JP2017193300A - 車両のバッテリ搭載構造 - Google Patents

Abstract

【課題】一部に伝達される荷重を低減することにより電池パックの全体としての耐久性を向上できる車両のバッテリ搭載構造を提供する。【解決手段】骨格部材に掛け渡してフロアパネル２０が設けられ、フロアパネル２０の下側に単セルを積層した積層体を有する電池パック７が取り付けられた、車両のバッテリ搭載構造において、骨格部材を互いに連結するフロアクロス１１，１２と、骨格部材と電池パック７との間に配置される複数の弾性体１７，１８と、積層体を有するバッテリモジュール２４とを備え、骨格部材の間に電池パック７が配置され、フロアクロス１１，１２に対応する部分に第１弾性体１７が配置され、バッテリモジュール２４に対応する部分に第２弾性体１８が配置され、第１弾性体１７の剛性は、第２弾性体１８の剛性より高い。【選択図】図２

Description

この発明は、車両のバッテリ搭載構造に関し、特に、車両が走行するための電力を蓄電し、また放電するバッテリを搭載するための構造に関する。

この種の構造の一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に開示された構造では、車体の左右両側に、車両の前後方向に互いに平行に延びる一対のサイドメンバが配置されている。それらのサイドメンバの間に、複数のバッテリを垂直方向に積層した第１のバッテリユニットと、複数のバッテリを車両横断方向に積層した第２のバッテリユニットとが設けられている。その第２のバッテリユニットには、ジャンクションボックス内の機器などを制御するための制御ユニットが設けられており、その制御ユニットは車両横断方向に積層されている複数のバッテリを結束しているエンドプレートの外面側、すなわちエンドプレートとバッテリユニットのケースとの間に配置されている。言い換えれば、制御ユニットは、複数のバッテリと同方向に並んで配置されている。

国際公開第２０１０／０９８２７１号

車体を構成している上記のサイドメンバは、車体の骨格をなす強度部材であり、側面衝突などによる大きい荷重が掛かった場合にある程度変形して衝撃力を緩和する。そのため、サイドシルの変形に伴って第２のバッテリユニットに対してその積層方向に荷重が掛かる。前記制御ユニットは複数のバッテリと同様に積層もしくは配列されているので、側面衝突などによる大きい荷重が発生した場合には、バッテリを介して制御ユニットに大きい荷重が作用することになる。制御ユニットはバッテリやバッテリユニットと比較すると、剛性が低いので、側面衝突などに伴う大きい荷重が作用した場合には、変形やそれに起因する損傷が生じる可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、一部に伝達される荷重を低減することにより電池パックの全体としての耐久性を向上できる車両のバッテリ搭載構造を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、車両の左右両側に前記車両の前後方向に延びる骨格部材が設けられるとともに、それらの骨格部材に掛け渡してフロアパネルが設けられ、前記フロアパネルの下側に、複数の単セルを一方向に積層して一体化した積層体を有する電池パックが取り付けられた、車両のバッテリ搭載構造において、前記車両の左右方向に延びていて、前記車両の左右両側に設けられた前記骨格部材を互いに連結するフロアクロスと、前記車両の左右方向で前記骨格部材と前記電池パックとの間に配置される複数の弾性体と、前記電池パックの内部に設けられていて、前記積層体を有するバッテリモジュールとを備え、前記車両の左右両側に設けられた前記骨格部材の間に前記電池パックが配置され、複数の前記弾性体のうち前記フロアクロスに対応する部分に第１弾性体が配置され、前記バッテリモジュールに対応する部分に第２弾性体が配置され、前記第１弾性体の剛性は、前記第２弾性体の剛性より高いことを特徴とするものである。

この発明によれば、車両の左右方向で各骨格部材と電池パックとの間であってフロアクロスに対応する部分に高剛性の第１弾性体が配置され、バッテリモジュールに対応する部分に低剛性の第２弾性体が配置される。ここで、剛性が高いとは、硬度やヤング率などの物性値が大きいことや、ある程度変形させられた状態から一定量変形させるのに要する荷重が大きい、つまり内部応力が大きいことを含む。上述した骨格部材に大きい荷重が掛かった場合には、フロアクロスや第１弾性体に骨格部材を支持する荷重すなわち反力が発生する。そのため、骨格部材は前記大きい荷重によってある程度変形するが、フロアクロスや第１弾性体が設けられている箇所では、それらフロアクロスや第１弾性体によって支持され、電池パック側への変形が抑制される。一方、第２弾性体は第１弾性体より剛性が低いので、骨格部材の変形に伴って変形し、その変形させられた第２弾性体を介して骨格部材から電池パックの内部に設けられたバッテリモジュールに荷重が作用する。つまり、第２弾性体が設けられている箇所ではバッテリモジュールが強度部材として機能し、骨格部材はバッテリモジュールによって支持される。第１弾性体が設けられている箇所は骨格部材を支持する反力を発生させているだけであるため、第２弾性体が設けられている箇所に比較して伝達荷重を低減でき、電池パックの全体としての耐久性を向上できる。

この発明の第１実施形態における車両の一例を示す図である。 図１に示すII−II線に沿う矢視図である。 図１に示すIII−III線に沿う矢視図である。 図１に示すIV−IV線に沿う矢視図である。 各詰め部材の取り付け構造の一例を示す図である。 各詰め部材の取り付け構造の他の例を示す図である。 図１に示すVII−VII線に沿う矢視図である。 バッテリモジュールの一例を示す斜視図である。 図９の（ａ）はこの発明の第２実施形態における第１弾性体の例を示し、図９の（ｂ）はこの発明の第２実施形態における第２弾性体の例を示す図である。 図１０の（ａ）は第２詰め部材と各サイドシルとのオーバーラップ量を大きく設定した例を示す図であり、図１０の（ｂ）は第２詰め部材と各サイドシルとのオーバーラップ量を小さく設定した例を示す図である。 図１１の（ａ）は第２詰め部材と各サイドシルとの接触面積を大きく設定した例を示す図であり、図１１の（ｂ）は第２詰め部材と各サイドシルとの接触面積を小さく設定した例を示す図である。 この発明の第３実施形態における第１弾性体および第２弾性体の例を示す図である

図１は、この発明の第１実施形態における車両の一例を示す図である。なお、図１では、車両１を底面側から見ており、図１に記載してある矢印ＲＨは車両１の幅方向で右側を示し、矢印ＬＨは車両１の幅方向で左側を示している。また、矢印ＦＲは車両１の前後方向で前側を示し、矢印ＲＲは車両１の前後方向で後側を示している。ここに示す例における車両１では、フロントコンパートメント２にコンバータ３、インバータ４、モータ５および動力伝達機構６が搭載され、車両１の前後方向でフロントコンパートメント２の後側に設けられた車室の底部に電池パック７が搭載されている。コンバータ３は電池パック７から出力される電圧を昇圧するとともに、電池パック７から出力される電圧の変動を吸収して安定した電圧をインバータ４に供給する。インバータ４は例えばモータ５として誘導モータを使用する場合に、直流電力を交流電力に変換するとともに周波数を制御してモータ５に供給する。動力伝達機構６はモータ５の出力トルクを増減して駆動輪８に伝達する。なお、コンバータ３を省略してインバータ４を電池パック７に直接に接続してよい。また、電池パック７の構成については後述する。

車両１の左右方向での両側に、車両１の前後方向に延びかつ互いに平行なサイドシル（ロッカと称されることもある。）９，１０がそれぞれ配置されている。各サイドシル９，１０は車両１の高さ方向で同じ高さに位置している。それらのサイドシル９，１０がこの発明の実施形態における骨格部材に相当している。各サイドシル９，１０は車両１の左右方向に延びる第１フロアクロス１１と第２フロアクロス１２とによって互いに連結されて補強されている。第１フロアクロス１１と第２フロアクロス１２とは各サイドシル９，１０の長さ方向での中央部に、車両１の前後方向に予め定めた間隔をあけて設けられている。車両１の前後方向で前側に第１フロアクロス１１が設けられ、その第１フロアクロス１１より後側に第２フロアクロス１２が設けられている。各フロアクロス１１，１２は後述するフロアパネルの下側に配置されており、車両１の高さ方向で各サイドシル９，１０と少なくとも一部がオーバーラップしている。各フロアクロス１１，１２は例えば樋状に形成されており、フロアパネル側に開口している。

車両１の前後方向でサイドシル９，１０の前側の各端部同士は、車両１の左右方向に延びるフロントクロス１３によって互いに連結されて補強されている。車両１の前後方向でサイドシル９，１０の後側の各端部同士は、車両１の左右方向に延びるリヤクロス１４によって互いに連結されて補強されている。図１に示すように、サイドシル９，１０とフロントクロス１３とリヤクロス１４とによって矩形の枠部１５が形成されている。電池パック７は枠部１５より僅かに小さい外形の後述するケースを備えており、枠部１５の内側にそのケースが配置されている。そのため、ケースと枠部１５との間にケースの全周に亘って隙間１６が形成されている。なお、車両１の高さ方向で下側から枠部１５の内側に電池パック７のケースが配置され、かつ、枠部１５に固定される。

上述した隙間１６のうち、サイドシル９，１０と電池パック７との間の隙間１６に、この発明の実施形態における第１弾性体および第２弾性体に相当する複数の詰め部材が設けられている。車両１の左右方向での両側に、各詰め部材がサイドシル９，１０に沿って並んで配置されている。車両１の前後方向で各フロアクロス１１，１２に対応する位置に第１詰め部材１７が配置されている。後述するバッテリモジュールに対応する位置に第２詰め部材１８が配置されている。また、各詰め部材１７，１８と各サイドシル９，１０との間に生じる摩擦力や、枠部１５に電池パック７を圧入する際における圧入荷重は、電池パック７の重さに応じた荷重より小さくなるように設定されている。その圧入荷重の調整については後述する。

第１詰め部材１７は隙間１６を詰めると共に、後述するように、サイドシル９，１０に荷重が発生した場合に、サイドシル９，１０を支える反力を電池パック７に発生させるものである。したがって、車両１の左右方向における幅は、車両１の左右方向における隙間１６の幅とほぼ同じ長さ、もしくは、僅かに長く設定されている。また、第１詰め部材１７の剛性は少なくとも第２詰め部材１８の剛性より高く設定されている。例えば、高硬度のゴムや樹脂、高剛性の金属材料などによって構成されている。なお、ここで、剛性が高いとは、硬度やヤング率などの物性値が大きいことや、ある程度変形させられた状態から一定量変形させるのに要する荷重が大きいつまり内部応力が大きいことを含む。

一方、第２詰め部材１８は隙間１６を詰めると共に、上述した枠部１５の内側に電池パック７を圧入する際における圧入荷重を調整するものである。したがって、車両１の左右方向における幅は、車両１の左右方向における隙間１６の幅とほぼ同じ長さ、もしくは、僅かに長く設定されている。また、後述するように、オーバーラップ量やサイドシル９，１０に対する接触面積を増減することにより、前記圧入荷重を調整できる。この第２詰め部材１８の剛性は第１詰め部材１７の剛性より低く設定されており、したがって第１詰め部材１７と比較して変形しやすくなっている。例えば、第２詰め部材１８は第１詰め部材１７より硬度の低いゴムや樹脂、低剛性の金属材料などによって構成されている。また、車両１の前後方向で互いに隣接する各詰め部材１７，１８の間に、車室内側と車室外側とを連通する隙間が設けられており、これが水抜き部１９として機能するようになっている。

図２は図１に示すII−II線に沿う矢視図である。車両１の高さ方向でフロアクロス１１，１２の上側に床構造材であるフロアパネル２０が設けられている。そのフロアパネル２０はサイドシル９，１０の間に掛け渡されており、かつ、サイドシル９，１０に固定されている。車両１の高さ方向でフロアクロス１１，１２の下側に電池パック７が配置されている。その電池パック７は、枠部１５より僅かに小さく形成されたケース２１と、そのケース２１に一体化されており、サイドシル９，１０に固定される電池フレームとを備えている。電池フレームについては後述する。なお、図２では、図面を簡単にするため、電池フレームの記載を省略してある。

ケース２１の上面における第１フロアクロス１１に対応する位置に車両１の左右方向に延びる第１凹部２２が形成され、第２フロアクロス１２に対応する位置に車両１の左右方向に延びる第２凹部２３が形成されている。それらの凹部２２，２３にフロアクロス１１，１２がそれぞれ配置されている。また、ケース２１内に複数のバッテリモジュール２４が車両１の前後方向に予め定めた間隔をあけて配置される。それらのバッテリモジュール２４は上述した凹部２２，２３を避けた位置に配置される。そのため、ケース２１内で、それらの凹部２２，２３に対応する箇所にスペースが形成されている。バッテリモジュール２４の構成については後述する。

ケース２１の下面は車両１の下側に露出しており、図２に示すように、ほぼ平坦に形成されている。ケース２１の外周面２１ａにおける各フロアクロス１１，１２に対応する位置に第１詰め部材１７が設けられている。すなわち、車両１の高さ方向で各フロアクロス１１，１２の下側に第１詰め部材１７が設けられている。あるいは、各フロアクロス１１，１２と互いに隣接して第１詰め部材１７が設けられている。その第１詰め部材１７が設けられる箇所を、図２にハッチングを付した領域として記載してある。また、車両１の前後方向で上述したハッチングを付した領域から外れた箇所、すなわち車両１の左右方向でバッテリモジュール２４に対応する位置に第２詰め部材１８が設けられている。

図３は、図１に示すIII−III線に沿う矢視図である。なお、図３では、矢印ＬＨ方向が車幅方向のうちの左方向を、矢印ＵＰ方向が車両上下方向のうちの上方向をそれぞれ示している。図３に示すように、車両１の高さ方向でケース２１の外周面２１ａにおける電池フレーム２５より上側に、隙間１６を詰める第１詰め部材１７が固定されている。第１詰め部材１７は矩形断面を成している。そのため、第１詰め部材１７におけるケース２１側の側面の面積と、第１詰め部材１７におけるサイドシル９，１０側の側面の面積とはほぼ同じになっている。サイドシル９，１０における車室内側の側面にフロアパネル２０が一体に取り付けられている。ケース２１の外周面２１ａに電池フレーム２５が一体に設けられている。その電池フレーム２５は、車両１の高さ方向に測った高さがケース２１より低い中空の部材であって、電池フレーム２５の下面とケース２１の下面とをほぼ一致させ、かつ、ケース２１の全周に亘って当該ケース２１に一体に設けられている。そのため、電池フレーム２５はケース２１の外周側に突出している。また、車両１の高さ方向でケース２１の外周面２１ａにおける電池フレーム２５より上側に上述した第１詰め部材１７が固定されている。

一方のサイドシル９の下側であってサイドシル９における車室内側に、電池フレーム２５が配置される取付凹部２６が形成されている。その取付凹部２６に電池フレーム２５が配置され、かつ、固定される。その電池フレーム２５は、図３に示すように、車両１の左右方向で各サイドシル９と互いに重なって配置される。その互いに重なっている箇所において、電池フレーム２５とサイドシル９とが複数のボルトによって互いに連結されている。また、サイドシル９の下端部と電池フレーム２５の下面とはほぼ同じ高さになっている。なお、これと同様に、他方のサイドシル１０およびフロントクロス１３ならびにリヤクロス１４にも図示しない取付凹部がそれぞれ形成されており、それらの取付凹部に電池フレーム２５が配置され、かつ、ボルト止めされている。

図４は、図１に示すIV−IV線に沿う矢視図である。なお、図４では、矢印ＬＨ方向が車幅方向のうちの左方向を、矢印ＵＰ方向が車両上下方向のうちの上方向をそれぞれ示している。車両１の高さ方向でケース２１の外周面２１ａにおける電池フレーム２５より上側に、隙間１６を詰める第２詰め部材１８が固定されている。車両１の高さ方向での第２詰め部材１８の上面は、図４に示すように、サイドシル９，１０に対して予め定めた角度、傾斜した傾斜面１８ａとなっている。こうすることにより、車両１の高さ方向で下側から枠部１５の内側に電池パック７を挿入する際に、サイドシル９，１０に対して第２詰め部材１８が引っかかることが抑制されている。また、第２詰め部材１８におけるサイドシル９，１０側の側面の面積は、第２詰め部材１８におけるケース２１側の側面の面積より小さく設定されている。

ここで、各詰め部材１７，１８の取り付け構造について、上述した第２詰め部材１８を例として説明する。図５は、その一例を示している。なお、図５では、矢印ＦＲ方向が車両前後方向のうちの前方向を、矢印ＬＨ方向が車幅方向のうちの左方向を、矢印ＵＰ方向が車両上下方向のうちの上方向をそれぞれ示している。第２詰め部材１８におけるケース２１の外周面２１ａ側の側面に柱状の凸部２７が形成されている。その凸部２７が嵌まり合う凹部２８が外周面２１ａに形成されている。凹部２８に凸部２７を嵌合させることによってケース２１の外周面２１ａに第２詰め部材１８が固定される。また、第２詰め部材１８におけるサイドシル９，１０側の側面に潤滑層２９が形成されている。その潤滑層２９は例えばオイルを塗布して形成されている。また、オイルに替えて固体潤滑材を設けてもよい。こうすることにより、枠部１５の内側に電池パック７を挿入する場合に、サイドシル９，１０と第２詰め部材１８との間に生じる摩擦力や摩擦抵抗を低減でき、枠部１５に電池パック７を取り付けやすくできると共に、容易に取り外すことができる。

図６は、第２詰め部材１８の取り付け構造の他の例を示す図である。なお、図６では、矢印ＦＲ方向が車両前後方向のうちの前方向を、矢印ＬＨ方向が車幅方向のうちの左方向を、矢印ＵＰ方向が車両上下方向のうちの上方向をそれぞれ示している。図６に示す例では、ケース２１の外周面２１ａに、車両１の前後方向に延びるいわゆる蟻溝が形成され、その蟻溝に嵌合するほぞが第２詰め部材１８におけるケース２１の外周面２１ａ側の側面にその長さ方向に連続して形成されている。上述した蟻溝が凹部２８として機能し、上述したほぞが凸部２７として機能する。このような構成であれば、ケース２１の外周面２１ａに、第２詰め部材１８をその全長に亘って固定することができる。また、図６に示す構成であっても、第２詰め部材１８におけるサイドシル９，１０側の側面に、図５に示す例と同様に、潤滑層２９が形成されている。なお、第２詰め部材１８と同様に、第１詰め部材１７におけるケース２１の外周面２１ａ側の側面に図５や図６に示す例における凸部２７が形成され、ケース２１の外周面２１ａに図５や図６に示す例における凹部２８が形成されている。それらの凸部２７と凹部２８とを嵌合させることにより、ケース２１の外周面２１ａに第１詰め部材１７が固定される。また第２詰め部材１８と同様に、第１詰め部材１７におけるサイドシル９，１０側の側面に潤滑層２９が形成されていてよい。

図７は図１に示すVII−VII線に沿う矢視図である。なお、図７では、矢印ＲＲ方向が車両前後方向のうちの後方向を、矢印ＵＰ方向が車両上下方向のうちの上方向をそれぞれ示している。図７に示すように、車両１の前後方向で前方におけるフロアパネル２０と電池パック７のケース２１との間にシールゴム３０が設けられている。そのシールゴム３０はフロントクロス１３に沿って車両１の左右方向に延びており、このシールゴム３０によって車両１の前方におけるフロアパネル２０と電池パック７との間の隙間が詰められている。なお、これと同様に、車両１の前後方向で後方におけるフロアパネル２０と電池パック７のケース２１との間に図示しない他のシールゴムが設けられている。その他のシールゴムはリヤクロス１４に沿って車両１の左右方向に延びており、この他のシールゴムによって車両１の後方におけるフロアパネル２０と電池パック７との間の隙間が詰められている。すなわち、シールゴム３０と他のシールゴムと各詰め部材１７，１８とによって車両１の高さ方向で電池パック７の上側における周縁部の全周が囲われている。

バッテリモジュール２４の構成について説明する。電池パック７内に複数のバッテリモジュール２４が車両１の前後方向に一定の間隔で配置されている。図８は、バッテリモジュール２４の一例を示す斜視図である。なお、図８では、矢印ＦＲ方向が車両前後方向のうちの前方向を、矢印ＬＨ方向が車幅方向のうちの左方向を、矢印ＵＰ方向が車両上下方向のうちの上方向をそれぞれ示している。そのバッテリモジュール２４は、電池スタック３１と、第１エンドプレート３２と、第２エンドプレート３３と、第１テンションプレート３４と、第２テンションプレート３５とを備えている。電池スタック３１は複数の単セル３６を一方向に積層して構成されている。単セル３６は図示しない固体電解質を使用したいわゆる全固体電池であって、その固体電解質と、固体電解質を挟み込む図示しない正極および負極と、正極および負極のそれぞれに電気的に接続された図示しない正極端子および負極端子とを有している。ここに示す例では、単セル３６の厚さ方向に複数の単セル３６を積層して電池スタック３１が構成されている。各単セル３６は直列に接続されており、図示しないハーネスを介してモータ５や電池ＥＣＵに電気的に接続されている。

電池スタック３１における単セル３６の積層方向での両端に第１エンドプレート３２と第２エンドプレート３３とが配置されている。第１エンドプレート３２に固定板３７，３８が設けられ、第２エンドプレート３３に固定板３９，４０が設けられている。それらの固定板３７，３８，３９，４０に図示しないボルトが挿入されるボルト孔がそれぞれ形成されている。各固定板３７，３８，３９，４０のボルト孔に挿入された図示しないボルトによってケース２１に単セル３６の積層方向と車両１の左右方向とを合わせた姿勢でバッテリモジュール２４が固定される。

第１テンションプレート３４は、図８での電池スタック３１の上側であって第１エンドプレート３２と第２エンドプレート３３との間に配置されており、各エンドプレート３２，３３に複数のボルト４１，４２によって固定される。第２テンションプレート３５は、図８での電池スタック３１の下側であって、第１エンドプレート３２および第２エンドプレート３３の間に配置され、各エンドプレート３２，３３に複数のボルト４１，４２によって固定される。こうして電池スタック３１は、ボルト４１，４２の締結によって第１エンドプレート３２および第２エンドプレート３３の間で単セル３６の積層方向に拘束される。第１エンドプレート３２と各テンションプレート３４，３５との間にシム４３がそれぞれ設けられている。シム４３は電池スタック３１に付与する拘束力を調整するものであり、シム４３の厚さを変更することにより上述した拘束力を変更できる。例えば、シム４３の厚さを増大させると、上述した拘束力を増大できる。

バッテリモジュール２４毎に、電池ＥＣＵ４４がそれぞれ設けられている。図１に示すように、電池スタック３１つまりバッテリモジュール２４に対して車両１の前後方向で前側または後側にバッテリモジュール２４と互いに隣接して配置されている。電池ＥＣＵ４４はハーネスを介してバッテリモジュール２４に電気的に接続されている。電池ＥＣＵ４４は、各単セル３６の電圧を測定し、測定した電圧に基づいて単セル３６の電圧の均等化を行う電圧均等化制御を実施する。なお、各バッテリモジュール２４は、それぞれ電気的に並列に接続される。こうすることによりモータ５の駆動に必要な電流容量が得られる。

上述した第１実施形態の作用について説明する。電池パック７のケース２１の外周面２１ａに各詰め部材１７，１８を取り付け、その状態の電池パック７が枠部１５に取り付けられる。つまり、枠部１５に電池パック７を取り付けると、各詰め部材１７，１８によって上述した隙間１６が詰められるため、枠部１５に電池パック７を取り付けた後に隙間１６を詰める作業を行う必要がない。そのため、電池パック７を車両１に搭載させた後における作業工数を削減できる。また、第２詰め部材１８の剛性は第１詰め部材１７の剛性より低いため、枠部１５に電池パック７を取り付ける際にすなわち圧入する際に、第２詰め部材１８は比較的小さい荷重で変形し、圧入の際に抵抗になりにくい。その結果、全体として圧入荷重を小さくできるので、電池パック７の取り付けや取り外しの作業性を向上できる。さらに、各詰め部材１７，１８におけるサイドシル９，１０側の側面に潤滑層２９が形成されているので、各詰め部材１７，１８と各サイドシル９，１０との間の摩擦力を低減でき、これによっても、上述した作業性を向上できる。そして、各詰め部材１７，１８によっていわゆるガタ詰めできるため、車両１の走行に伴う電池パック７の振動を低減でき、全体として電池パック７の耐久性を向上できる。

側面衝突などによりサイドシル９，１０に大きい荷重が掛かると、その荷重によってサイドシル９，１０がある程度変形して衝撃力を緩和する。またフロアクロス１１，１２や第１詰め部材１７にサイドシル９，１０を支持する荷重すなわち反力が発生し、これらの部分でサイドシル９，１０の車室内側への変形が抑制される。電池パック７におけるフロアクロス１１，１２に対応する部分は上述した反力を発生させるだけであり、伝達荷重が低減される。一方、第２詰め部材１８はサイドシル９，１０の変形に伴って変形し、その変形させられた第２詰め部材１８を介してサイドシル９，１０から電池パック７に前記衝突に伴う荷重が作用する。電池パック７において、第２詰め部材１８が設けられる箇所にはバッテリモジュール２４が配置されており、そのバッテリモジュールは全固体電池であることによりその剛性や内部応力が高い。そのため、第２詰め部材１８が設けられる箇所では、電池パック７を強度部材として機能させることができる。つまり第２詰め部材１８が設けられる箇所には、衝突に伴う荷重が速やかに伝達される。それらの結果、電池パック７の全体としての耐久性を向上できる。また、車両１に電池パック７を搭載する際における圧入荷重の低減と、電池パック７への伝達荷重の増大とを両立できる。そして、各詰め部材１７，１８の間に水抜き部１９が設けられているため、例えば電池パック７の上面に水が侵入したり、結露によって水が生じたりしたとしても、その水は水抜き部１９を介して車両の外部に排出できる。その結果、電池パック７の上面に前記水が滞留することを抑制できる。

図９は、この発明の第２実施形態における第１弾性体および第２弾性体の例を示す図であり、図９の（ａ）は第２実施形態における第１弾性体の例を示し、図９の（ｂ）は第２実施形態における第２弾性体の例を示している。ここに示す例は、各詰め部材１７，１８に要求される剛性に応じた構造を採用した一例である。各詰め部材１７，１８は共に同じ材料によって構成されており、第１詰め部材１７は図９の（ａ）に示すように、その全長に亘って中実に形成され、第２詰め部材１８は図９の（ｂ）に示すように、長さ方向に延びる中空部を有するパイプ状に形成されている。つまり、第２詰め部材１８は第１詰め部材１７と比較して、全体として脆弱化され、あるいは、構造として低剛性化されており、入力される荷重に対して第１詰め部材１７より変形しやすい構造となっている。他の構成は図２および図３に示す構成と同様であるため、図２および図３に示す構成と同様の部分には図２および図３と同様の符号を付してその説明を省略する。このような構成であれば、同じ材料を用いて各詰め部材１７，１８を形成できるので、その分、部材コストの削減を図ることができる。また、このような構成であっても、図２および図３に示す構成と同様の原理により、図２および図３に示す構成と同様の作用・効果を得ることができる。

次いで、電池パック７を取り付ける際の圧入荷重を増減する構成について説明する。例えば、車両１の左右方向における第２詰め部材１８とサイドシル９，１０とが互いに重なっている量あるいは長さを増減することにより、圧入荷重を増減できる。枠部１５に電池パック７を圧入することにより変形させられる前の時点における第２詰め部材１８、すなわち、第２詰め部材１８の元の形状とサイドシル９，１０とが互いに重なっている量あるいは長さを以下の説明ではオーバーラップ量Ａと記す。図１０の（ａ）は第２詰め部材１８とサイドシル９，１０とのオーバーラップ量Ａを大きく設定した例であり、図１０の（ｂ）は第２詰め部材１８とサイドシル９，１０とのオーバーラップ量Ａを小さく設定した例である。図１０の（ａ）に示すように、オーバーラップ量Ａが大きい場合には、オーバーラップ量Ａが小さい場合に比較して枠部１５に電池パック７を圧入する際に、第２詰め部材１８に作用する荷重が大きくなる。つまり、第２詰め部材１８を変形させるのに要する荷重が大きくなる。これが電池パック７を取り付ける際における抵抗となって全体としての圧入荷重が増大する。

また、図１０の（ａ）に示すように、第１詰め部材１７におけるオーバーラップ量を大きく設定し、図１０の（ｂ）に示すように第２詰め部材１８におけるオーバーラップ量を小さく設定してもよい。このように構成すれば、枠部１５に電池パック７を圧入する場合に、隙間１６に第１詰め部材１７を詰めるために要する荷重が、隙間１６に第２詰め部材１８を詰めるために要する荷重より大きくなる。そして、枠部１５と電池パック７との間に詰め込まれた状態の第１詰め部材１７を、その状態から一定量変形させるのに要する荷重が、オーバーラップ量が小さい第２詰め部材１８より大きくなる。すなわち、第１詰め部材１７の内部応力が第２詰め部材１８に比較して高くなる。また、第２詰め部材１８におけるオーバーラップ量は小さいため、全体としての圧入荷重を小さく設定できる。そのため、このような構成であっても、図２および図３に示す構成と同様の原理により、図２および図３に示す構成と同様の作用・効果を得ることができる。

また、上述した圧入荷重は、第２詰め部材１８とサイドシル９，１０との接触面積を増減することにより増減できる。図１１の（ａ）は第２詰め部材１８とサイドシル９，１０との接触面積Ｂを大きく設定した例であり、図１１の（ｂ）は第２詰め部材１８とサイドシル９，１０との接触面積Ｂを小さく設定した例である。図１１の（ａ）に示す例における第２詰め部材１８は、車両１の高さ方向における長さが、図１１の（ｂ）に示す例における第２詰め部材１８より長く設定されている。そのため、図１１の（ａ）に示す例における第２詰め部材１８とサイドシル９，１０との接触面積Ｂは、図１１の（ｂ）に示す例における第２詰め部材１８とサイドシル９，１０との接触面積Ｂより大きくなっている。その結果、それらの間における摩擦抵抗が、図１１の（ｂ）に示す例に比較して大きくなっており、全体としての圧入荷重が増大する。なお、第２詰め部材１８は図４に示すように、低剛性の材料によって構成されていてよく、あるいは、図９に示すように、構造として剛性が低く設定されていてもよい。いずれの構成であってもオーバーラップ量Ａや接触面積Ｂを増減することにより、圧入荷重を増減できる。

図１２は、この発明の第３実施形態における第１弾性体および第２弾性体の例を示す図である。ここに示す例における各詰め部材１７，１８は、ゴムによって樋状に形成された枠部４５と、その枠部４５の内壁面のうち互いに対向している内壁面同士の間に配置されたコイルバネ４６とを備えている。枠部４５は、車両１の前後方向に亘って予め定めた長さ延びている。また、枠部４５はケース２１の外周面２１ａに取り付けられる第１壁部４５ａと、その第１壁部４５ａに対向して配置されておりサイドシル９，１０に接触する第２壁部４５ｂと、各壁部４５ａ，４４ｂの一方の端部からそれぞれ互いに接近するように斜めに延びていて壁部４５ａ，４４ｂ同士を互いに連結する連結部４５ｃとを備えている。第１壁部４５ａに第２壁部４５ｂが接近すると、連結部４５ｃが弾性変形する。そして、各壁部４５ａ，４４ｂにおける互いに対向する壁面同士の間にコイルバネ４６が少なくとも１つ配置されている。

また、図１２に示す構成では、上述した枠部４５を構成しているゴムの硬度やコイルバネ４６のばね定数を変更することにより、各詰め部材１７，１８の全体としての剛性を変更できる。例えば、高硬度のゴムによって枠部４５を形成し、大きいばね定数のコイルバネ４６を枠部４５に配置することにより、全体として剛性を高く設定することができる。これを図２に示すハッチングを付した領域に配置して第１詰め部材１７として機能させる。また、低硬度のゴムによって枠部４５を形成し、小さいばね定数のコイルバネ４６を枠部４５に配置することにより、全体として剛性を低く設定することができる。これを図２に示すハッチングを付した領域から外れた領域に配置して第２詰め部材１８として機能させる。このような構成であれば、枠部４５とコイルバネ４６との組み合わせを変更することによって各詰め部材１７，１８の剛性を適宜に変更できる。つまり、電池パック７を取り付ける際における圧入荷重や、伝達荷重の調整を比較的容易に行うことができ、設計の自由度を向上できる。また、上述した各実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。

なお、上述した各実施形態では、電気自動車を例として説明しているが、これに限らず、この発明における車両は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と充放電可能なバッテリモジュール２４から供給される電力により駆動するモータとを動力源とするハイブリッド車両や、外部電源により充電可能なプラグインハイブリッド車両であってよい。また、車輪にモータを搭載したインホイールモータ車両であってもよい。この場合には、フロントおよびリヤに配置された全輪にモータを組み込む構成としてよいし、フロントまたはリヤのいずれか一方の複数輪にモータを組み込む構成としてよい。

１…車両、 ７…電池パック、 ９，１０…サイドシル（骨格部材）、 １１，１２…フロアクロス、 １７…第１詰め部材（第１弾性体）、 １８…第２詰め部材（第２弾性体）、 ２０…フロアパネル、 ２４…バッテリモジュール、 ３１…電池スタック（積層体）、 ３６…単セル。

Claims (1)

1. 車両の左右両側に前記車両の前後方向に延びる骨格部材が設けられるとともに、それらの骨格部材に掛け渡してフロアパネルが設けられ、前記フロアパネルの下側に、複数の単セルを一方向に積層して一体化した積層体を有する電池パックが取り付けられた、車両のバッテリ搭載構造において、
   前記車両の左右方向に延びていて、前記車両の左右両側に設けられた前記骨格部材を互いに連結するフロアクロスと、
   前記車両の左右方向で前記骨格部材と前記電池パックとの間に配置される複数の弾性体と、
   前記電池パックの内部に設けられていて、前記積層体を有するバッテリモジュールとを備え、
   前記車両の左右両側に設けられた前記骨格部材の間に前記電池パックが配置され、
   複数の前記弾性体のうち前記フロアクロスに対応する部分に第１弾性体が配置され、前記バッテリモジュールに対応する部分に第２弾性体が配置され、前記第１弾性体の剛性は、前記第２弾性体の剛性より高いこと
   を特徴とする車両のバッテリ搭載構造。

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