JP2016113063A - Battery box-holding structure - Google Patents
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Description
本開示は、例えば走行用動力源としてモータ(電動機)を備える電気自動車又はハイブリッド電気自動車に搭載されるバッテリユニットを収容するバッテリボックスの保持構造に関する。 The present disclosure relates to a holding structure for a battery box that houses a battery unit mounted on, for example, an electric vehicle or a hybrid electric vehicle that includes a motor (electric motor) as a driving power source.
近年、乗用車に限らず、トラック等を含めた商用車においても、走行用動力源としてモータを利用した電気自動車や、当該モータをエンジンのような内燃機関と併用するハイブリッド電気自動車の開発が進められている。 In recent years, not only passenger cars but also commercial vehicles including trucks have been developed for electric vehicles that use a motor as a driving power source and hybrid electric vehicles that use the motor in combination with an internal combustion engine such as an engine. ing.
この種の車両では、モータに電力を供給するために車両に搭載されるバッテリユニットを収容するバッテリボックスの配置レイアウトが検討されている。例えば特許文献1には、トラックのように荷箱を備える車両において、前後方向に延在するシャシフレーム(車体フレーム)の側部に、バッテリボックスを配置するレイアウトが開示されている。
また特許文献2にはトラック車両のフレーム構造の一例として、所謂アリゲータ型のクロスメンバをサイドレールのウェブ部に結合させた所謂柔フレーム構造を採用することで、シャシフレームに入力される振動や応力の吸収度を高め、耐久性を得る構成が開示されている。
In this type of vehicle, an arrangement layout of a battery box that accommodates a battery unit mounted on the vehicle in order to supply electric power to the motor has been studied. For example, Patent Document 1 discloses a layout in which a battery box is arranged on a side portion of a chassis frame (body frame) extending in the front-rear direction in a vehicle including a cargo box such as a truck.
Further,
しかしながら、上記特許文献1のようにシャシフレームの側部にバッテリボックスを配置するレイアウトでは、バッテリボックスが比較的外部に近い位置に配置されるため、バッテリボックスに対する衝突安全性を確保することが問題となる。これに対し、シャシフレーム間にバッテリボックスを配置するレイアウトでは、良好な対衝突安全性を確保できると共に、バッテリ容量の設定、高電圧ケーブルの配置レイアウト、バッテリモジュールの冷却構造においても設計自由度を向上できる点で有利である。また、架装物に対しシャシフレーム外側のスペースを提供できるため架装性の向上を期待できる。 However, in the layout in which the battery box is arranged on the side of the chassis frame as in Patent Document 1, the battery box is arranged at a position relatively close to the outside, so that it is a problem to ensure safety of collision against the battery box. It becomes. On the other hand, the layout in which the battery box is arranged between the chassis frames can ensure good anti-collision safety, and the design flexibility is also set in the battery capacity setting, the layout of the high voltage cable, and the cooling structure of the battery module. This is advantageous in that it can be improved. Moreover, since the space outside the chassis frame can be provided for the bodywork, the improvement of the bodywork can be expected.
このようなレイアウトを特許文献2のように柔フレーム構造を有する車両に適用する場合、振動や応力の吸収を行うシャシフレームにバッテリボックスを取り付けることによって、柔フレーム構造の利点が阻害されるおそれがある。またシャシフレームに発生する振動や応力がバッテリボックスに伝達されると、バッテリボックスに収容されたバッテリユニットの故障要因となるおそれがある。
When such a layout is applied to a vehicle having a flexible frame structure as in
本発明の少なくとも一実施形態は上述の問題点に鑑みなされたものであって、シャシフレームの耐久性とバッテリボックスの信頼性を維持しつつ、シャシフレーム間に配置することにより衝突安全性を向上可能なバッテリボックスの保持構造を提供することを目的とする。 At least one embodiment of the present invention has been made in view of the above-described problems, and improves collision safety by arranging between chassis frames while maintaining the durability of the chassis frame and the reliability of the battery box. An object of the present invention is to provide a battery box holding structure that can be used.
本発明の少なくとも一実施形態に係るバッテリボックスの保持構造は上記目的を達成するために、車両に搭載されるバッテリユニットを収納するバッテリボックスの保持構造であって、車両の前後方向に沿って延在する一対のサイドレールと、前記一対のサイドレールを連結するアリゲータ構造を有する複数のクロスメンバと、前記一対のサイドレール間に配置された前記バッテリボックスを前記クロスメンバに接続可能に構成されたバッテリボックス保持部とを備え、前記バッテリボックス保持部は、弾性部材を介して前記バッテリボックスを前記クロスメンバに接続する。 In order to achieve the above object, a battery box holding structure according to at least one embodiment of the present invention is a battery box holding structure that houses a battery unit mounted on a vehicle, and extends along the front-rear direction of the vehicle. A pair of existing side rails, a plurality of cross members having an alligator structure for connecting the pair of side rails, and the battery box disposed between the pair of side rails are configured to be connectable to the cross member. A battery box holding part, and the battery box holding part connects the battery box to the cross member via an elastic member.
上記構成によれば、一対のサイドレールとアリゲータ構造を有する複数のクロスメンバからなる所謂柔フレーム構造を有する車両において、サイドレール間においてクロスメンバに対してクロスメンバ保持部材によってバッテリボックスを接続する。これにより、柔フレーム構造による耐久性を阻害することなく、バッテリボックスを安定的に保持できる。またサイドレール間にバッテリボックスを配置できるので、良好な衝突安全性も得られる。またバッテリボックス保持部は弾性部材を介してバッテリボックスをクロスメンバに接続することにより、シャシフレーム側からバッテリボックスにフレーム側の振動や応力が伝達されることを抑制できるので、バッテリユニットの故障可能性を効果的に低減できる。 According to the above configuration, in a vehicle having a so-called flexible frame structure including a plurality of cross members having a pair of side rails and an alligator structure, the battery box is connected to the cross members between the side rails by the cross member holding member. Thereby, a battery box can be stably hold | maintained, without inhibiting the durability by a flexible frame structure. Moreover, since a battery box can be arrange | positioned between side rails, favorable collision safety is also obtained. In addition, the battery box holding part connects the battery box to the cross member via an elastic member, so that vibration and stress on the frame side can be prevented from being transmitted from the chassis frame side to the battery box. Can be effectively reduced.
本発明の少なくとも一実施形態によれば、シャシフレームの耐久性とバッテリボックスの信頼性を維持しつつ、シャシフレーム間に配置することにより衝突安全性を向上可能なバッテリボックスの保持構造を提供できる。 According to at least one embodiment of the present invention, it is possible to provide a battery box holding structure capable of improving collision safety by being disposed between chassis frames while maintaining the durability of the chassis frame and the reliability of the battery box. .
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples. Absent.
For example, expressions expressing relative or absolute arrangements such as “in a certain direction”, “along a certain direction”, “parallel”, “orthogonal”, “center”, “concentric” or “coaxial” are strictly In addition to such an arrangement, it is also possible to represent a state of relative displacement with an angle or a distance such that tolerance or the same function can be obtained.
In addition, for example, expressions representing shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes not only represent shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes in a strict geometric sense, but also within the range where the same effect can be obtained. A shape including a chamfered portion or the like is also expressed.
On the other hand, the expressions “comprising”, “comprising”, “comprising”, “including”, or “having” one constituent element are not exclusive expressions for excluding the existence of the other constituent elements.
図1は本発明の一実施形態に係る車両用バッテリボックスの保持構造を備える車両の全体構成を概略的に示す平面図であり、図2は図1のシャシフレームに対するバッテリボックスの取付構造を拡大して示す平面図であり、図3は図2のI−I線断面図であり、図4はバッテリボックスの単体構造を示す斜視図である。 FIG. 1 is a plan view schematically showing an overall configuration of a vehicle including a vehicle battery box holding structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a battery box mounting structure with respect to the chassis frame of FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 2, and FIG. 4 is a perspective view showing a single structure of the battery box.
車両1は走行用動力源としてエンジン(ディーゼルエンジン)及びモータ(電動機)を備えるいわゆるハイブリッド電気自動車である。本実施形態では特に、車両1は、シャシフレーム2上に、運転者が搭乗可能なキャブ4と、該キャブ4の後方に荷役を積載可能に構成された荷箱6とが搭載されたトラック車両である。
The vehicle 1 is a so-called hybrid electric vehicle including an engine (diesel engine) and a motor (electric motor) as a driving power source. In the present embodiment, in particular, the vehicle 1 is a truck vehicle in which a
シャシフレーム2は、車両1の前後方向に沿って延在する左右一対のサイドレール8R,8Lと、左右一対のサイドレール8R,8L間に車幅方向に沿って配置された複数のクロスメンバ10とを備え、いわゆる梯子型フレームを構成している。また、シャシフレーム2の前方には前輪12が懸架されると共に、後方には後輪14が懸架されている。
尚、一対のサイドレール8R,8L間には上述の走行用動力源に加えて、クラッチ、トランスミッション等の動力ユニット16が配設されており、該動力ユニット16からの出力が、プロペラシャフト18、デファレンシャル20を介して駆動輪である後輪14に伝達されることにより、走行可能に構成されている。
The
A
図3に示されるように、左右一対のサイドレール8R,8Lの各々には、車幅方向断面が略コ型形状になるようにウェブ部22が形成されている。シャシフレーム2では、それぞれのウェブ部22が車幅方向外側に位置するように左右一対のサイドレール8R,8Lが配置されている。
As shown in FIG. 3, a
各クロスメンバ10は上方クロスメンバ部材10a及び下方クロスメンバ部材10bを備えており、所謂アリゲータ型が採用されている。上方クロスメンバ部材10a及び下方クロスメンバ部材10bは、それぞれの両端がサイドレール8のウェブ部22に対して上下方向に折り曲げられるようにハット形状を有している。シャシフレーム2では、上方クロスメンバ部材10a及び下方クロスメンバ部材10bは、互いのハット形状が対向するように組み合わされた状態で、サイドレール2のウェブ部22に固定されている。
Each
尚、クロスメンバ11のウェブ部22に対する固定は、溶接によって行われても良いし、リベットやボルトなどの締結部材によって締結されることにより行われても良い。
The
このような構成を有するシャシフレーム2は、車両1の重量に耐える静的な強度と、走行中に路面振動などから発生する繰り返し荷重に耐える動的な強度(疲労強度)とを両立することが可能である。特にクロスメンバ10がアリゲータ型の構造を有することによって、サイドレール8側に入力された荷重がクロスメンバ10に伝達された際に、該クロスメンバ10が適宜変形を許容することによって、荷重を吸収することができる。このようにシャシフレーム2は所謂柔フレーム構造を有することによって、良好な強度が達成されている。
The
続いて上記構成を有するシャシフレーム2には、走行用動力源として搭載されるモータに電力を供給するためのバッテリ24が搭載される。バッテリ24は少なくとも1つの二次電池セルからなるバッテリユニット(不図示)がバッテリボックス(筐体)26に収納されて構成されている。バッテリボックス26は図1に示されるように、シャシフレーム2のうち左右一対のサイドレール8R,8L間であって、且つ、隣り合うクロスメンバ10間に配置されている。
Subsequently, a
このようにバッテリボックス24は左右一対のサイドレール8R,8L間に配置されているので、左右一対のサイドレール8R,8Lの車幅方向外側に取り付けられる場合に比べて、良好な対衝突安全性を確保できると共に、バッテリ容量の設定、高電圧ケーブルの配置レイアウト、バッテリモジュールの冷却構造においても設計自由度を向上できる。また、架装物に対しシャシフレーム外側のスペースを提供できるため、架装性を向上できる。
As described above, since the
図4に示されるように、バッテリボックス24の前面には、車両前方に向かって延在する少なくとも一つの第1のバッテリボックス保持部28aが設けられている。一方、バッテリボックス14の後面には、車両後方に向かって延在する少なくとも一つの第2のバッテリボックス保持部28bが設けられている。第1のバッテリボックス保持部28a及び第2のバッテリボックス保持部28bは同様の構造を有しており、バッテリボックス24の表面から突出した平板の表面に、後述する締結用のボルト30が挿入可能な孔部32が設けられている。
As shown in FIG. 4, at least one first battery
バッテリボックス24がクロスメンバ10に固定された際には、図3に示されるように、クロスメンバ10の上方表面には、弾性部材34を介して第1のバッテリボックス保持部28aが配置されている。弾性部材34は、第1のバッテリボックス保持部28aに設けられた孔部32に対応する位置に開口された孔部36が設けられている。ボルト30は、孔部32及び36を貫通するように上方から挿入され、その先端がナット38によって締結されるように構成されている。
When the
ここでクロスメンバ10と第1のバッテリボックス保持部28との間に弾性部材34が介在することにより、シャシフレーム2側からバッテリボックス26に振動や応力が伝達されることを抑制できる。その結果、バッテリ24の信頼性を効果的に向上できる。
尚、弾性部材34は例えばゴムであるが、弾性力によって緩衝効果が得られる範囲において特に限定されない。
Here, since the
The
第1のバッテリボックス保持部28a及び第2のバッテリボックス保持部28bの数は、上述したシャシフレーム2の柔構造による機能を阻害しないように適宜設定することが好ましい。本実施形態では、第1のバッテリボックス保持部28a及び第2のバッテリボックス保持部28bがそれぞれ2つずつ設けられた場合を例示しているが、第1のバッテリボックス保持部28a及び第2のバッテリボックス保持部28bは少なくとも一方が複数設けられていればよい。仮に第1のバッテリボックス保持部28a及び第2のバッテリボックス保持部28bの両方が単数である場合、バッテリボックス保持部によってクロスメンバ10の変形が許容されやすく、柔構造の機能が阻害されにくいが、車両1の前後方向に沿った軸周りモーメントに対して耐久力が十分に得られなくなってしまう。一方、第1のバッテリボックス保持部28a及び第2のバッテリボックス保持部28bの数が多くなってしまうと、このような軸周りモーメントに対する耐久力が向上するものの、クロスメンバ10の変形が許容されにくく、柔構造の機能が阻害されてしまう。
The number of first battery
また複数の第1のバッテリボックス保持部28a又は第2のバッテリボックス保持部28bを設ける場合には、隣り合うバッテリボックス保持部材間の距離は、上述したシャシフレーム2の柔構造による機能を阻害しないように適宜設定することが好ましい。例えば当該距離を小さく設定すると、バッテリボックス保持部によってクロスメンバ10の変形が許容されやすく、柔構造の機能が阻害されにくいが、車両1の前後方向に沿った軸周りモーメントに対して耐久力が十分に得られなくなってしまう。一方、当該距離を大きく設定すると、このような軸周りモーメントに対する耐久力が向上するものの、クロスメンバ10の変形が許容されにくく、柔構造の機能が阻害されてしまう。
Moreover, when providing the some 1st battery box holding |
以上説明したように、本実施形態に係るバッテリボックスの保持構造によれば、一対のサイドレール8とアリゲータ構造を有する複数のクロスメンバ10からなる所謂柔フレーム構造を有する車両1において、サイドレール8R,8L間においてクロスメンバ10に対してクロスメンバ保持部材28によってバッテリボックス26を接続する。これにより、柔フレーム構造による耐久性を阻害することなく、バッテリボックス26を安定的に保持できる。またサイドレール8R,8L間にバッテリボックス26を配置できるので、良好な衝突安全性も得られる。またバッテリボックス保持部28は弾性部材34を介してバッテリボックス26をクロスメンバ10に接続することにより、シャシフレーム2側からバッテリボックス26にフレーム側の振動や応力が伝達されることを抑制できるので、バッテリユニットの故障可能性を効果的に低減できる。
As described above, according to the battery box holding structure according to the present embodiment, in the vehicle 1 having the so-called flexible frame structure including the pair of side rails 8 and the plurality of
本開示は、例えば走行用動力源としてモータ(電動機)を備える電気自動車又はハイブリッド電気自動車に搭載されるバッテリユニットを収容するバッテリボックスの保持構造に利用可能である。 The present disclosure can be used for, for example, a battery box holding structure that houses a battery unit mounted in an electric vehicle or a hybrid electric vehicle including a motor (electric motor) as a driving power source.
1 車両
2 シャシフレーム
4 キャブ
6 荷箱
8 サイドレール
10 クロスメンバ
12 前輪
14 後輪
16 動力ユニット
18 プロペラシャフト
20 デファレンシャル
22 ウェブ部
24 バッテリ
26 バッテリボックス
28 バッテリボックス保持部
30 ボルト
32 孔部
34 弾性部材
36 孔部
38 ナット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
車両の前後方向に沿って延在する一対のサイドレールと、
前記一対のサイドレールを連結するアリゲータ構造を有する複数のクロスメンバと、
前記一対のサイドレール間に配置された前記バッテリボックスを前記クロスメンバに接続可能に構成されたバッテリボックス保持部と
を備え、
前記バッテリボックス保持部は、弾性部材を介して前記バッテリボックスを前記クロスメンバに接続することを特徴とするバッテリボックスの保持構造。 A battery box holding structure for storing a battery unit mounted on a vehicle,
A pair of side rails extending along the longitudinal direction of the vehicle;
A plurality of cross members having an alligator structure for connecting the pair of side rails;
A battery box holding portion configured to connect the battery box disposed between the pair of side rails to the cross member;
The battery box holding part is configured to connect the battery box to the cross member via an elastic member.
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