JP2018043546A - ブラケット、車載電池パックユニット、および車両 - Google Patents

Abstract

【課題】車載電池パックの破損の可能性を低減する。【解決手段】ブラケット１０は入力受面部１５、二次入力受面部１６、および第１のレインフォース１２を有する。二次入力受面部１６は入力受面部１５に対向する。第１のレインフォース１２を入力受面部１５および二次入力受面部１６の間において入力受面部１５および二次入力受面部１６の第１の方向における両端の少なくとも一端に設ける。第１の方向は対向方向に垂直である。対向方向は入力受面部１５から二次入力受面部１６に向かう方向である。【選択図】図２

Description

本発明は、ブラケット、車載電池パックユニット、および車両に関するものである。

従来から電気自動車などに、モータに電力を供給する駆動源として車載電池パックが設けられている。車載電池パックを車両に取付けるためのブラケットを車載電池パックの端子と接触しないよう形成することにより、車体に衝突エネルギーが作用しても端子との接触を避けることが提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１２−１０６７３７号公報

しかし、特許文献１においては、車載電池パックに衝突エネルギーが作用して破損することについては検討がなされていない。車載電池パックの筐体は、剛性が比較的低い樹脂などの材料によって形成される。そのような筐体であっても、過大な衝突エネルギーの入力に対して車載電池パックの破損の可能性を低減することが望ましい。

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、過大な衝突エネルギーの入力に対して車載電池パックの破損の可能性を低減する、車載電池パック用ブラケット、車載電池パックユニット、および車両を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明の第１の観点に係る車載電池用ブラケットは、
入力受面部と、
前記入力受面部に対向する二次入力受面部と、
前記入力受面部および前記二次入力受面部との間において、前記入力受面部および前記二次入力受面部の、前記入力受面部から前記二次入力受面部に向かう対向方向に垂直な第１の方向における両端の少なくとも一端に設けられている第１のレインフォースとを備える
ことを特徴とする。

また、本発明の第２の観点に係るブラケットにおいては、
前記入力受面部および前記二次入力受面部との間における、前記入力受面部および前記二次入力受面部の、前記第１の方向および前記対向方向に垂直な第２の方向における両端の少なくとも一端に設けられる第２のレインフォースを、さらに備える
ことが好ましい。

また、本発明の第３の観点に係るブラケットにおいては、
前記第２のレインフォースは、前記第１の方向における一部の領域に偏在している
ことが好ましい。

また、本発明の第４の観点に係るブラケットにおいては、
前記入力受面部、前記二次入力受面部、および前記第１のレインフォースの少なくとも何れかに、貫通孔が形成されている
ことが好ましい。

また、本発明の第５の観点に係るブラケットにおいては、
前記貫通孔は円形である
ことが好ましい。

また、本発明の第６の観点に係るブラケットにおいては、
前記第１のレインフォースは、前記入力受面部から前記二次入力受面部に向かって延びる梁部を含む
ことが好ましい。

また、本発明の第７の観点に係るブラケットにおいては、
前記入力受面部には、第３のレインフォースが設けられている
ことが好ましい。

また、本発明の第８の観点に係るブラケットにおいては、
前記第１のレインフォースが、前記第１の方向および前記対向方向に垂直な第２の方向における少なくとも両端近傍に設けられている
ことが好ましい。

また、本発明の第９の観点に係る車載電池パックユニットは、
入力受面部と、前記入力受面部に対向する二次入力受面部とを有するブラケットと、
前記入力受面部および前記二次入力受面部の間において前記ブラケットに保持され、前記入力受面部から前記二次入力受面部に向かって延びる第４のレインフォースとを有する車載電池パックとを備える
ことを特徴とするものである。

また、本発明の第１０の観点に係る車両は、
入力受面部と、前記入力受面部に対向する二次入力受面部と、前記入力受面部および前記二次入力受面部との間において、前記入力受面部および前記二次入力受面部の、前記入力受面部の平面に平行な第１の方向における両端の少なくとも一端に設けられている第１のレインフォースを有するブラケットと、前記入力受面部および前記二次入力受面部の間において前記ブラケットに保持されている車載電池パックとを有する車載電池パックユニットと、
前記前記入力受面部および前記二次入力受面部を介して車載電池パックユニットが固定され、前記入力受面部および前記二次入力受面部の間に第５のレインフォースを有する車両面体とを備える
ことを特徴とするものである。

上記のように構成された本発明に係るブラケット、車載電池パックユニット、および車両よれば、過大な衝突エネルギーの入力に対して車載電池パックの破損の可能性を低減可能である。

第１の実施形態のブラケットの斜視図である。 図１のブラケットの分解斜視図である。 図１のブラケットへの車載バッテリパックの取付け方法を説明するための斜視図である。 図１のブラケットの車両への平面上での取付け位置を示す図である。 図１のブラケットおよび床面に設けられる第５のレインフォースとの位置を示すための斜視図である。 第２の実施形態の車載電池パックユニットの分解斜視図である。 第１の実施形態のブラケットの変形例の斜視図である。

以下、本発明を適用した車載電池用ブラケットの実施形態について、図面を参照して説明する。

図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る車載電池パック用ブラケット１０は、枠体１１、第１のレインフォース１２、第２のレインフォース１３、および第３のレインフォース１４を含んで構成される。

図２に示すように、枠体１１は、入力受面部１５、二次入力受面部１６、１組の連結部１７、およびフランジ部１８を有する。入力受面部１５、二次入力受面部１６、および１組の連結部１７は、矩形の板状である。枠体１１においては、入力受面部１５、連結部１７、二次入力受面部１６、および連結部１７が長方形の枠状に結合している。フランジ部１８は、入力受面部１５および二次入力受面部１６に結合している。入力受面部１５、二次入力受面部１６、および連結部１７の厚みは、同じであっても、異なっていてもよい。

入力受面部１５および二次入力受面部１６は、同一形状である。入力受面部１５および二次入力受面部１６は互いに対向している。入力受面部１５および二次入力受面部１６の板面（平面）は互いに平行であり、入力受面部１５から二次入力受面部１６に向かう対向方向に垂直である。なお、対向方向とは、本実施形態のように、入力受面部１５が平板形状である場合には板面に垂直な方向である。入力受面部１５および二次入力受面部１６の板面には多数の貫通孔ＴＨ１が形成されている。貫通孔ＴＨ１は円形である。

入力受面部１５の板面を画定する４辺の中で、連結部１７と結合していない辺を開放辺ＯＳとし、連結部１７に結合している辺を結合辺ＣＳとする。開放辺ＯＳに平行な方向を第１の方向とし、結合辺ＣＳに平行な方向を第２の方向とする。上述のように、入力受面部１５および対向方向の関係から、第１の方向および第２の方向は対向方向に垂直である。また、開放辺ＯＳおよび結合辺ＣＳの関係から、第２の方向は第１の方向に垂直である。

連結部１７は、入力受面部１５および二次入力受面部１６を、互いに平行且つ対向するように、連結している。また、１組の連結部１７は、互いに同一形状である。１組の連結部１７は互いに対向している。１組の連結部１７の板面は互いに平行である。連結部１７には多数の円形の貫通孔ＴＨ１が形成されている。

入力受面部１５、二次入力受面部１６、および連結部１７の第２の方向における長さは、後述する車載電池パックを覆う長さである。

フランジ部１８は、入力受面部１５の一方の開放辺ＯＳにおいて、板面から突出するように入力受面部１５に結合している。フランジ部１８は、開放辺ＯＳの少なくとも一箇所に設けられている。例えば、本実施形態では、入力受面部１５には２つのフランジ部１８が第１の方向における両端近傍に設けられている。フランジ部１８は、入力受面部１５においてフランジ部１８が形成される開放辺ＯＳと対向する、二次入力受面部１６の辺にも設けられている。フランジ部１８の中央には貫通孔ＴＨ２が形成されている。

第１のレインフォース１２は、入力受面部１５から二次入力受面部１６に延びている。第１のレインフォース１２は、全体的には連結部１７の第２の方向における両端に亘る幅を有する板状であり、板面における１方向に延びる梁部１９を有する。第１のレインフォース１２は、梁部１９の延びる方向が入力受面部１５から二次入力受面部１６に向かう方向に合致するように、連結部１７に接合されている。

第１のレインフォース１２の梁部１９の長手方向に垂直な断面形状は、コの字型、すなわち２頂点を有する鞍型である。ただし、当該断面形状は、どのような形状であってもよい。例えば、当該断面形状は、内部が中空である鞍型および少なくとも１つの頂点を有する鞍型、ならびに環形状および枠形状のいずれであってもよいし、内部が中空でない円形状および多角形状であってもよい。内部が中空である場合には、当該梁部１９の肉厚は、少なくとも入力受面部１５の肉厚より厚いことが好ましい。また、内部が中空でない場合には、当該梁部１９の最大の厚みは、少なくとも入力受面部１５の肉厚より厚いことが好ましい。

第１のレインフォース１２には、多数の円形の貫通孔ＴＨ３が形成されている。貫通孔ＴＨ３は、第１のレインフォース１２の梁部１９に形成されてもよい。梁部１９の長手方向に垂直な断面の外周形状が多角形、すなわち断面形状が頂点を有する鞍型、枠形状、および多角形状である場合には、稜線ＲＬから離れた位置に貫通孔ＴＨ３が形成されている。

第１のレインフォース１２は、本実施形態においては、１枚の金属板を板金加工して、底部２０および梁部１９が一体的に形成されている。または、第１のレインフォース１２は、板部材に梁部１９を接合させて形成してもよい。

図１に示すように、第２のレインフォース１３は、入力受面部１５および二次入力受面部１６の間において、入力受面部１５から二次入力受面部１６に向かって延びている。第２のレインフォース１３は、入力受面部１５の開放辺ＯＳおよび当該開放辺ＯＳに対向する二次入力受面部１６の辺に結合している。第２のレインフォース１３は、２つの開放辺ＯＳの少なくとも一方に設けられればよく、本実施形態では、フランジ部１８が設けられない開放辺ＯＳに設けられている。

また、第２のレインフォース１３は、第１の方向における一部の領域ＰＲにオフセットするように、言換えると、偏在するように、設けられている。後述するように、第２のレインフォース１３を偏在させる一部の領域ＰＲは、ブラケット１０に保持させる車載電池パックの構成により定められている。

第２のレインフォース１３には、入力受面部１５から二次入力受面部１６に向かって延びる陥凹部２１が形成されている。また、第２のレインフォース１３は、第１のレインフォース１２と同様に梁部を設けてもよい。梁部を設ける場合の当該梁部の構成は第１のレインフォース１２の梁部１９と同様である。

また、第２のレインフォース１３は、第１のレインフォース１２と同様に、多数の貫通孔が形成されていてもよい。

第３のレインフォース１４は、第１の方向に延びている。図２に示すように、第３のレインフォース１４は全体的には板状であり、板面における１方向に延びる梁部２２を有する。第３のレインフォース１４は、梁部２２の延びる方向が第１の方向に合致するように、入力受面部１５に接合されている。第３のレインフォース１４の梁部２２の構成は、第１のレインフォース１２の梁部１９と同様である。

次に、図３を用いて、ブラケット１０への車載電池パック２３の取付けについて説明する。図３に示すように、ブラケット１０は第２の方向に沿って、車載電池パック２３を枠体１１の内部に進入させる。ブラケット１０内に収容された車載電池パック２３のブラケット１０への取付けは、従来公知の取付け方法で行えばよく、例えば接着剤による接着およびネジなどの締結具を用いて締結によって行ってもよい。

ブラケット１０に取付けられる車載電池パック２３は、積層化させた複数の電池セルおよび電池セルの制御基板などを有している。車載電池パック２３は、ブラケット１０に保持された状態で第１の方向における一部の領域ＰＲ２に複数の電池セルが積層され、他の領域ＰＲ３に制御基板などが配置されている。複数の電池セルが積層される領域ＰＲ２は、第２のレインフォース１３を偏在させる領域ＰＲ１と重なっている。

車載電池パック２３は、複数の電池セルが積層される領域ＰＲ２を第１の方向において挟むように、第４のレインフォース２４を内蔵する。第４のレインフォース２４は、車載電池パック２３がブラケット１０に保持される状態で、入力受面部１５から二次入力受面部１６に向かって延びている。第４のレインフォース２４の構成は、第２のレインフォース１３と同様である。

次に、図４を用いて、車載電池パック２３を内部に保持したブラケット１０の車両２５への取付けについて説明する。図４に示すように、ブラケット１０は、例えば、車両２５のフロントシート下方に設けられる。ブラケット１０は、第１の方向が車両２５の前後方向と平行であり、第２の方向が車両２５の上下方向と平行であり、且つ入力受面部１５が車両２５の側面ＶＳ側を向き、二次入力受面部１６が車両２５のフロアトンネル２６側を向くように、車両２５の床面（車両面体）に固定される。車両２５の床面への固定は、例えば、フランジ部１８の貫通孔ＴＨ２を貫通させるボルトを用いた締結により行われる。

図５に示すように、ブラケット１０が固定される床面２７には、ブラケット１０が固定された状態において入力受面部１５および二次入力受面部１６の間に第５のレインフォース２８が形成されている。第５のレインフォース２８は、車両２５の左右方向、すなわちブラケット１０が固定された状態において入力受面部１５から二次入力受面部１６に向かう方向に延びている。第５のレインフォース２８の構成は、第２のレインフォース１３の構成と同様である。

以上のような構成の第１の実施形態のブラケット１０によれば、入力受面部１５および二次入力受面部１６の間に第１のレインフォース１２を有するので、入力受面部１５への過大な入力が第１のレインフォース１２を介して二次入力受面部１６に伝達される。入力が伝達された二次入力受面部１６は、その後の車体変形に伴い、例えばフロアトンネル２６などの車体構造物と面当りする。したがって、入力受面部１５への過大な入力を車体構造物に伝達し易く、車載電池パック２３の破損の可能性を低減可能である。

また、第１の実施形態のブラケット１０によれば、第１のレインフォース１２は連結部１７の第２の方向における両端に亘る幅を有するので、車載電池パック２３の第２の方向全域に亘って入力受面部１５への過大な入力を二次入力受面部１６に伝達可能である。したがって、車載電池パック２３の破損の可能性をさらに低減可能である。

また、第１の実施形態のブラケット１０によれば、入力受面部１５および二次入力受面部１６の間に第２のレインフォース１３を有するので、入力受面部１５への過大な入力の二次入力受面部１６の伝達効果が向上する。したがって、車載電池パック２３の破損の可能性をさらに低減可能である。

また、第１の実施形態のブラケット１０によれば、第２のレインフォース１３が第１の方向における一部の領域ＰＲ１に偏在しているので、ブラケット１０が保持する車載電池パック２３において複数の電池セルを積層させる領域ＰＲ２に、当該一部の領域ＰＲ１を重ねさせることにより、特に電池セルの破損の可能性を低減可能である。

また、第１の実施形態のブラケット１０によれば、入力受面部１５、二次入力受面部１６、および第１のレインフォース１２に貫通孔ＴＨ１、ＴＨ３が形成されているので、強度を極端に低下させること無く軽量化される。特に、貫通孔ＴＨ１、ＴＨ３が円形なので、強度の低下を抑制可能である。

また、第１の実施形態のブラケット１０によれば、第１のレインフォース１２は梁部１９を有するので、第１のレインフォース１２全体の厚肉化すること無く、入力受面部１５および二次入力受面部１６に向かう方向の強度を向上可能である。

また、第１の実施形態のブラケット１０によれば、入力受面部１５に第３のレインフォース１４が設けられるので、入力受面部１５への入力に対する入力受面部１５そのものの変形の可能性が低減する。したがって、入力受面部１５の一部への入力に対する車載電池パック２３の破損の可能性を低減可能である。

また、第１の実施形態のブラケット１０が車載電池パック２３を保持した車載電池パックユニットによれば、入力受面部１５および二次入力受面部１６の間に第４のレインフォース２４が設けられるので、入力受面部１５への過大な入力の二次入力受面部１６への伝達効果が向上する。したがって、車載電池パック２３の破損の可能性をさらに低減可能である。

また、第１の実施形態のブラケット１０が取付けられた車両２５によれば、床面２７に第５のレインフォース２８を有するので、入力受面部１５への過大な入力の二次入力受面部１６への伝達効果が向上する。したがって、車載電池パック２３の破損の可能性をさらに低減可能である。

次に、本発明の第２の実施形態に係る車載電池パックユニットについて説明する。以下に、第１の実施形態と異なる点を中心に第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成を有する部位には同じ符号を付す。

図６に示すように、車載電池パックユニット２９０は、ブラケット１００および車載電池パック２３を含んで構成される。

第２の実施形態において、ブラケット１００は、枠体１１を含んで構成される。枠体１１の構成は第１の実施形態と同様である。第２の実施形態において、ブラケット１００には、第１の実施形態における第１のレインフォース１２、第２のレインフォース１３、および第３のレインフォース１４を設けなくてもよい。

第２の実施形態において、車載電池パック２３は、第１の実施形態と同様に、第４のレインフォース２４を内蔵する。

以上のような構成の第２の実施形態の車載電池パックユニット２９０によっても、入力受面部１５および二次入力受面部１６の間に第４のレインフォース２４を有するので、入力受面部１５への過大な入力が第４のレインフォース２４を介して二次入力受面部１６に伝達される。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々
の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正
は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。

例えば、第１の実施形態において、ブラケット１０は、入力受面部１５および二次入力受面部１６とともに連結部１７を含む枠体１１を有する構成であるが、少なくとも入力受面部１５および二次入力受面部１６を有すればよい。入力受面部１５および二次入力受面部１６を第１のレインフォース１２で連結するブラケット１０であっても、本実施形態と同様の効果が得られる。

また、第１、２の実施形態において、入力受面部１５および二次入力受面部１６の板面は矩形であるが、どのような形状であってもよい。例えば、楕円形などであっても本実施形態と同様の効果が得られる。また、第１、２の実施形態において、入力受面部１５および二次入力受面部１６は平板状であるが、どのような形状であってもよい。例えば、曲面を有する板状などであっても本実施形態と同様の効果が得られる。なお、平板形状以外の形状である場合には、対向方向は入力受面部１５および二次入力受面部１６の長手方向および幅方向に垂直な方向である。

また、第１の実施形態において、第１のレインフォース１２は、入力受面部１５の第１の方向における両端に設けられているが、両端の少なくとも一端に設けられていればよい。

また、第１の実施形態において、第１のレインフォース１２は全体的には連結部１７の第２の方向における両端に亘る幅を有する一体型の板状であるが、分割されていてもよい。例えば、図７に示すように、複数の梁部１９それぞれが第１のレインフォース１２として、入力受面部１５および二次入力受面部１６の間に設けられていてもよい。なお、複数の第１のレインフォース１２を設ける場合には、第２の方向における少なくとも両端近傍に設けることにより、本実施形態と同様に、車載電池パック２３の第２の方向全域に亘って入力受面部１５への過大な入力を二次入力受面部１６に伝達可能である

また、第１の実施形態において、フランジ部１８は入力受面部１５および二次入力受面部１６に結合している構成であるが、床面２７に第５のレインフォース２８が設けられない場合には、何れか一方に結合されていればよい。

１０、１００ ブラケット
１１ 枠体
１２ 第１のレインフォース
１３ 第２のレインフォース
１４ 第３のレインフォース
１５ 入力受面部
１６ 二次入力受面部
１７ 連結部
１８ フランジ部
１９ 梁部
２０ 底部
２１ 陥凹部
２２ 梁部
２３ 車載電池パック
２４ 第４のレインフォース
２５ 車両
２６ フロアトンネル
２７ 床面
２８ 第５のレインフォース
２９０ 車載電池パックユニット
ＣＳ 結合辺
ＯＳ 開放辺
ＰＲ１ 第２のレインフォースを偏在させる領域
ＰＲ２ 複数の電池セルが積層される領域
ＰＲ３ 制御基板などが配置される領域
ＲＬ 稜線
ＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３ 貫通孔
ＶＳ 側面

Claims (10)

1. 入力受面部と、
   前記入力受面部に対向する二次入力受面部と、
   前記入力受面部および前記二次入力受面部との間において、前記入力受面部および前記二次入力受面部の、前記入力受面部から前記二次入力受面部に向かう対向方向に垂直な第１の方向における両端の少なくとも一端に設けられている第１のレインフォースとを備える
   ことを特徴とする車載電池パック用ブラケット。
2. 請求項１に記載のブラケットにおいて、
   前記入力受面部および前記二次入力受面部との間における、前記入力受面部および前記二次入力受面部の、前記第１の方向および前記対向方向に垂直な第２の方向における両端の少なくとも一端に設けられる第２のレインフォースを、さらに備える
   ことを特徴とするブラケット。
3. 請求項２に記載のブラケットにおいて、
   前記第２のレインフォースは、前記第１の方向における一部の領域に偏在している
   ことを特徴とするブラケット。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のブラケットにおいて、
   前記入力受面部、前記二次入力受面部、および前記第１のレインフォースの少なくとも何れかに、貫通孔が形成されている
   ことを特徴とするブラケット。
5. 請求項４に記載のブラケットにおいて、
   前記貫通孔は円形である
   ことを特徴とするブラケット。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のブラケットにおいて、
   前記第１のレインフォースは、前記入力受面部から前記二次入力受面部に向かって延びる梁部を含む
   ことを特徴とするブラケット。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載のブラケットにおいて、
   前記入力受面部には、第３のレインフォースが設けられている
   ことをと特徴とするブラケット
8. 請求項１に記載のブラケットにおいて、
   前記第１のレインフォースが、前記第１の方向および前記対向方向に垂直な第２の方向における少なくとも両端近傍に設けられている
   ことを特徴とするブラケット。
9. 入力受面部と、前記入力受面部に対向する二次入力受面部とを有するブラケットと、
   前記入力受面部および前記二次入力受面部の間において前記ブラケットに保持され、前記入力受面部から前記二次入力受面部に向かって延びる第４のレインフォースを有する車載電池パックとを備える
   ことを特徴とする車載電池パックユニット。
10. 請求項１から８のいずれか１項に記載のブラケットと、前記入力受面部および前記二次入力受面部の間において前記ブラケットに保持されている車載電池パックとを有する車載電池パックユニットと、
    前記前記入力受面部および前記二次入力受面部を介して車載電池パックユニットが固定され、前記入力受面部および前記二次入力受面部の間に第５のレインフォースを有する車両面体とを備える
    ことを特徴とする車両。

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