JP2019106303A - 車両、及び電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】電池ケースを補強することなく上からの力に対して電池パックを保護する。【解決手段】車両２００は、電池パック１００と、シート２１０及び２２０と、シートレール２０１，２０２とを備える。電池パック１００は、電池ケースと、電池ケース内に収容されている電池ユニットとを有する。シートレール２０１，２０２は、電池パック１００の上方に配置され、車体に固定される。電池ケースの上部には、シートレール２０１，２０２の下方に配置され、かつ、電池ケースの上面及び側面の両方に開口する４つの開口部３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、及び３３ｄが形成されている。【選択図】図６

Description

本開示は、車両及び電池パックに関し、特に、電池パックの車両搭載構造に関する。

特開２０１２−２３２６４１号公報（特許文献１）には、車幅方向に並ぶ２つのシート下に搭載された電池パックを保護するために、電池パックの電池ケースの上面においてシートレール間に受け部材を設けた車両が開示されている。この車両では、シートレールを支持する脚部が傾動した際にシートレールが上記の受け部材に当接することで、各シートのシートレールの倒れ込みが抑制されるようになっている。

特開２０１２−２３２６４１号公報

ところで、車両に電池パックを搭載する方法としては、搬送装置のアームで電池ケースの底面を持ち上げて、電池ケースの底面がアームで保持された状態で電池パックを搬送して車両に搭載する方法が知られている。しかし、こうした方法では、保持中の電池パックの重心が、アームで支持される部位よりも高くなるため、保持中に電池パックの姿勢が安定しにくく、電池パックの搬送性が悪い。また、こうした方法では、搭載された電池パックの周囲に十分なスペースがないと、搭載が完了した後に電池パックからアームを離して搬送装置に戻すことが難しくなる。たとえば、フロアパネルの凹部内に電池パックを搭載する場合には、その凹部内に、電池パックを搭載するためのスペースだけでなく、電池パックからアームを引き抜くためのスペースも設けなければならないため、電池パックを搭載するために必要なスペースが大きくなる。

そこで、本願発明者は、電池ケースの上部に開口部を形成し、その開口部に搬送装置の保持爪（たとえば、アームの一部）を挿入することにより、電池パックを保持爪により吊り下げ保持した状態で搬送して車両に搭載することを新たに提案する。なお、電池ケースの上部は、電池ケースの高さ方向の真ん中よりも上の部分を意味する。

上記のように、電池ケースの上部に開口部を設けることで、その開口部を利用して電池パックを吊り下げ保持することが可能になる。電池パックを吊り下げ保持することで、保持中の電池パックの重心が、保持爪で支持される部位よりも低くなるため、保持中に電池パックの姿勢が安定しやすくなる。また、フロアパネルの凹部内に電池パックを搭載する場合でも、電池ケースの上部に設けられた開口部を凹部よりも高い位置に配置することで、アームを引き抜くためのスペースを凹部内に設ける必要がなくなる。

しかし、上記のような開口部が形成されることによって、電池パックの上からの力に対して電池ケースの強度が弱くなることが考えられる。また、電池ケース自体を補強することはコストアップにつながる。

本開示は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電池ケースを補強することなく上からの力に対して電池パックを保護することである。

本開示の車両は、電池パックとフレーム部材とを備える。電池パックは、電池ケースと、電池ケース内に収容されている電池ユニットとを有する。フレーム部材は、電池パックの上方に配置され、車体に固定される。電池ケースの上部には、フレーム部材の下方に配置され、かつ、電池ケースの上面及び側面の少なくとも一方に開口する開口部が形成されている。

本開示の電池パックは、電池ケースに形成された開口部に搬送装置の保持爪が挿入されることにより、保持爪により吊り下げ保持された状態で搬送されて車両に搭載される電池パックであって、電池ケースと電池ユニットとを備える。電池ユニットは、電池ケース内に収容されている。上記の開口部は、電池ケースの上部に形成され、車両の車体に固定されたフレーム部材の下方に配置されている。

本開示の車両及び電池パックでは、電池ケースの上部に設けられた開口部が、車両の車体に固定されたフレーム部材の下方に配置される。開口部の上方にフレーム部材が存在するため、電池ケースの上方からの荷重をフレーム部材で受け止めることが可能になる。フレーム部材は車体に支持されているため、フレーム部材に加えられた荷重は、車体に伝達され、上記の開口部には伝達されにくい。こうした構成により、電池ケースの上方からの荷重を車体で受け止めることが可能になる。たとえば、車両の乗員がフレーム部材を上から踏んだときにフレーム部材に荷重が加わっても、その荷重を車体で受け止めることができる。上記のように、本開示の車両及び電池パックによれば、電池ケースの上部に設けられた開口部に、電池ケースの上方からの荷重が加わりにくくなる。電池ケースの上方からの荷重が上記の開口部に加わりにくくなることで、電池ケース（特に、上記の開口部周辺）を補強することなく上からの力に対して電池パックを保護することができる。

なお、電池ケースの上面及び側面の両方に開口するとは、電池ケースの上面と側面とにまたがって開口することを意味する。

上記のフレーム部材は、車体の一部を構成するフロアパネルに固定されるシート載置部材であってもよい。シート載置部材は、シートレール又はシートパイプである。そして、電池パックは、フロアパネルとシート載置部材との間に配置され、フロアパネルに固定されていてもよい。

一般に、車両の乗員がシート載置部材を踏む可能性は低いため、シート載置部材の下方に上記の開口部を配置することで、電池パックの上から上記の開口部に向かって力が加えられる頻度を低くすることができる。また、シート載置部材の強度は高いため、仮に車両の乗員がシート載置部材を踏んだとしても、シート載置部材で荷重を受け止めることが可能になる。

なお、シートレールは、車体に取り付けられたシートをスライド移動させる機構（スライド機構）の一部を構成するレール部材である。シートパイプは、スライド機構を有しないシートを車体に取り付けるためにシートレールに代えて用いられる部材である。

フロアパネルが凹部を有し、電池パックの一部がその凹部内に入った状態で、電池パックがフロアパネルに固定されていてもよい。

フロアパネルのうち電池パックを搭載すべき領域（以下、「電池搭載領域」と称する場合がある）に凹部を設けておくことで、電池搭載領域に対する電池パックの位置合わせが容易になる。また、電池ケースの上部に設けられた開口部を凹部よりも高い位置に配置することで、搬送装置の保持爪を引き抜くためのスペースを凹部内に設ける必要がなくなる。

車両は、上記のシート載置部材として、第１シート載置部材及び第２シート載置部材を備えてもよい。また、上記の開口部として、第１シート載置部材の下方に配置される第１開口部及び第２開口部と、第２シート載置部材の下方に配置される第３開口部及び第４開口部とが、電池ケースの上部に形成されていてもよい。

電池ケースの上部に４つの開口部を形成することで、電池パックの搬送性が向上する。電池ケースの上部に形成された第１〜第４開口部の各々に搬送装置の保持爪を挿入して電池パックを吊り下げ保持することで、１つの開口部に搬送装置の保持爪を挿入して電池パックを吊り下げ保持した場合よりも、保持中の電池パックの姿勢が安定しやすくなる。

第１〜第４開口部の全てをシート載置部材の下方に配置することで、電池ケースの上方からの荷重が第１〜第４開口部に加わりにくくなる。しかし、第１〜第４開口部の全てを１つのシート載置部材の下方に配置する場合には、第１〜第４開口部の位置がそのシート載置部材の下方のみに制限されるため、第１〜第４開口部を離して配置することが難しくなる。これに対し、上記構成のように、第１〜第４開口部を第１シート載置部材の下方と第２シート載置部材の下方とに分けて配置する場合には、第１〜第４開口部のうち第１開口部及び第２開口部と第３開口部及び第４開口部とを離して配置することが可能になる。これにより、第１〜第４開口部を、たとえば電池ケースの四隅に配置することが可能になる。離れた４箇所で電池パックを保持すると、保持中の電池パックの姿勢が安定しやすい。

電池ケースは、互いに分割されたアッパーカバーとサイドカバーとロアカバーとを含んでいてもよい。そして、上記の第１〜第４開口部がアッパーカバーに形成されていてもよい。

アッパーカバーに上記の第１〜第４開口部を形成することで、第１〜第４開口部の各々に搬送装置の保持爪を挿入して電池パックを吊り下げ保持したときの重力をアッパーカバーで受け止めやすくなる。

アッパーカバーは、電池ユニットの上面に対して平行な方向に延びる上面部と、上面部の幅方向外側端部から下方に延びる垂下部とを一体的に有する板状部材であってもよい。サイドカバーは、電池ユニットの側面に対して平行な方向に延び、垂下部に接触する側面部と、側面部の上端から幅方向内側に延びる中間部と、中間部よりも上方で上面部に接触する接触部とを一体的に有する板状部材であってもよい。そして、上記の第１〜第４開口部がアッパーカバーの垂下部に形成されていてもよい。

電池ケースを上記のような構成とすることにより、保持爪を挿入するためのスペースを電池ケース内に確保しやすくなる。アッパーカバーの上面部よりも下方にサイドカバーの中間部が存在することで、サイドカバーの中間部の上方に、保持爪を挿入するためのスペースを設けることが可能になる。アッパーカバーの上面部とサイドカバーの接触部とが接触し、アッパーカバーの垂下部とサイドカバーの側面部とが接触し、上記の第１〜第４開口部がアッパーカバーの垂下部に形成されることで、上記の第１〜第４開口部から保持爪が挿入される空間が、アッパーカバーの上面部とサイドカバーの中間部との間に形成される。

電池ケースが、上記の開口部から保持爪が挿入される第１空間と、電池ユニットが収容される第２空間とを含む場合には、第１空間と第２空間とは連通していないことが好ましい。

第１空間に保持爪が挿入される際に、第１空間には外気とともに異物や水が入り込みやすい。上記構成では、第１空間と第２空間とが連通していないため、第１空間に入った異物や水は第２空間には入らない。このため、第２空間に収容される電池ユニットの性能が異物や水の影響で低下することが抑制される。

本開示によれば、電池ケースを補強することなく上からの力に対して電池パックを保護することが可能になる。

本開示の実施の形態に従う電池パックの全体構成を概略的に示す斜視図である。 図１に示した電池パックの分解斜視図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 図１のＩＶ−ＩＶ断面図である。 電池パックが搭載された車両の電池搭載領域周辺の断面構造を概略的に示す図である。 図５に示される車両を上から見た図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。 電池搭載領域の変形例を示す図である。 電池ケースの上部に８個の開口部が形成された例を示す図である。 電池ケースの側面のみに開口する開口部が電池ケースの上部に形成された例を示す図である。 電池ケースの上部に形成された開口部の形状の変形例を示す図である。 電池ケースの上面のみに開口する開口部が電池ケースの上部に形成された例を示す図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図１及び図２を用いて、本開示の実施の形態に従う電池パックの概略構成について説明する。各図において、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸のうち、Ｘ軸は電池パックの幅方向を、Ｙ軸は電池パックの長さ方向を、Ｚ軸は電池パックの高さ方向を示している。以下、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の矢印が指し示す一方向には「＋」を、その反対の一方向には「−」を付けて表す。また、＋Ｚ方向を「上」、−Ｚ方向を「下」と称する場合がある。

図１は、本開示の実施の形態に従う電池パックの全体構成を概略的に示す斜視図である。図１を参照して、電池パック１００は、電池ユニット（後述する図２に示す電池ユニット１０１）と、電池ユニットを収容する電池ケースとを備える。電池ケースは、ロアカバー１０と、サイドカバー２０と、アッパーカバー３０と、フロントカバー４０と、バックカバー５０とを含む。この実施の形態では、電池ユニットが直方体状の外形を有し、電池ケースも、電池ユニットの形状に対応するような直方体状の外形を有する。そして、ロアカバー１０、サイドカバー２０、アッパーカバー３０、フロントカバー４０、バックカバー５０はそれぞれ、電池ケースの下面（−Ｚ方向の面）、側面（−Ｘ方向の面及び＋Ｘ方向の面）、上面（＋Ｚ方向の面）、前面（−Ｙ方向の面）、後面（＋Ｙ方向の面）を構成する。詳細は後述するが、サイドカバー２０は、電池ユニットの−Ｘ方向に配置される第１サイドカバー２１と、電池ユニットの＋Ｘ方向に配置される第２サイドカバー２２とを含む。なお、電池ユニット及び電池ケースの各々の形状は、直方体状に限られず任意であり、たとえば立方体状であってもよい。

電池ケースを構成する各カバー（ロアカバー１０、サイドカバー２０、アッパーカバー３０、フロントカバー４０、バックカバー５０）は、たとえば金属板から構成される。各カバーは、板金加工により成形できる。電池ユニットは、電池ケースの内部に収容されることによって外気から隔離される。フロントカバー４０及びバックカバー５０の少なくとも一方には、電池ケースの内部と連通可能なダクトが設けられる。このダクトにより、電池ケースの内部と外部との間で冷媒の供給及び排出が可能になる。また、電池ケースとダクトとの接続部に弁を設けてもよい。こうした弁により、電池ケースの内部とダクトとの連通／遮断を切り替えることが可能になる。

図１中の線Ｍ１は、電池ケースの高さ方向の真ん中を示している。電池ケースの上部（すなわち、電池ケースの線Ｍ１よりも上の部分）には、４つの開口部３３ａ〜３３ｄ（第１〜第４開口部）が形成されている。

図２は、電池パック１００の分解斜視図である。ただし、説明の便宜上、図２では、電池パック１００のフロントカバー４０及びバックカバー５０を割愛して、電池パック１００の長さ方向の両端が開口した状態で電池パック１００を図示している。以下、電池ケースを構成する各カバーにおいて、ＸＹ面に対して垂直方向に延びる部分を「壁部」と称する。

図２を参照して、電池ケースは、互いに分割されたロアカバー１０とサイドカバー２０とアッパーカバー３０とを含む。

ロアカバー１０は、塑性変形した１枚の金属板（たとえば、アルミニウム板又はアルミニウム合金板）から構成される。ロアカバー１０は、ＸＹ面に平行な部分として、底面部１１と、底面部１１よりも上に位置する第１段部１２ａ，１２ｂと、第１段部１２ａ，１２ｂよりも上に位置する第２段部１４とを含む。また、ロアカバー１０は、底面部１１と第１段部１２ａ，１２ｂとをつなぐ壁部と、第１段部１２ｂと第２段部１４とをつなぐ壁部と、第１段部１２ａの−Ｘ方向の端から上に延びる壁部１３とをさらに含む。壁部１３はロアカバー１０の−Ｘ方向の端部に位置し、第２段部１４はロアカバー１０の＋Ｘ方向の端部に位置する。

サイドカバー２０は、第１サイドカバー２１と第２サイドカバー２２とを含む。サイドカバー２０において、第１サイドカバー２１の第２段部２１ｃ、第３段部２１ｄと第２サイドカバー２２の第２段部２２ｃ、第３段部２２ｄとは、それぞれ略同じ高さに配置される。

第１サイドカバー２１は、ＸＹ面に平行な部分として、第２段部２１ｃと、第２段部２１ｃよりも上に位置する第３段部２１ｄとを含む。また、第１サイドカバー２１は、第２段部２１ｃと第３段部２１ｄとをつなぐ壁部と、第２段部２１ｃの−Ｘ方向の端から下に延びる壁部２１ｂとをさらに含む。壁部２１ｂは第１サイドカバー２１の−Ｘ方向の端部に位置し、第３段部２１ｄは第１サイドカバー２１の＋Ｘ方向の端部に位置する。

第２サイドカバー２２は、ＸＹ面に平行な部分として、第１段部２２ａと、第１段部２２ａよりも上に位置する第２段部２２ｃと、第２段部２２ｃよりも上に位置する第３段部２２ｄとを含む。また、第２サイドカバー２２は、各段部をつなぐ壁部（壁部２２ｂ等）をさらに含む。たとえば、第１段部２２ａと第２段部２２ｃとは壁部２２ｂを介してつながっている。第３段部２２ｄは第２サイドカバー２２の−Ｘ方向の端部に位置し、第１段部２２ａは第２サイドカバー２２の＋Ｘ方向の端部に位置する。

ロアカバー１０と第１サイドカバー２１、第２サイドカバー２２とは部分的に接触しており、その接触部位で機械的又は冶金的に接合されている。たとえば、ロアカバー１０の壁部１３と第１サイドカバー２１の壁部２１ｂとを重ね合わせた状態で、その重なった部分を螺合締結することにより、ロアカバー１０と第１サイドカバー２１とを機械的に接合することができる。また、ロアカバー１０の第２段部１４と第２サイドカバー２２の第１段部２２ａとを重ね合わせた状態で、その重なった部分を螺合締結することにより、ロアカバー１０と第２サイドカバー２２とを機械的に接合することができる。

アッパーカバー３０は、ＸＹ面に平行な部分として、上面部３１を含む。また、アッパーカバー３０は、上面部３１の幅方向の両端から下に延びる壁部３２ａ及び３２ｂをさらに含む。壁部３２ａはアッパーカバー３０の−Ｘ方向の端部に位置し、壁部３２ｂはアッパーカバー３０の＋Ｘ方向の端部に位置する。

アッパーカバー３０には４つの開口部３３ａ〜３３ｄが形成されている。開口部３３ａと開口部３３ｃ、開口部３３ｂと開口部３３ｄは、それぞれ幅方向に対向している。図２中の線Ｍ２は、電池ケースの長さ方向の真ん中を示している。開口部３３ａ及び３３ｃは、線Ｍ２よりも−Ｙ方向寄りに位置し、開口部３３ｂ及び３３ｄは、線Ｍ２よりも＋Ｙ方向寄りに位置する。開口部３３ａ〜３３ｄは、上面部３１の途中（たとえば、上面部３１の幅方向の端部）から壁部３２ａ，３２ｂの下端までを切り欠くことによって形成された切欠き部である。

電池ケース内に収容される電池ユニット１０１は、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池などの電池を含んで構成される。電池ユニット１０１は、直列及び／又は並列に接続された複数のセル（二次電池）から構成される組電池を含んでいてもよい。電池ユニット１０１が組電池を含む場合、組電池の付属部品も電池ユニット１０１に含まれる。組電池の付属部品の例としては、複数のセルを電気的に接続するための接続部材（バスバー、ハーネス等）、複数のセルを機械的に連結するための連結部材（拘束板、拘束バンド等）、各セルを保持するホルダ（樹脂枠等）、各セルの状態（電流、電圧、温度等）を検出するセンサ、各セルと外部機器との間を中継するリレーが挙げられる。

この実施の形態に従う電池パック１００は、たとえば、次のような手順で組み立てられる。まず、ロアカバー１０上に電池ユニット１０１を置く。ロアカバー１０内で電池ユニット１０１を組み立ててもよい。続けて、ロアカバー１０上の電池ユニット１０１を覆うようにサイドカバー２０及びアッパーカバー３０を取り付けた後、それらカバーの長さ方向の両端にフロントカバー４０及びバックカバー５０を取り付ける。これにより、電池ユニット１０１を収容する電池ケースが得られる。そして、必要な付属部品（ダクト等）を電池ケースに取り付けることによって、電池パック１００が完成する。

電池パック１００は、車両に搭載されて使用される。電池パック１００は、搬送装置によって車両の電池搭載領域に搬送される。この実施の形態では、電池パック１００の電池ケースの上部に開口部３３ａ〜３３ｄが形成されている。このため、開口部３３ａ〜３３ｄの各々に搬送装置の保持爪（たとえば、アームの一部）を挿入することにより、電池パック１００を保持爪により吊り下げ保持した状態で搬送して車両に搭載することができる。

以下、図２〜図４を用いて、電池パック１００の保持構造について説明する。図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。図４は、図１のＩＶ−ＩＶ断面図である。

図２〜図４を参照して、アッパーカバー３０は、電池ユニット１０１の上面に対して平行な方向に延びる上面部３１と、上面部３１の幅方向外側端部から下方に延びる壁部３２ａ，３２ｂ（垂下部）とを一体的に有する板状部材である。また、第１サイドカバー２１、第２サイドカバー２２は、電池ユニット１０１の側面に対して平行な方向に延びる壁部２１ｂ，２２ｂ（側面部）と、壁部２１ｂ，２２ｂの上端から幅方向内側に延びる第２段部２１ｃ，２２ｃ（中間部）と、第２段部２１ｃ，２２ｃよりも上方で上面部３１に接触する第３段部２１ｄ，２２ｄ（接触部）とを一体的に有する板状部材である。そして、開口部３３ａ〜３３ｄはアッパーカバー３０の壁部３２ａ，３２ｂに形成されている。開口部３３ａ〜３３ｄは、電池ケースの上面（上面部３１）と側面（壁部３２ａ，３２ｂ）とにまたがって開口している。

アッパーカバー３０の上面部３１は、第１サイドカバー２１の第３段部２１ｄと第２サイドカバー２２の第３段部２２ｄとに接触している。また、第１サイドカバー２１の壁部２１ｂはアッパーカバー３０の壁部３２ａに接触しており、第２サイドカバー２２の壁部２２ｂはアッパーカバー３０の壁部３２ｂに接触している。各接触部位（図３及び図４中の部位ＷＰ）は、たとえば溶接により接合されている。

アッパーカバー３０の上面部３１と、上面部３１よりも下方に位置する第１サイドカバー２１の第２段部２１ｃとの間には、開口部３３ａ及び３３ｂ（図４には開口部３３ａのみ図示）から搬送装置の保持爪ＡＲ１が挿入される空間Ｓ２（第１空間）が形成されている。また、アッパーカバー３０の上面部３１と、上面部３１よりも下方に位置する第２サイドカバー２２の第２段部２２ｃとの間には、開口部３３ｃ及び３３ｄ（図４には開口部３３ｃのみ図示）から搬送装置の保持爪ＡＲ２が挿入される空間Ｓ３（第１空間）が形成されている。空間Ｓ２及びＳ３の各々は、サイドカバー２０とアッパーカバー３０とによってサイドカバー２０の外側に区画される空間であり、開口部３３ａ〜３３ｄを通じて電池ケース外の空間と連通している。

電池ケースは、上記の空間Ｓ２及びＳ３に加えて、電池ユニット１０１が収容される空間Ｓ１（第２空間）をさらに含む。空間Ｓ１は、ロアカバー１０とサイドカバー２０とアッパーカバー３０とによってサイドカバー２０の内側に区画される空間であり、電池ケース外の空間とは連通していない。また、空間Ｓ１は、空間Ｓ２，Ｓ３とも連通していない。空間Ｓ１に収容された状態の電池ユニット１０１において、電池ユニット１０１の下面はロアカバー１０の第１段部１２ａ及び１２ｂに接触し、電池ユニット１０１の上面は第１サイドカバー２１の第２段部２１ｃと第２サイドカバー２２の第２段部２２ｃとに接触している。

搬送装置が電池パック１００を搬送する際には、搬送装置のある２つの保持爪が開口部３３ａ及び３３ｂの各々から空間Ｓ２に挿入される。たとえば、図４に示されるように、保持爪ＡＲ１が開口部３３ａから空間Ｓ２に挿入される。また、搬送装置の別の２つの保持爪が開口部３３ｃ及び３３ｄの各々から空間Ｓ３に挿入される。たとえば、図４に示されるように、保持爪ＡＲ２が開口部３３ｃから空間Ｓ３に挿入される。

搬送装置は、アームを動かして、上記のように保持爪（アームの一部）を空間Ｓ２，Ｓ３に挿入する。電池パック１００では、電池ユニット１０１が収容される空間Ｓ１と、搬送装置の保持爪が挿入される空間Ｓ２，Ｓ３とが連通していない。このため、空間Ｓ２，Ｓ３に保持爪が挿入される際に、外気とともに異物や水が空間Ｓ２，Ｓ３に入り込んだ場合でも、空間Ｓ２，Ｓ３に入った異物や水は空間Ｓ１には入らない。このため、空間Ｓ１に収容される電池ユニットの性能が異物や水の影響で低下することが抑制される。

次いで、搬送装置は、上記のように保持爪が空間Ｓ２，Ｓ３に挿入された状態で、アーム（ひいては、保持爪）を上昇させる。これにより、上面部３１が保持爪に支持された状態で、電池パック１００が持ち上げられる。そして、電池パック１００は、保持爪により吊り下げ保持される。搬送装置は、このように吊り下げ保持した状態の電池パック１００を車両の電池搭載領域まで搬送する。

電池パック１００では、開口部３３ａ〜３３ｄがアッパーカバー３０に形成されている。アッパーカバー３０に開口部３３ａ〜３３ｄを形成することで、開口部３３ａ〜３３ｄの各々に搬送装置の保持爪を挿入して電池パック１００を吊り下げ保持したときの重力をアッパーカバー３０で受け止めやすくなる。また、アッパーカバー３０の強度を高めるために、アッパーカバー３０の板厚をサイドカバー２０の板厚よりも厚くしてもよい。

搬送装置の保持爪により電池パック１００が吊り下げ保持された状態においては、搬送装置の保持爪が重力に逆らってアッパーカバー３０の上面部３１を支持することに起因して、アッパーカバー３０とサイドカバー２０との接合部に力が加わる。たとえば、アッパーカバー３０の上面部３１が第１サイドカバー２１の第３段部２１ｄ、第２サイドカバー２２の第３段部２２ｄに溶接されている各部位には、図４に示されるような力Ｆ１が作用する。力Ｆ１は、上面部３１と第３段部２１ｄ，２２ｄとを引き離す向きに作用する。電池パック１００では、こうした力Ｆ１を緩和するため、上記の部位以外でも、アッパーカバー３０とサイドカバー２０とを溶接している。具体的には、第１サイドカバー２１の壁部２１ｂがアッパーカバー３０の壁部３２ａに溶接されており、第２サイドカバー２２の壁部２２ｂがアッパーカバー３０の壁部３２ｂに溶接されている。これにより、上記の力Ｆ１が小さくなり、上面部３１と第３段部２１ｄ，２２ｄとの分離が抑制される。

上記のようにして搬送された電池パック１００は車両に搭載される。搬送装置は、アーム（ひいては、保持爪）を下降させて、電池パック１００を電池搭載領域に置く。その後、搬送装置は、各保持爪を開口部３３ａ〜３３ｄから引き抜き、電池パック１００からアームを離す。

以上説明したように、この実施の形態に従う電池パック１００は、保持爪により吊り下げ保持した状態で搬送して車両に搭載することができる。電池ケースの上部に形成された開口部３３ａ〜３３ｄに保持爪を挿入して電池パック１００を吊り下げ保持することで、保持中の電池パック１００の重心が、保持爪で支持される部位（上面部３１）よりも低くなるため、保持中に電池パック１００の姿勢が安定しやすくなる。また、電池パック１００では、開口部３３ａ〜３３ｄを利用して電池パック１００を吊り下げ保持することが可能であり、電池ケースの外側に張り出す部材（たとえば、取っ手）を設ける場合よりも電池パック１００の体格の増加を抑制することができる。

しかし、上記のような開口部３３ａ〜３３ｄが形成されることによって、電池ケースの上方からの荷重に対する電池ケースの強度が弱くなることが考えられる。また、電池ケース自体を補強することはコストアップにつながる。

そこで、この実施の形態に従う電池パック１００では、電池ケースの開口部３３ａ〜３３ｄを、車両の車体に固定されたフレーム部材（後述するシートレール等）の下方に配置されるように形成している。開口部３３ａ〜３３ｄの上方にフレーム部材が存在することにより、電池ケースの上方からの荷重をフレーム部材で受け止めることが可能になる。フレーム部材は車体に支持されているため、フレーム部材に加えられた荷重は、車体に伝達され、開口部３３ａ〜３３ｄには伝達されにくい。すなわち、電池ケースの上方からの荷重を車体で受け止めることができる。

以下、図５〜図７を用いて、電池パック１００が搭載された車両について説明する。各図において、互いに直交するＦＲ軸、ＬＨ軸、及びＧ軸のうち、ＦＲ軸は車両の前後方向を、ＬＨ軸は車両の車幅方向を、Ｇ軸は車両の高さ方向を示している。以下、ＦＲ軸、ＬＨ軸、Ｇ軸の矢印が指し示す一方向には「＋」を、その反対の一方向には「−」を付けて表す。また、＋ＦＲ方向を「前方」、−ＦＲ方向を「後方」と称する場合がある。また、＋Ｇ方向を「鉛直方向」、−Ｇ方向を「上」と称する場合がある。

図５は、電池パック１００が搭載された車両２００の電池搭載領域周辺の断面構造を概略的に示す図である。また、図６は、図５に示される車両２００を上から見た図である。

図５及び図６を参照して、車両２００は、電池パック１００を備える。電池パック１００は、電池パック１００の幅方向が車両２００の前後方向に、電池パック１００の長さ方向が車両２００の車幅方向に、電池パック１００の高さ方向が車両２００の高さ方向に一致するように、車両２００に搭載される。車両２００は、電池パック１００に蓄えられた電力を使って走行するように構成される。車両２００は、電池パック１００に蓄えられた電力のみを用いて走行可能な電気自動車であってもよいし、電池パック１００に蓄えられた電力とエンジン（図示せず）の出力との両方を用いて走行可能なハイブリッド車両であってもよい。

車両２００は、シート２１０及び２２０と、シート載置部材としてのシートレール２０１〜２０４と、フロアパネル２０５と、車両２００の車幅方向に延びるクロスメンバー２０６及び２０７と、車両２００の前後方向に延びるサイドメンバー２０８及び２０９とを備える。電池パック１００は、シート２１０の下方とシート２２０の下方とにまたがって配置されている。シート２１０及び２２０の各々は、フロントシートであってもよいし、リアシートであってもよいし、２列目よりも後ろのシート（サードシート等）であってもよい。

フロアパネル２０５は、車両２００の車体の一部（アンダーボディ）を構成している。クロスメンバー２０６，２０７及びサイドメンバー２０８，２０９は、シート２１０及び２２０の周囲に配置され、フロアパネル２０５に固定されている。シートレール２０１〜２０４は、車両２００の前後方向に延設され、固定部材（後述する図７に示すブラケット２３４及び２３５等）によりクロスメンバー２０６，２０７に固定されている。

シート２１０の下面には、鉛直方向に突出するレール係合部２１１及び２１２が設けられている。レール係合部２１１，２１２はそれぞれ、シートレール２０１，２０３に沿ってスライド移動できるように、シートレール２０１，２０３と係合している。また、シート２２０の下面には、鉛直方向に突出するレール係合部２２１及び２２２が設けられている。レール係合部２２１，２２２はそれぞれ、シートレール２０２，２０４に沿ってスライド移動できるように、シートレール２０２，２０４と係合している。こうしたスライド機構により、車体に取り付けられたシート２１０及び２２０をスライド移動させることが可能になる。ユーザは、シート２１０及び２２０を車両２００の前後方向にスライド移動させて、シート２１０及び２２０の位置を調整することができる。

シートレール２０１〜２０４のうち、シートレール２０１及び２０２は、電池パック１００の上方に配置される。電池パック１００は、フロアパネル２０５とシートレール２０１，２０２との間に配置される。電池パック１００の電池ケースの上部に形成された開口部３３ａ〜３３ｄのうち、開口部３３ａ及び３３ｃはシートレール２０１（第１シート載置部材）の下方に配置されており、開口部３３ｂ及び３３ｄはシートレール２０２（第２シート載置部材）の下方に配置されている。

フロアパネル２０５は、凹部Ｒを有する。この実施の形態では、フロアパネル２０５の凹部Ｒ内の領域が、車両２００の電池搭載領域に相当する。図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。

図７を参照して、電池パック１００は、その一部が凹部Ｒ内に入った状態で、ブラケット２３１及び２３３によりフロアパネル２０５に固定されている。ブラケット２３１は、電池パック１００とクロスメンバー２０６とに機械的又は冶金的に接合されている。ブラケット２３２は、ブラケット２３３を支えるためのブラケットであり、凹部Ｒ内に固定されている。ブラケット２３３は電池パック１００とフロアパネル２０５とに機械的又は冶金的に接合されている。電池パック１００は、ブラケット２３１，２３３及びクロスメンバー２０６を介してフロアパネル２０５に固定されている。電池パック１００は、フロアパネル２０５から浮いた状態で固定されている。

また、シートレール２０１〜２０４（図７にはシートレール２０１のみ図示）は、フロアパネル２０５に固定され、電池パック１００よりも高い位置に配置されている。たとえば、シートレール２０１は、ブラケット２３４及び２３５によりフロアパネル２０５に固定されている。ブラケット２３４は、シートレール２０１とクロスメンバー２０６とに機械的又は冶金的に接合されている。ブラケット２３５は、シートレール２０１とクロスメンバー２０７とに機械的又は冶金的に接合されている。シートレール２０１は、ブラケット２３４，２３５及びクロスメンバー２０６，２０７を介してフロアパネル２０５に固定されている。

フロアパネル２０５の凹部Ｒの大きさは、電池搭載領域に対応した大きさ（電池パック１００と概ね同じ大きさ）にすることが好ましい。たとえば、フロアパネル２０５の凹部Ｒを、電池パック１００よりも少しだけ大きくしてもよい。こうした大きさを有する凹部Ｒを設けることで、電池搭載領域に対する電池パック１００の位置合わせが容易になる。また、電池ケースの上部に設けられた開口部３３ａ〜３３ｄ（図７には開口部３３ａ及び３３ｃのみ図示）は、凹部Ｒよりも高い位置に配置されている。このため、搬送装置の保持爪を開口部３３ａ〜３３ｄから引き抜くためのスペースを凹部Ｒ内に設ける必要はない。

フロアパネル２０５に凹部Ｒが形成されていることで、フロアパネル２０５とシートレール２０１，２０２との間に、電池パック１００を収容するためのスペースを確保しやすくなる。凹部が形成されていないフロアパネル２０５上に電池パック１００を設置する場合と比べて、クロスメンバー２０６，２０７とシートレール２０１，２０２との距離（ひいては、ブラケット２３４，２３５の長さ）を短くすることができる。ブラケット２３４，２３５を短くすることで、シートレール２０１の倒れ込みが生じにくくなる。

以上説明したように、車両２００では、電池パック１００の電池ケースの上部に形成された開口部３３ａ〜３３ｄが、車体（フロアパネル２０５）に固定されたシートレール２０１，２０２の下方に配置される。開口部３３ａ〜３３ｄの上方にシートレール２０１，２０２が存在するため、電池ケースの上方からの荷重（鉛直方向の力）をシートレール２０１，２０２で受け止めることが可能になる。シートレール２０１，２０２はフロアパネル２０５に支持されているため、シートレール２０１，２０２に加えられた荷重は、フロアパネル２０５に伝達され、開口部３３ａ〜３３ｄには伝達されにくい。すなわち、電池ケースの上方からの荷重をフロアパネル２０５で受け止めることができる。このため、電池ケースの上部に設けられた開口部３３ａ〜３３ｄに、電池ケースの上方からの荷重が加わりにくくなる。電池ケースの上方からの荷重が開口部３３ａ〜３３ｄに加わりにくくなることで、電池ケース（特に、開口部３３ａ〜３３ｄ周辺）を補強することなく上からの力に対して電池パック１００を保護することが可能になる。

また、車両２００の乗員がシートレール２０１，２０２を踏む可能性は低いため、シートレール２０１，２０２の下方に開口部３３ａ〜３３ｄを配置することで、電池パック１００の上から開口部３３ａ〜３３ｄに向かって力が加えられる頻度を低くすることができる。また、シートレール２０１，２０２の強度は高いため、仮に車両２００の乗員がシートレール２０１，２０２を踏んだとしても、シートレール２０１，２０２で荷重を受け止めることが可能になる。

シートレール２０１，２０２と電池ケースの上面とは、シートレール２０１，２０２が車両２００の乗員に踏まれて撓んでも、シートレール２０１，２０２が電池ケースの上面に接しない程度離れていることが好ましい。ただし、シートレール２０１，２０２と電池ケースの上面との隙間（空隙）が大き過ぎると、シートレール２０１，２０２と電池ケースの上面との間に物が入り込みやすくなる。このため、隙間が大き過ぎると、物の落下等によって開口部３３ａ〜３３ｄに衝撃が加わる可能性がある。シートレール２０１，２０２と電池ケースの上面との間隔は、たとえば０ｃｍ〜１０ｃｍであることが好ましい。なお、電池ケースの上面をゴム材料等で形成することにより、シートレール２０１，２０２と電池ケースの上面との間隔を０ｃｍにすることが容易になる。

車両２００の電池搭載領域は、図６に示す位置に限られず、車体に固定されたフレーム部材（たとえば、シートレール）の下方に電池パック１００の開口部３３ａ〜３３ｄが配置される範囲で任意に変更できる。図８は、電池搭載領域の変形例を示す図である。

図８を参照して、電池パック１００は、１つのシート（たとえば、シート２１０）の下方に配置されてもよい。図８に示す例では、電池パック１００の電池ケースの上部に形成された開口部３３ａ〜３３ｄのうち、開口部３３ａ及び３３ｃがシートレール２０３（第１シート載置部材）の下方に配置されており、開口部３３ｂ及び３３ｄがシートレール２０１（第２シート載置部材）の下方に配置されている。

電池ケースの上部に形成された開口部と、その開口部から保持爪が挿入される空間とに関して、数、大きさ、形状等は、保持爪の挿抜が可能な範囲で任意に変更できる。

図９は、電池ケースの上部に８個の開口部が形成された例を示す図である。図９を参照して、電池パック１００は、シート２１０の下方とシート２２０の下方とにまたがって配置されている。電池パック１００の電池ケースの上部に形成された８つの開口部３３はいずれも、シートレール２０１〜２０４のいずれかの下方に配置されている。１つのシートレールの下方には、２つの開口部３３が配置されている。

図１０は、電池ケースの側面のみに開口する開口部が電池ケースの上部に形成された例を示す図である。図１０を参照して、開口部３３ａは、アッパーカバー３０の垂下部（たとえば、図３に示す壁部３２ａ）のみに開口し、アッパーカバー３０の上面部３１には開口していない。また、図１０に示す例では、第２段部２１ｃの代わりに傾斜部２１ｅを設けることで、壁部２１ｂと第３段部２１ｄとが傾斜部２１ｅ（中間部）を介してつながっている。傾斜部２１ｅは、ＸＹ面に対して鋭角方向に延びる部分である。傾斜部２１ｅは、壁部２１ｂの上端から幅方向内側に延びている。

図１１は、電池ケースの上部に形成された開口部の形状の変形例を示す図である。図１１を参照して、開口部３３ａ〜３３ｄは、壁部３２ａ，３２ｂの途中（たとえば、壁部３２ａ，３２ｂの先端付近）から上面部３１の途中（たとえば、上面部３１の幅方向の端部）までの範囲に開口する貫通孔である。

図１２は、電池ケースの上面のみに開口する開口部が電池ケースの上部に形成された例を示す図である。図１２を参照して、開口部３３ｅは、アッパーカバー３０の上面部３１のみに開口している。上面部３１には、電池ケースの内側へ突出する係合部３１ａが設けられている。搬送装置の保持爪ＡＲ３は、開口部３３ｅから空間Ｓ２に挿入される。搬送装置の保持爪ＡＲ３と係合部３１ａとが係合した状態で保持爪ＡＲ３を上昇させることで、電池パックを吊り下げ保持することができる。

電池ケースの上部に形成された開口部の上方に配置されるシート載置部材として、シートレールの代わりにシートパイプを採用してもよい。

電池ケースのサイドカバーは２つに分かれていなくてもよい。たとえば、第１サイドカバー２１の第３段部２１ｄと第２サイドカバー２２の第３段部２２ｄとがつながって、単一のサイドカバーを構成してもよい。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ ロアカバー、１１ 底面部、１２ａ，１２ｂ，２２ａ 第１段部、１３，２１ｂ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂ 壁部、１４，２１ｃ，２２ｃ 第２段部、２０ サイドカバー、２１ 第１サイドカバー、２１ｄ，２２ｄ 第３段部、２１ｅ 傾斜部、２２ 第２サイドカバー、３０ アッパーカバー、３１ 上面部、３１ａ 係合部、３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ 開口部、４０ フロントカバー、５０ バックカバー、１００ 電池パック、１０１ 電池ユニット、２００ 車両、２０１，２０２，２０３，２０４ シートレール、２０５ フロアパネル、２０６，２０７ クロスメンバー、２０８，２０９ サイドメンバー、２１０，２２０ シート、２１１，２１２，２２１，２２２ レール係合部、２３１，２３２，２３３，２３４，２３５ ブラケット、ＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３ 保持爪、Ｒ 凹部、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ 空間。

Claims (8)

1. 電池ケースと、前記電池ケース内に収容されている電池ユニットとを有する電池パックと、
   前記電池パックの上方に配置され、車体に固定されるフレーム部材と、
   を備え、
   前記電池ケースの上部には、前記フレーム部材の下方に配置され、かつ、前記電池ケースの上面及び側面の少なくとも一方に開口する開口部が形成されている、車両。
2. 前記フレーム部材は、前記車体の一部を構成するフロアパネルに固定されるシート載置部材であり、
   前記シート載置部材は、シートレール又はシートパイプであり、
   前記電池パックは、前記フロアパネルと前記シート載置部材との間に配置され、前記フロアパネルに固定されている、請求項１に記載の車両。
3. 前記フロアパネルは、凹部を有し、
   前記電池パックの一部が前記凹部内に入った状態で、前記電池パックは前記フロアパネルに固定されている、請求項２に記載の車両。
4. 前記シート載置部材として、第１シート載置部材及び第２シート載置部材を備え、
   前記開口部として、前記第１シート載置部材の下方に配置される第１開口部及び第２開口部と、前記第２シート載置部材の下方に配置される第３開口部及び第４開口部とが、前記電池ケースの上部に形成されている、請求項２又は３に記載の車両。
5. 前記電池ケースは、互いに分割されたアッパーカバーとサイドカバーとロアカバーとを含み、
   前記第１開口部、前記第２開口部、前記第３開口部、及び前記第４開口部は、前記アッパーカバーに形成されている、請求項４に記載の車両。
6. 前記アッパーカバーは、前記電池ユニットの上面に対して平行な方向に延びる上面部と、前記上面部の幅方向外側端部から下方に延びる垂下部とを一体的に有する板状部材であり、
   前記サイドカバーは、前記電池ユニットの側面に対して平行な方向に延び、前記垂下部に接触する側面部と、前記側面部の上端から幅方向内側に延びる中間部と、前記中間部よりも上方で前記上面部に接触する接触部とを一体的に有する板状部材であり、
   前記第１開口部、前記第２開口部、前記第３開口部、及び前記第４開口部は、前記アッパーカバーの前記垂下部に形成されている、請求項５に記載の車両。
7. 電池ケースに形成された開口部に搬送装置の保持爪が挿入されることにより、前記保持爪により吊り下げ保持された状態で搬送されて車両に搭載される電池パックであって、
   電池ケースと、
   前記電池ケース内に収容されている電池ユニットと、
   を備え、
   前記開口部は、前記電池ケースの上部に形成され、前記車両の車体に固定されたフレーム部材の下方に配置されている、電池パック。
8. 前記電池ケースは、前記開口部から前記保持爪が挿入される第１空間と、前記電池ユニットが収容される第２空間とを含み、
   前記第１空間と前記第２空間とは連通していない、請求項７に記載の電池パック。

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