JP2018081891A - On-vehicle structure body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に電池モジュール類を搭載するための構造体に関する。 The present invention relates to a structure for mounting battery modules on a vehicle.
電気自動車、ハイブリッド等の駆動源に二次電池を用いた車両がある。
これらの車両においては、走行距離の長距離化に伴い、二次電池の搭載量が増大化している。
二次電池としては、リチウムイオン電池、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル水素電池等が実用化されているが、さらなる二次電池の開発も進められている。
そこで本明細書においては、これらの二次電池を総称して電池モジュール類と表現する。
There are vehicles using a secondary battery as a drive source such as an electric vehicle and a hybrid.
In these vehicles, the amount of secondary battery mounted is increasing as the travel distance is increased.
As the secondary battery, a lithium ion battery, a nickel-cadmium battery, a nickel metal hydride battery, and the like have been put into practical use, but further secondary batteries are being developed.
Therefore, in the present specification, these secondary batteries are collectively referred to as battery modules.
本出願人は、これまでも電池モジュール類を搭載するための構造体を提案している(特許文献1,2)。
これまでは電池モジュール類の車両への搭載位置が車両の後部等の空間を用いたものであったため、主に前後方向の外部荷重から電池モジュール類を保護するのが目的であった。
しかし、近年の電池モジュール類の搭載量の増大化に伴い、前後方向及び左右方向等の周囲のどの方向からの外部荷重に対しても電池モジュール類を保護する必要がある。
また、これらに搭載される電池モジュール類は、従来の車両バッテリーに比較して、高電圧からなる電気系統である。
そこで、構造体内部への水の浸入を防ぐとともに、冷却系統を確保する必要もある。
The present applicant has proposed a structure for mounting battery modules (Patent Documents 1 and 2).
Until now, the battery modules were mounted on the vehicle using a space such as the rear part of the vehicle, and the purpose was mainly to protect the battery modules from external loads in the front-rear direction.
However, with the recent increase in the amount of battery modules mounted, it is necessary to protect the battery modules against external loads from any surrounding direction such as the front-rear direction and the left-right direction.
Moreover, the battery modules mounted on these are electric systems having a higher voltage than conventional vehicle batteries.
Therefore, it is necessary to prevent water from entering the structure and secure a cooling system.
本発明は、前後、左右方向等、どの方位からの荷重に対しても保護効果が高い電池モジュール類を搭載するための車両搭載用構造体の提供を目的とする。
また、防水性、冷却性に優れたコンパクトな車両搭載用構造体の提供も目的とする。
An object of the present invention is to provide a vehicle mounting structure for mounting battery modules having a high protection effect against loads from any direction such as front and rear, left and right.
Another object of the present invention is to provide a compact vehicle mounting structure that is excellent in waterproofness and cooling performance.
本発明に係る車両搭載用構造体は、前後方向に2列に配設したフロントフレームとリアフレームとの両側の端部付近内側間に、左右方向に2列に配設したLサイドフレームとRサイドフレームの両側の端面部をそれぞれ突き合せ連結してあり、前記Lサイドフレームの左側又は前記Rサイドフレームの右側に、それぞれLサイドプロテクター又は/及びRサイドプロテクターを有し、前記Lサイドフレームの左側に配設したLサイドプロテクターの両側の端部付近の内側をそれぞれ前記フロントフレームとリアフレームの左側の端面部に突き合せ連結してあり、前記Rサイドフレームの右側に配設したRサイドプロテクターの両側の端部付近の内側をそれぞれ前記フロントフレームとリアフレームの右側の端面部に突き合せ連結してあることを特徴とする。
本明細書では、本発明に係る構造体を車両に搭載した状態で便宜上、車両の前後方向、車両の進行方向に対して構造体の前後、左右を表現する。
したがって、本発明に係る車両搭載用構造体の車両搭載位置及び方向に何ら制限はない。
The vehicle mounting structure according to the present invention includes an L side frame and an R side frame arranged in two rows in the left-right direction between the inner sides near the end portions on both sides of the front frame and the rear frame arranged in two rows in the front-rear direction. End face portions on both sides of the side frame are butt-connected to each other, and each has an L side protector and / or an R side protector on the left side of the L side frame or the right side of the R side frame. The R side protector disposed on the right side of the R side frame is configured such that the insides near the end portions on both sides of the L side protector disposed on the left side are butt-connected to the left end surface portions of the front frame and the rear frame, respectively. The inside of the vicinity of the end portions on both sides of the frame is butt-connected to the right end surface portions of the front frame and the rear frame, respectively. And features.
In the present specification, for the sake of convenience in a state in which the structure according to the present invention is mounted on a vehicle, the front and rear of the structure and the left and right of the structure are expressed with respect to the vehicle front and rear direction and the vehicle traveling direction.
Therefore, there is no limitation on the vehicle mounting position and direction of the vehicle mounting structure according to the present invention.
本発明において、フロントフレームとリアフレームとの内側に端面部を突き合わせたLサイドフレームとRサイドフレームは前記突き合せ部に中空断面形状部を有するのが好ましく、Lサイドプロテクター又は/及びRサイドプロテクターの内側に端面部を突き合せたフロントフレームとリアフレームは前記突き合せ部に中空断面形状部を有するのが好ましい。
中空断面形状部は、この中空方向の荷重に対する変位強度が強いとともに、衝撃吸収量が大きいからである。
In the present invention, it is preferable that the L side frame and the R side frame having end face portions abutted inside the front frame and the rear frame preferably have a hollow cross-sectional shape portion at the abutting portion, and the L side protector and / or the R side protector. It is preferable that the front frame and the rear frame whose end face portions are abutted on the inside have a hollow cross-sectional shape portion in the abutting portion.
This is because the hollow cross-sectional shape portion has a strong displacement strength against the load in the hollow direction and a large amount of shock absorption.
本発明において、前後方向に2列に配設したフロントフレーム及びリアフレームと、前記左右方向に2列に配設したLサイドフレーム及びRサイドフレームとで形成した枠体の開口部の上部側全体をカバーするように配設したアッパパネルを有し、前記アッパパネルは前後左右四方の端部のうち少なくとも一辺に下側に向けて折り曲げ形成した水の排水部を有するようにしてもよい。
このようにすると、アッパパネルの上面からの水が外部に排水されるのが促進される。
In the present invention, the entire upper side of the opening of the frame formed by the front and rear frames arranged in two rows in the front-rear direction and the L side frame and the R side frame arranged in two rows in the left-right direction. An upper panel may be provided so as to cover the water, and the upper panel may have a water drainage portion that is bent downward at least on one side of the front, rear, left, and right four ends.
This facilitates draining of water from the upper surface of the upper panel to the outside.
本発明において、前後方向に2列に配設したフロントフレーム及びリアフレームと、前記左右方向に2列に配設したLサイドフレーム及びRサイドフレームとで形成した枠体の下部側に配設したロアパネルを有し、前記ロアパネルは中空断面形状部を有し、前記中空断面形状部はダクト機能を有しているようにすることもできる。
このようにすると、構造体とダクト機能との一体化ができ、コンパクトになる。
ここでダクト機能とは、空気等の通路となり、冷却,温調,排ガス等に使用できることをいう。
In the present invention, the front and rear frames arranged in two rows in the front-rear direction and the lower side of the frame formed by the L side frame and the R side frame arranged in two rows in the left-right direction are arranged. The lower panel may have a hollow cross-sectional shape portion, and the hollow cross-sectional shape portion may have a duct function.
If it does in this way, a structure and a duct function can be integrated and it becomes compact.
Here, the duct function means that it becomes a passage for air or the like and can be used for cooling, temperature control, exhaust gas and the like.
本発明に係る車両搭載用構造体にあっては、フロントフレームとリアフレームとの間に、LサイドフレームとRサイドフレームとを挟み込むように、このLサイドフレームとRサイドフレームの両側の端面部をフロントフレームとリアフレームの内側に突き合せたので、フロントフレーム側からの荷重、あるいはリアフレーム側からの荷重を左右のLサイドフレームとRサイドフレームの突っ張りで受けることになる。
また、Lサイドフレーム側からあるいはRサイドフレーム側からの荷重は、このLサイドフレームとRサイドフレームとの間に挟み込んだフロントフレームとリアフレームの突っ張りで受けることになる。
これにより、本発明に係る構造体は、前方及び後方からの荷重と左右側部からの荷重のどちら側からであっても構造体全体に伝達し、この構造体全体で荷重変位を吸収することになるので、内部に搭載した電池モジュール類の保護効果が高い。
また、構造もコンパクトである。
In the vehicle mounting structure according to the present invention, the end surface portions on both sides of the L side frame and the R side frame so as to sandwich the L side frame and the R side frame between the front frame and the rear frame. Is abutted against the inside of the front frame and the rear frame, so that the load from the front frame side or the load from the rear frame side is received by the tension of the left and right L side frames and the R side frame.
Further, the load from the L side frame side or the R side frame side is received by the tension of the front frame and the rear frame sandwiched between the L side frame and the R side frame.
As a result, the structure according to the present invention transmits the entire structure regardless of the load from the front and rear and the load from the left and right sides, and absorbs the load displacement in the entire structure. Therefore, the protection effect of the battery modules mounted inside is high.
The structure is also compact.
本発明に係る車両搭載用構造体において、端部が下側に向けて折り曲げ形成したアッパパネルを設けると、アッパパネルの上面からの排水性が向上する。
また、ロアパネルに中空断面形状部を設けると、この中空断面形状部やフロントフレーム、リアフレーム、Lサイドプロテクター、Rサイドプロテクター等の中空断面形状部等をダクトとして用いた冷却系統をコンパクトに形成することができる。
In the vehicle mounting structure according to the present invention, when an upper panel having an end portion bent downward is provided, drainage from the upper surface of the upper panel is improved.
Moreover, when a hollow cross-sectional shape part is provided in the lower panel, a cooling system using the hollow cross-sectional shape part, a hollow cross-sectional shape part such as a front frame, a rear frame, an L side protector, and an R side protector as a duct is formed compactly. be able to.
本発明に係る電池モジュール類を車両に搭載するための車両搭載構造体(以下、単に構造体という。)の構造例を図面に基づいて説明する。
本発明は、本実施例に限定されない。
A structural example of a vehicle mounting structure (hereinafter simply referred to as a structure) for mounting battery modules according to the present invention on a vehicle will be described with reference to the drawings.
The present invention is not limited to this embodiment.
図1に構造体の全体図を示す。
説明の便宜上、車両に搭載するに際し、車両の前方側をフロント(Fr)、後方側をリア(Rr)と表現し、車両の前方方向に対して左側を(L)、右側を(R)と表現した。
フロントフレーム11とリアフレーム12との左右両側のそれぞれの端部付近の内側に、Lサイドフレーム13及びRサイドフレーム14の端面部が突き合さるように連結されている。
換言すれば、Lサイドフレーム13とRサイドフレーム14とをフロントフレーム11とリアフレーム12とで挟み込むように連結してある。
また、Lサイドフレーム13の左側にLサイドプロテクター15を連結し、Rサイドフレーム14の右側にRサイドプロテクター16を連結するとともに、このLサイドプロテクター15とRサイドプロテクター16とで、フロントフレーム11の両側の端面部及びリアフレーム12の両側の端面部を挟み込むように連結してある。
上記のように連結した枠体の下部側にロアパネル17を連結し、上部側をアッパパネル18にてカバーする。
本実施例では、フロントフレーム11とリアフレーム12の間に、中間フレーム19を設けた例になっている。
次に、それぞれの連結部の詳細を説明する。
FIG. 1 shows an overall view of the structure.
For convenience of explanation, when mounted on a vehicle, the front side of the vehicle is expressed as front (Fr), the rear side is expressed as rear (Rr), the left side with respect to the front direction of the vehicle is (L), and the right side is (R). Expressed.
The
In other words, the
In addition, an
The
In this embodiment, an
Next, the detail of each connection part is demonstrated.
図2にLサイドプロテクター15の一部を取り外したコーナー部を示し、その連結状態を図4の(b),(c)に示す。
(b)は外側から見た図、(c)はこれを内側から見た図である。
フロントフレーム11は、プレート状の前壁部11aと、その上部側にアッパ中空断面形状部11b、下部側にロア中空断面形状部11cとを有する。
Lサイドフレーム13は、中空断面形状部からなる側壁部13aと、その上部側のアッパフランジ部13d、下部側に中空断面形状の受け部13bを有する。
Lサイドフレーム13の側壁部13aの中空形状の端面部を、フロントフレーム11の前壁部11aの内側に突き合せた状態になっている。
また、フロントフレーム11のアッパ中空断面形状部11bの上面から内側に延在させたアッパ重ねフランジ部11fを、Lサイドフレーム13のアッパフランジ部13dに重ねてある。
フロントフレーム11のロア中空断面形状部11cの上部内側に、ロア重ねフランジ部11dを形成し、Lサイドフレーム13の受け部13bの上面部に、このロア重ねフランジ部11dを重ねるように連結してある。
枠体の4つのコーナー部は、同様の構造になっている。
これにより、フロントフレーム11及びリアフレーム12のアッパ重ねフランジ部とロア重ねフランジ部とが、Lサイドフレーム13とRサイドフレーム14のアッパフランジ部と受け部とに架け渡した状態で連結されている。
また、Lサイドフレーム13の下端部の内側と、フロントフレーム11の下端部の内側とにそれぞれ載置フランジ部13e,11eを形成してある。
枠体の4つのコーナー部にも同様に設けてあり、ロアパネル17がこのフランジ部に載置された状態で連結される。
FIG. 2 shows a corner portion from which a part of the L-
(B) is the figure seen from the outside, (c) is the figure seen from the inside.
The
The
The hollow end surface portion of the
Further, an upper overlapping
A lower overlapping
The four corners of the frame have the same structure.
Thereby, the upper overlapping flange portion and the lower overlapping flange portion of the
Further, mounting
The four corners of the frame are similarly provided, and the
次に、左右のサイドプロテクターとサイドフレーム及びフロントフレーム、リアフレームとの連結構造を説明する。
左右の連結構造は同じであり、Lサイドプロテクター15の例で説明する。
図5(a)は、Lサイドプロテクター15とリアフレーム12との連結部を示し、図5(b)はLサイドプロテクター15とLサイドフレーム13の連結部を示す。
Lサイドプロテクター15は、Lサイドフレーム13に設けたフランジ部13cの下側にて、このLサイドフレーム13と突き合せ連結したベース部15eから立上部15fを介して、中空断面形状部15dからなる曲面部15aを立設してある。
曲面部15aは、下部側の連結フランジ部15cにて立上部15fと連結し、上部側のアッパ連結フランジ部15bをLサイドフレーム13のアッパフランジ部13dの上に重ねるように連結してある。
図5(a)に示すように、この曲面部15aの上部内側にリアフレーム12のアッパ中空断面形状部12bの端面部を突き合せた状態で連結してあり、Lサイドプロテクター15のベース部15eの内側に、リアフレーム12のロア中空断面形状部12cの端面部を突き合せた状態で連結してある。
換言すると、Lサイドプロテクター15とRサイドプロテクター16とで、その内側にフロントフレーム11、リアフレーム12を挟み込むように連結してある。
また、サイドプロテクター15,16の曲面部15a,16aで、外部荷重f1を吸収しながら荷重f2,f3に分散され、フロントフレーム11、リアフレーム12に伝達される。
Next, a connection structure between the left and right side protectors, the side frame, the front frame, and the rear frame will be described.
The left and right connecting structures are the same, and will be described with an example of the
FIG. 5A shows a connecting portion between the
The L-
The
As shown in FIG. 5A, the upper surface of the
In other words, the
Further, the
アッパパネル18は、図1に示すように上面部18aとその左右両側の端部を下側に向けて折り曲げた、折り曲げ部18bからなる排水部を形成してある。
本実施例では、Lサイドプロテクター15の曲面部15aに合せて断面円弧状に形成してある。
これにより、図1(b)に矢印Wで示すように排水されやすくなる。
アッパパネル18は、一体的な部材でもよい。
例えば、図3に示すように複数の部材を連結してもよい。
その場合、図3(b)に従来例を示すように、単に溶接連結すると水が浸入する恐れがあるので、図3(a)に示すような連結構造が好ましい。
一方のパネル材218に複数の凸部218aを形成し、他方のパネル材118に対応して形成した凹部118aを凸部218aに重ね合わせるようにし、その間にシール材Sを用いるのがよい。
また、機械的締結手段を組み合せることで、止水性能の向上を図ることもできる。
As shown in FIG. 1, the
In this embodiment, the
This facilitates drainage as shown by the arrow W in FIG.
The
For example, a plurality of members may be connected as shown in FIG.
In that case, as shown in FIG. 3 (b), there is a risk that water may enter if simply connected by welding. Therefore, a connection structure as shown in FIG. 3 (a) is preferable.
It is preferable to form a plurality of
Moreover, the water stop performance can be improved by combining mechanical fastening means.
図6にロアパネル17の断面図を示す。
本実施例は、中空断面からなる複数のロアパネル部材17a,17bを連結し、さらに中空断面の中間フレーム19の基部19aをロアパネル17に連結及び立設し、フロントフレーム11、リアフレーム12の内側に挟み込むように連結してある。
このようにすると、例えばロアパネル17の中空部から冷気を枠体内に流し込み、中間フレーム19の中空部19bを排気ダクトとして使用できるので、従来の別部品として排気ダクトを設けるのと比較して、全体としてコンパクトになる。
また、これらの中空部は上記の冷却のみならず、温調空気,排ガスの流路等,各種ダクトとして使用できる。
FIG. 6 shows a cross-sectional view of the
In this embodiment, a plurality of
In this way, for example, cold air can be poured into the frame body from the hollow portion of the
These hollow portions can be used not only for the cooling described above but also for various ducts such as temperature-controlled air and exhaust gas flow paths.
11 フロントフレーム
12 リアフレーム
13 Lサイドフレーム
14 Rサイドフレーム
15 Lサイドプロテクター
16 Rサイドプロテクター
17 ロアパネル
18 アッパパネル
19 中間フレーム
11
Claims (5)
前記Lサイドフレームの左側又は前記Rサイドフレームの右側に、それぞれLサイドプロテクター又は/及びRサイドプロテクターを有し、
前記Lサイドフレームの左側に配設したLサイドプロテクターの両側の端部付近の内側をそれぞれ前記フロントフレームとリアフレームの左側の端面部に突き合せ連結してあり、
前記Rサイドフレームの右側に配設したRサイドプロテクターの両側の端部付近の内側をそれぞれ前記フロントフレームとリアフレームの右側の端面部に突き合せ連結してあることを特徴とする車両搭載用構造体。 The end surfaces on both sides of the L-side frame and R-side frame arranged in two rows in the left-right direction are abutted between the inner sides near the ends on both sides of the front and rear frames arranged in two rows in the front-rear direction. Connected,
The left side of the L side frame or the right side of the R side frame has an L side protector and / or an R side protector, respectively.
The insides near the ends on both sides of the L side protector disposed on the left side of the L side frame are connected to the end surfaces on the left side of the front frame and the rear frame, respectively.
A vehicle mounting structure characterized in that the insides near the end portions on both sides of the R side protector disposed on the right side of the R side frame are butt-connected to the right end surface portions of the front frame and the rear frame, respectively. body.
前記左右方向に2列に配設したLサイドフレーム及びRサイドフレームとで形成した枠体の開口部の上部側全体をカバーするように配設したアッパパネルを有し、
前記アッパパネルは前後左右四方の端部のうち少なくとも一辺に下側に向けて折り曲げ形成した水の排水部を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の車両搭載用構造体。 A front frame and a rear frame arranged in two rows in the front-rear direction;
An upper panel disposed so as to cover the entire upper side of the opening portion of the frame formed by the L side frame and the R side frame disposed in two rows in the left-right direction;
The vehicle mounting structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the upper panel has a water drainage portion that is bent and formed on at least one side of the front, rear, left, and right end portions.
前記左右方向に2列に配設したLサイドフレーム及びRサイドフレームとで形成した枠体の下部側に配設したロアパネルを有し、
前記ロアパネルは中空断面形状部を有し、前記中空断面形状部はダクト機能を有していることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の車両搭載用構造体。 A front frame and a rear frame arranged in two rows in the front-rear direction;
A lower panel disposed on a lower side of a frame formed by an L side frame and an R side frame disposed in two rows in the left-right direction;
The vehicle mounting structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the lower panel has a hollow cross-sectional shape portion, and the hollow cross-sectional shape portion has a duct function.
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