁部の間に挟まれるシール部材が排気管からの熱的影響を受け難い構造にすることができる。
このようなバッテリパックは、枠状のサブフレームを利用して強固に固定することができる。さらに、そのサブフレームを熱の放射方向に位置させて介在させることもでき、シール部材がより熱的影響を受け難くすることができる。
図1および図2において、車両100は、フロントシート101と、リアシート102とを設置するフロアパネル105が床面を構成して車室Rを形成しており、この車室Rの後方がハッチバックドア109の開閉により開放可能な荷室(ラゲッジルーム)Lとして利用可能に構築されている。この車両100は、その荷室L内に大容量のバッテリパック10を搭載するハイブリッド自動車に構築されている。ここで、ハイブリッド自動車は、図示することは省略するが、車載する空調装置などの電装部品にバッテリパック10から電力供給して車室R内の空調処理などを実行するとともに、駆動源となる電動モータにもバッテリパック10から電力供給して内燃機関と共に適宜駆動させることにより所望の速度での走行を実現する。なお、本実施形態では、ハイブリッド自動車を一例として説明するが、これに限るものではなく、電動モータの駆動力のみで走行する電気自動車に適用可能であることは言うまでもない。
バッテリパック10は、上部ケース11と下部ケース12の開口縁部11a、12aを突き合わせることにより内部に複数のバッテリモジュール(電池)列BMを収容する空間を形成する。
なお、このカバーパネル106は、上部のほぼ全面が蓋状に形成されて着脱可能に取り付けられており、その蓋状のサービスリッド107(図6を参照)を外して全面を開放することにより後述するエアクリーナ16などの各種メンテナンス作業を行えるようになっている(図3を参照)。
バッテリパック10は、このバッテリモジュール列BMを2段積み可能な収容空間を上部ケース11と下部ケース12の内部に形成することにより、車両100の荷室L内での車両前後方向の占有面積をできるだけ小さくしつつ十分な収容空間を確保している。
また、バッテリパック10は、冷却ファン15が上段のバッテリモジュール列BMの上側に設置されており、その冷却ファン15がエアクリーナ16を介して外気を内部に導入して排気ダクト17から排気することにより、電流の出入力時の発熱を冷却するようになっている。
この状態で、バッテリパック10は、荷室Lのフロアパネル105に開口する開口部105aから上部ケース11の上側が露出するように車両100に取り付けられており、このフロアパネル105の開口部105aは、周縁部にカバーパネル106のフランジ形状の開口縁部106aが対面固定されて閉じられている。
このサスペンションビーム111は、このアーム部112の回動支点112aに近接する箇所の間が車両幅方向に延在するビーム部113で連結されており、そのビーム部113に隣接する箇所のアーム部112とサイドメンバ115の間にコイルスプリング117を介在させて車両100の乗り心地を良くしている。なお、図4中の117aはコイルスプリング117の受け部材であり、その設置位置を図示している。また、図3中の109aは後部のハッチバックドア109の内面位置を示す境界線である(他の図においても同様)。
すなわち、バッテリパック10は、前部10aにおける先細り外面10Tがコイルスプリング117との隙間を確保するように車両内側に傾斜することになる。この先細り外面10Tは、ケース外面の側面側と前面側との双方に滑らかに連続する傾斜形状に形成されてコイルスプリング117から一定距離離隔して対面する形態に作製されている。
また、車両100本体側のフロアパネル105は、開口部105aの前部領域に、バッテリパック10の先細り外面10Tに沿う先細り縁105Tを備えている。よって、フロアパネル105の開口部105a前部の先細り縁105Tも、バッテリパック10前部の先細り外面10Tと同様に、滑らかに連続する傾斜形状に形成されて、コイルスプリング117から離隔する形態に形成されている。
これにより、バッテリパック10を、荷室L内でリアシート102の背面側(車両前側)に寄せて配置でき、バッテリパック10とハッチバックドア109(外装部材)との間に大容量の緩衝空間Bを確保して、後方からの衝突時に衝撃吸収性を高めることができる。
サブフレーム21は、バッテリパック10の上部ケース11と下部ケース12の開口縁部11a、12aに概略一致する枠形状に形成されており、このサブフレーム21は、クロスフレーム22と、サイドフレーム23と、スロープフレーム24と、オフフレーム25と、を溶接等により連結固定することにより枠形状に組み立てられている。
サイドフレーム23は、同様に、バッテリパック10の両側面側で車両の前後方向に延在する開口縁部11a、12aの前後方向フランジ部10N(図8を参照)に対面するように、車両幅方向に離隔して車両前後方向に延在する左右一対の部材として作製されている。車両左側に位置する左サイドフレーム23Lは、サイドメンバ115に直接、締付具28で連結固定される。一方、車両右側に位置する右サイドフレーム23Rは、バッテリパック10が排気管118と消音器119を避けるオフセット位置に設置されることからオフフレーム25を介してサイドメンバ115に締付具28で連結固定される。
スロープフレーム24は、同様に、バッテリパック10の先細り外面10Tに沿うように形成される開口縁部11a、12aの傾斜フランジ部10Sに対面するように、バッテリパック10の前部10aの前部側両側方で傾斜する左右一対の部材として作製され、長手方向の両端が締結具28によりサイドメンバ115及び前記クロスメンバに連結固定されている。
オフフレーム25は、平行オフフレーム25aと、連結オフフレーム25b、25cと、により構成されている。平行オフフレーム25aは、車両幅方向で排気管118と消音器119より外側に、右サイドフレーム23R(バッテリパック10)と平行になるように配置されており、その両端部が右サイドフレーム23Rに対して連結オフフレーム25b、25cにより連結されている。
また、このサブフレーム21は、右サイドフレーム23Rが車両上下方向で上部ケース11と下部ケース12の開口縁部11a、12aと排気管118や消音器119の間に位置するようにレイアウトされている(図5および図6を参照)。
なお、サブフレーム21は、サイドメンバ115やクロスメンバ116と上下方向に離れている箇所では、スペーサ的に機能する棒状部材28aを介在させてこれらメンバに締付固定される。
また、このバッテリパック10は、図7に示すように、上部ケース11と下部ケース12の開口縁部11a、12aを枠状に組みたてたサブフレーム21上に乗せて支持させつつ、フロアパネル105の開口部105a内に車両100本体の下側から上方に向かって進入させてカバーパネル106内に位置する状態に組み付けることができる。このため、バッテリパック10は、サブフレーム21と共に車両100本体側のサイドメンバ115とクロスメンバ116に容易に組み付けることができる。
この上部ケース11と下部ケース12の開口縁部11a、12aは、シール溝32の外側の複数箇所に開口されている貫通穴にボルトを差し込んでナットで締め付ける締付具33でシール部材31を液密になるように挟み込むことにより閉塞するようになっている。
さらに、開口縁部11a、12aのうち排気管118や消音器119より上方に位置する前後方向フランジ部10Nと前記排気管118や消音器119との間には、サブフレーム21の右サイドフレーム23Rが位置するようにレイアウトされているので、上部ケース11と下部ケース12の開口縁部11a、12aやその間のシール部材31やシール溝32に与えられる熱的影響をできるだけ抑えることができる。
このバッテリパック10は、フロアパネル105の開口部105a内に下側から進入させてその開口縁部11a、12aをサブフレーム21で挟み込むようにして容易に車両100本体側に確実かつ強固に緊締固定することができる。
10a 前部
10N 前後方向フランジ部
10S 傾斜フランジ部
10T 先細り外面
10W 幅方向フランジ部
11 上部ケース
11a、12a 開口縁部
12 下部ケース
21 サブフレーム
22 クロスフレーム
23 サイドフレーム
24 スロープフレーム
25 オフフレーム
28、33 締付具
100 車両
101 フロントシート
102 リアシート
105 フロアパネル
105a 開口部
106 カバーパネル
111 サスペンションビーム
115 サイドメンバ
116 クロスメンバ
117 コイルスプリング
118 排気管
118a 屈曲箇所
119 消音器
B 緩衝空間
BM バッテリモジュール列
L 荷室
R 車室
Claims (5)
- 車両に搭載される電気機器への供給電力を蓄電する電池が収容されているバッテリパックをフロアパネルの下方かつ左右両側を車輪に挟まれる空間に搭載したバッテリパックの車載構造であって、
前記車両は、前記フロアパネルの下面側に配置されて車両前後方向に延びる左右一対の骨格部材と、前記車輪を前記骨格部材に支持する左右の懸架装置と、これら左右の懸架装置の間を連絡するサスペンションビームと、このサスペンションビームの上方にて車両上方に屈曲しつつ前記バッテリパックの側方を車両前後方向に延びる内燃機関の排気管とを備え、
前記バッテリパックは、互いに接合されて前記電池の収容空間を形成する上部ケースと、下部ケースと、を有して、
前記上部ケースおよび前記下部ケースのそれぞれは、前記電池収容空間の開口端縁にフランジ形状の開口縁部を備え、これら両者がシール部材を挟持させて互いに接合され、前記開口縁部はその前部が前記左右の懸架装置の間に配置されるとともに前側隅部に車両斜め内側前方へ傾斜する傾斜フランジ部を備えたことを特徴とするバッテリパックの車載構造。 - 前記バッテリパックはサブフレームを介して前記骨格部材に支持され、前記サブフレームは前記バッテリパックの開口縁部の一面側に対面し、かつ前記バッテリパックの外周を囲む枠形状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のバッテリパックの車載構造。
- 前記開口縁部のうち前記排気管の屈曲部より後側に配置される部分は、前記排気管よりも上側に配置され、該排気管との間に前記サブフレームが配置されていることを特徴とする請求項2に記載のバッテリパックの車載構造。
- 前記バッテリパックは、前記開口縁部がその下側に取り付けられる前記サブフレームによって前記骨格部材に対して固定支持されることを特徴とする請求項2または3に記載のバッテリパックの車載構造。
- 前記バッテリパックは、前記車両のリア側の荷室内の床面となるフロアパネルに開口する開口部内に設置さ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項に記載のバッテリパックの車載構造。
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