JP2016068806A

JP2016068806A - 車両

Info

Publication number: JP2016068806A
Application number: JP2014201071A
Authority: JP
Inventors: 武徳小林; Takenori Kobayashi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2016-05-09
Anticipated expiration: 2034-09-30
Also published as: JP6350178B2

Abstract

【課題】電池パック内の単電池の保護構造を、電池パックの重量を増加させることなく実現できる車両を提供する。
【解決手段】ラゲッジスペースの周囲に電池パック２が配置され、車体１１０に設けられたストライカ１３０と係合するロック機構１４０が、バックドア１２０の下端部に設けられる。電池パック２は、複数の単電池２１１と、複数の単電池２１１を収納するパックケース２２とを有する。パックケース２２は、車両の後方に位置する端面において、車両の前後方向において、ストライカ１３０およびロック機構１４０の係合位置と対向する領域を含むプレート２３Ａと、車両の左右方向にそれぞれ延びており、プレート２３Ａの上端部および下端部のそれぞれに接続されて、一部がパックケース２２の内側に位置する一対のフレーム３２，３３と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の衝突によって、バックドアのロック機構やストライカが電池パックに向かって変位するときにおいて、電池パックを保護する構造を備えた車両に関する。

ハイブリッド自動車において、ラゲッジスペースの周囲に電池パックが配置されることがある。電池パックは、複数の単電池と、複数の単電池を収納するパックケースとによって構成されている。特許文献１では、電池パックは、車体の前後方向に延びる左右のサイドフレームの一方に片寄って配置されており、側面衝突時における電池パックに対する衝撃をサイドフレームによって保護する構造となっている。

特開２００７−００８４４３号公報

しかしながら、特許文献１の構造は、車両後方からの衝突に対するものではない。車両後方からの衝突によって、電池パックに過度の負荷が作用することもあり、この場合にも電池パック内の単電池を保護しなければならない。

本発明は、ラゲッジスペースの周囲に電池パックが配置され、車体に設けられたストライカと係合するロック機構がバックドアの下端部に設けられた車両である。ここで、電池パックは、複数の単電池と、複数の単電池を収納するパックケースとを有する。パックケースは、車両の後方に位置する端面において、プレートおよび一対のフレームを有する。プレートは、車両の前後方向において、ストライカおよびロック機構の係合位置と対向する領域を含む。一対のフレームは、車両の左右方向にそれぞれ延びており、プレートの上端部および下端部のそれぞれに接続されている。ここで、各フレームの一部は、パックケースの内側に位置する。

本発明では、ストライカおよびロック機構の係合位置は、車両の前後方向において、パックケースのプレートと対向するので、車両後方からの衝突によりバックドアや車体が変形し、ストライカやロック機構が車両の前方側に変位すると、ストライカやロック機構はプレートに突き当たることがある。このとき、プレートの一部が変形するだけであり、パックケースの全体が変形してしまうことを抑制できる。パックケースの全体が変形すると、パックケースに収容された単電池に過度の負荷が作用してしまうおそれがあるが、本発明のように、パックケースの全体の変形を抑制することにより、単電池に過度の負荷が作用することを抑制できる。

また、フレームの一部がパックケースの内側に位置するようにフレームを配置することにより、プレートおよび単電池の間にスペースを形成することができる。このスペースを用いることにより、プレートが単電池に突き当たることを抑制しながら、プレートの変形を許容することができる。

車両の後部の構造を示す概略図である。電池パックを示す斜視図である。後面プレートに対するバックドアストライカおよびロック機構の高さ位置を説明するための概略図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、車両１００の後部の構造を示す概略図である。図１において、矢印ＦＲは車両の前方を示し、矢印ＲＲは車両の後方を示す。矢印ＲＨは車両の前方ＦＲに向かって右側を示す。矢印ＵＰＲは車両の上方を示し、矢印ＬＷＲは車両の下方を示す。後の図において矢印ＬＨは車両の前方ＦＲに向かって左側を示す。

電池パック２は、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両１００に積載される。車両１００は、ハッチバック型であり、車両１００には、車体１１０の後端の開口部を開閉するバックドア１２０が設けられる。開口部の下端縁には、バックドアストライカ１３０が設けられる。バックドアストライカ１３０は、金属製であり、開口部の下端縁から立ち上がる。

バックドア１２０の上端部１２０ａは、不図示のヒンジによって車体１１０に接続されており、バックドア１２０は、該ヒンジを回動中心として図１の矢印Ｄ１の方向に回動する。バックドア１２０の下端部には、ロック機構１４０が設けられる。バックドア１２０が、車体１１０の後端の開口部を閉塞する閉位置にある際に、ロック機構１４０は、バックドアストライカ１３０と係合し、バックドア１２０を閉位置に保持する。

乗員の搭乗するスペースである車室Ｃ内には、リアシート等のシート１５０が設けられる。シート１５０とバックドア１２０との間には、荷物を配置するためのラゲッジスペースＬＳが形成される。ラゲッジスペースＬＳは、ラゲッジボード１６０の上方（矢印ＵＰＲの方向）に形成される。ラゲッジボード１６０の下方（矢印ＬＷＲの方向）の空間ＢＳ（本発明のラゲッジスペースＬＳの周囲に相当する）には、電池パック２が配置される。

図２は、電池パック２を示す斜視図である。
電池パック２は、複数の電池スタック２１と、複数の電池スタック２１を収納するパックケース２２とを有する。図２では、電池スタック２１を図示するために、パックケース２２の一部を省略している。複数の電池スタック２１は、直列又は並列に接続することができる。また、電池スタック２１の数は、適宜決めることができる。

電池スタック２１は、複数の単電池２１１を有する。単電池２１１としては、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池を用いることができる。複数の単電池２１１は、車両１００の前後方向（矢印ＦＲ、ＲＲの方向）に沿って積層配置される。車両１００の前後方向における各電池スタック２１の両端には、一組のエンドプレート２１２が設けられる。一組のエンドプレート２１２は、車両１００の前後方向に延びる連結部材を介して互いに連結され、複数の単電池２１１を拘束する。

各単電池２１１の電圧値を監視する不図示の監視ユニットや、各電池スタック２１に冷却用の空気を送るためのブロワ等の搭載部品は、電池スタック２１の上側等に配置され、パックケース２２内に収納される。複数の電池スタック２１は、パックケース２２内において、車両１００の左右方向（矢印ＬＨ，ＲＨの方向）に並んで配置される。

パックケース２２は、金属で形成することができる。パックケース２２は、壁面として、不図示の前面プレート、後面プレート２３Ａ、一対の側面プレート２３Ｂ、天面プレート２３Ｃ（図３）、および底面プレート２３Ｄを備える。前面プレート（不図示）および後面プレート２３Ａは、車両１００の前後方向において対向しており、前面プレートおよび後面プレート２３Ａの間に、複数の電池スタック２１が配置されている。

一対の側面プレート２３Ｂは、車両１００の左右方向において対向しており、一対の側面プレート２３Ｂの間に、複数の電池スタック２１が配置されている。天面プレート２３Ｃおよび底面プレート２３Ｄは、車両１００の上下方向（矢印ＵＰＲ，ＬＷＲの方向）において対向しており、天面プレート２３Ｃおよび底面プレート２３Ｄの間に、複数の電池スタック２１が配置されている。

前面プレート（不図示）の下端部は、車両１００の左右方向に延びるフレーム３１に接続されている。後面プレート２３Ａの上端部は、車両１００の左右方向に延びるフレーム３２に接続され、後面プレート２３Ａの下端部は、車両１００の左右方向に延びるフレーム３３に接続されている。すなわち、フレーム３２，３３（本発明のフレームに相当する）は、車両１００の上下方向に並んで配置される。また、パックケース２２は、車両１００の後方（矢印ＲＲの方向）に位置する端面４において、後面プレート２３Ａおよびフレーム３２、３３を有する。

図３に示すように、各フレーム３２，３３の一部がパックケース２２の内側に位置するように、後面プレート２３Ａは、各フレーム３２，３３に接続される。ここで、フレーム３２には、天面プレート２３Ｃの一部も固定され、フレーム３３には、底面プレート２３Ｄの一部も固定されている。各フレーム３１〜３３は、パックケース２２の強度を確保するために用いられ、パックケース２２の骨格となる。ここで、各フレーム３１〜３３の構造としては、中空の閉断面構造とすることができる。

本実施形態において、バックドアストライカ１３０およびロック機構１４０の係合位置は、車両１００の前後方向において、後面プレート２３Ａと対向する位置にある。

車両１００の後端が衝突すると、バックドア１２０や車体１１０の変形によって、バックドアストライカ１３０やロック機構１４０は、図３の矢印Ｄ２で示すように、電池パック２に向かって変位することがある。本実施形態では、バックドアストライカ１３０およびロック機構１４０の係合位置が、車両１００の前後方向において、後面プレート２３Ａと対向しているため、バックドアストライカ１３０やロック機構１４０は、後面プレート２３Ａに突き当たることがある。

バックドアストライカ１３０やロック機構１４０が後面プレート２３Ａに突き当たったとき、この突き当たった部分（後面プレート２３Ａの一部）が変形する。ここで、図３に示すように、フレーム３２，３３を配置することにより、後面プレート２３Ａおよび電池スタック２１の間にスペースＳが形成される。このスペースＳを用いることにより、後面プレート２３Ａが電池スタック２１に突き当たることを抑制しながら、後面プレート２３Ａの変形を許容することができる。

ここで、バックドアストライカ１３０およびロック機構１４０の係合位置が、車両１００の前後方向において、フレーム３２，３３のいずれかと対向していると、車両１００の後端が衝突したときに、バックドアストライカ１３０やロック機構１４０が、フレーム３２，３３に突き当たる。フレーム３２，３３は、パックケース２２の骨格となるため、バックドアストライカ１３０やロック機構１４０からの荷重によってフレーム３２，３３が変形すると、パックケース２２の全体が変形しやすくなる。

パックケース２２の全体が変形すると、パックケース２２に収容された電池スタック２１や上述した搭載部品に過度の負荷がかかってしまうおそれがある。ここで、フレーム３２，３３の剛性を向上させることにより、フレーム３２，３３の変形に伴うパックケース２２の全体の変形を抑制することも考えられる。しかし、この場合には、フレーム３２，３３の構造が複雑になったり、電池パック２が大型化したり、電池パック２の重量が増加したりしてしまう。

本実施形態では、バックドアストライカ１３０やロック機構１４０が電池パック２に衝突したとき、上述したように、後面プレート２３Ａの一部が変形するだけである。すなわち、パックケース２２の全体が変形することを抑制でき、電池スタック２１や搭載部品に過度の負荷がかかることを抑制できる。また、本実施形態では、車両１００の前後方向において、後面プレート２３Ａを、バックドアストライカ１３０およびロック機構１４０の係合位置と対向させるだけでよい。すなわち、バックドアストライカ１３０およびロック機構１４０の係合位置が車両１００の上下方向においてフレーム３２，３３の間にくるように、電池パック２の位置（車両１００の上下方向の位置）を調節するだけでよい。

また、電池パック２の設置時にフレーム３２，３３がバックドアストライカ１３０およびロック機構１４０の係合位置と対向することが予想される場合、車両１００の上下方向におけるフレーム３２，３３の間隔を設計変更することで、後面プレート２３Ａを、バックドアストライカ１３０およびロック機構１４０の係合位置と対向させてもよい。例えば、電池パック２の設置時にフレーム３２がバックドアストライカ１３０およびロック機構１４０の係合位置と対向する場合、フレーム３２が車両１００の上方向に位置するようにパックケース２２の骨格の設計を変更し、後面プレート２３Ａを、バックドアストライカ１３０およびロック機構１４０の係合位置と対向させてもよい。

２…電池パック、４…端面、２２…パックケース、２３Ａ…後面プレート、３２，３３…フレーム、１００…車両、１１０…車体、１２０…バックドア、１３０…バックドアストライカ、１４０…ロック機構、２１１…単電池、ＢＳ…ラゲッジスペースの周囲の空間。

Claims

ラゲッジスペースの周囲に電池パックが配置され、車体に設けられたストライカと係合するロック機構がバックドアの下端部に設けられた車両であって、
前記電池パックは、複数の単電池と、前記複数の単電池を収納するパックケースとを有し、
前記パックケースは、前記車両の後方に位置する端面において、
前記車両の前後方向において、前記ストライカおよび前記ロック機構の係合位置と対向する領域を含むプレートと、
前記車両の左右方向にそれぞれ延びており、前記プレートの上端部および下端部のそれぞれに接続されて、一部が前記パックケースの内側に位置する一対のフレームと、を有することを特徴とする車両。