JP2020168984A - 車両用電池パックの搭載構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用電池パックが損傷する虞を小さくできる車両用電池パックの搭載構造を提供する。【解決手段】車両用電池パック４の搭載構造は、車両の車両前後方向に延びる車体骨格部材を構成する左右一対のサイドシル２と、左右一対のサイドシル２に対して車幅方向にスライド可能に支持される車両用電池パック４とを備える。車両用電池パック４は、弾性体５を介してサイドシル２内に配置され、サイドシル２の強度と、弾性体５の緩衝機能により、側面衝突から保護される。【選択図】図３

Description

本開示は、車両用電池パックの搭載構造に関する。

特許文献１には、車両のバッテリ搭載構造が開示されている。かかる車両のバッテリ搭載構造は、車幅方向に間隔を空けてかつ車両の前後方向に延ばして配置された一対の骨格部材と、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し、一対の骨格部材の間に配置された電池パックとを備える。また、かかる車両のバッテリ搭載構造において、電池パックは、積層体の積層方向を車幅方向に合わせた姿勢で一対の骨格部材の互いに平行な部分の間に配置されるとともに、電池パックと一対の骨格部材とを固定する固定具と、固定具によって電池パックを一対の骨格部材に固定した状態で電池パックと少なくとも一方の骨格部材との間に生じる隙間に配置されており、車幅方向に向けて押圧力を発生し、かつ外部からの操作によって押圧力を変えることができる押圧部とを備える。

特開２０１７−１９６９４３号公報

特許文献１が開示する車両のバッテリ搭載構造では、車両が側面衝突された場合に、車両の前後方向に延ばして配置された一対の骨格部材（サイドシル）に電池パックが挟まれて、電池パックが損傷する虞がある。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、車両が側面衝突された場合であっても、左右一対のサイドシルに車両用電池パックが挟まれることがなく、車両用電池パックが損傷する虞を小さくできる車両用電池パックの搭載構造を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る車両用電池パックの搭載構造は、車両前後方向に沿って延びる車体骨格部材を構成する左右一対のサイドシルと、前記左右一対のサイドシルに対して車幅方向にスライド可能に支持される車両用電池パックとを備える。

上記（１）の構成によれば、車両用電池パックが左右一対のサイドシルに対して車幅方向にスライド可能に支持されるので、車両が側面衝突された場合に、左右一対のサイドシルに対して車両用電池パックが車幅方向にスライドする。これにより、左右一対のサイドシルに車両用電池パックが挟まれることがなく、車両用電池パックが損傷する虞を小さくできる。

（２）本発明の一実施形態では、上記（１）の構成において、前記左右一対のサイドシルと前記車両用電池パックとの間に設けられ、前記車両用電池パックを弾性支持する弾性体を備える。

上記（２）の構成によれば、車両用電池パックは、左右一対のサイドシルと車両用電池パックとの間に設けられた弾性体によって弾性支持される。これにより、車両の走行時における車両用電池パックの振動を抑制できる。

（３）本発明の一実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、前記左右一対のサイドシルは、前記車両の車体に設けられる上部サイドシルと、前記上部サイドシルに取り付けられ、前記車両用電池パックを車幅方向にスライド可能に支持する下部サイドシルとを含む。

上記（３）の構成によれば、下部サイドシルが車両の車体に設けられる上部サイドシルに取り付けられ、下部サイドシルが車体用電池パックを車幅方向にスライド可能に支持する。これにより、車両用電池パックを左右一対のサイドシルに対して車幅方向にスライド可能に支持できる。

（４）本発明の一実施形態では、上記（１）から（３）のいずれか一つの構成において、前記車両用電池パックは、前記左右一対のサイドシルから前記車両用電池パックが抜け落ちるのを防止するためのストッパを備える。

上記（４）の構成によれば、ストッパが、左右一対のサイドシルから車両用電池パックが抜け落ちるのを防止できる。

（５）本発明の一実施形態では、上記（１）から（４）のいずれか一項の構成において、前記サイドシルに取り付けられ、前記車両用電池パックの側面を覆うカバーを備える。

上記（５）の構成によれば、カバーがサイドシルに取り付けられ、車両用電池パックの側面を覆うので、車両の外から車両用電池パックを隠し、見栄えを良好なものにできる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、左右一対のサイドシルに車両用電池パックが挟まれることがなく、車両用電池パックが損傷する虞を小さくできる。

本発明の実施形態１から５に係る車両用電池パックの搭載構造が採用された車両の車体を示す斜視図である。 本発明の実施形態１係る車両用電池パックの搭載構造を概略的に示す側面図である。 図２に示した本発明の実施形態１に係る車両用電池パックの搭載構造を概略的に示す正面図であって、車両が側面衝突された場合における車両用電池パックの挙動を説明するための図である。 本発明の実施形態２に係る車両用電池パックの搭載構造を概略的に示す斜視図である。 図４に示した本発明の実施形態２に係る車両用電池パックの搭載構造を説明するための分解斜視図である。 本発明の実施形態３に係る車両用電池パックの搭載構造を概略的に示す正面図である。 本発明の実施形態４に係る車両用電池パックの搭載構造を概略的に示す正面図である。 本発明の実施形態５に係る車両用電池パックの搭載構造を概略的に示す正面図である。

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。

図１は、本発明の実施形態１から５に係る車両用電池パックの搭載構造１が採用された車両１００の車体１０１を示す斜視図である。図１に示すように、本発明の実施形態１から５に係る車両用電池パックの搭載構造１が採用された車両１００は、例えば、電力を動力源とする電動車両であって、例えば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）又はプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ，ＰＨＥＶ）である。

［実施形態１］
図２は、本発明の実施形態１に係る車両用電池パックの搭載構造１を概略的に示す側面図である。図３は、図２に示した本発明の実施形態１に係る車両用電池パックの搭載構造１を概略的に示す正面図であって、車両１００が側面衝突された場合における車両用電池パック４の挙動を説明するための図である。

図２に示すように、本発明の実施形態１に係る車両用電池パックの搭載構造１は、左右一対のサイドシル２Ｌ，２Ｒと車両用電池パック４とを備えて構成される。

左右一対のサイドシル２Ｌ，２Ｒは、車両１００の車幅方向両側において車両前後方向に沿って延びる車体骨格部材を構成する。左右一対のサイドシル２Ｌ，２Ｒは、車両１００の側面開口（ドア開口）の縁部を構成し、車両１００の側面開口の下縁部において車両１００の内外を仕切る敷居（シル）となる。左右一対のサイドシル２Ｌ，２Ｒは、例えば、中空の筒をなすように、鋼板が溝形に折り曲げられた一対の部材の開口が向かい合うように接合されて構成されるが、これに限られるものではなく、例えば、中実なブロック（例えば、鋼材）で構成されてもよい。

左右一対のサイドシル２Ｌ，２Ｒにはフロアパネル３が架け渡されている（図３参照）。フロアパネル３は、車室内と車室外とを区切る床を構成するパネルであり、重力方向においてフロアパネル３の上方域が車室となる。

車両用電池パック４は、駆動用モータ（図示せず）に電力を供給するためのものであり、複数（多数）の電池セル（図示せず）を含んで構成される。複数の電池セルは、電池容量が等しく小さい電池セルで構成される。複数の電池セルは、いくつかのグループに分けられ、グループ毎に直列に接続され、グループ毎に一つのモジュールを構成する。そして、これら複数の電池セルが直列に接続されたモジュールが更に直列に接続されることで、総電圧が大きな電池を構成する。

車両用電池パック４は、左右一対のサイドシル２Ｌ，２Ｒに対して車幅方向にスライド可能に支持される。例えば、車両用電池パック４は、平面視矩形であって一様な厚みを有する直方体であって、その長手方向が車幅方向に沿って配置され、左右一対のサイドシル２Ｌ，２Ｒに対して車幅方向にスライド可能に支持される。例えば、車両用電池パック４は、左右一対のサイドシル２Ｌ，２Ｒを貫通することで、左右一対のサイドシル２Ｌ，２Ｒに対して車幅方向にスライド可能に支持される。

また、本発明の実施形態１に係る車両用電池パックの搭載構造１は、左右一対のサイドシル２Ｌ，２Ｒと車両用電池パック４との間に弾性体５が設けられる。弾性体５は、車両用電池パック４を弾性支持する。弾性体５は、例えば、衝撃・振動吸収性に優れた制震ゴムであり、摩擦係数が小さく、車両用電池パック４を車幅方向にスライド可能に支持する。

このようにすれば、車両用電池パック４は、左右一対のサイドシル２Ｌ，２Ｒと車両用電池パック４との間に設けられた弾性体５によって弾性支持される。これにより、車両１００の走行時における車両用電池パック４の振動を抑制できる。

上述した本発明の実施形態１に係る車両用電池パックの搭載構造１では、図３（ａ）に示すように、車両用電池パック４が左右一対のサイドシル２Ｌ，２Ｒに対してスライド可能に支持される。そして、図３（ｂ）に示すように、車両用電池パック４が搭載された車両１００が側面衝突されると、図３（ｃ）に示すように、左右一対のサイドシル２Ｌ，２Ｒに対して車両用電池パック４が車幅方向にスライドする。

上述した本発明の実施形態１に係る車両用電池パックの搭載構造１によれば、上述したように、車両用電池パック４が左右一対のサイドシル２Ｌ，２Ｒに対して車幅方向にスライド可能に支持されるので、車両１００が側面衝突された場合に、左右一対のサイドシル２Ｌ，２Ｒに対して車両用電池パック４が車幅方向にスライドする。これにより、左右一対のサイドシル２Ｌ，２Ｒに車両用電池パック４が挟まれることがなく、車両用電池パック４が損傷する虞を小さくできる。

［実施形態２］
図４は、本発明の実施形態２に係る車両用電池パックの搭載構造１Ａを概略的に示す斜視図である。図５は、本発明の実施形態２に係る車両用電池パックの搭載構造１Ａを説明するための分解斜視図である。

図４及び図５に示すように、本発明の実施形態２に係る車両用電池パックの搭載構造１Ａは、上述した本発明の実施形態１に係る車両用電池パックの搭載構造１において、左右一対のサイドシル２Ｌ，２Ｒのそれぞれは、上部サイドシル２１と下部サイドシル２２とを含む。

図５に示すように、上部サイドシル２１は、車両１００の車体１０１に設けられる。上部サイドシル２１は、サイドシル２において車両１００の側面開口（ドア開口）の縁部を構成する部分であり、車両前後方向に延びている。上部サイドシル２１は、その下縁部に下部サイドシル２２を取り付けるための取付部２１ａを有する。取付部２１ａは、車両前後方向に沿って延びる細長い直方体形状を有し、その長手方向（車両前後方向）となる側面に複数の取付穴（ネジ穴）２１ａ１が略等間隔に設けられている。また、取付部２１ａは、その幅方向（車幅方向）となる側面（前面及び後面）にそれぞれ二つの取付穴（ネジ穴）２１ａ２が車幅方向に並んで設けられている。

上部サイドシル２１は、例えば、中空の筒をなすように、鋼板が溝形に折り曲げられた一対の部材の開口が向かい合うように接合されて構成されるが、これに限られるものではなく、例えば、中実なブロック（例えば、鋼材）で構成されてもよい。

図５に示すように、下部サイドシル２２は、上部サイドシル２１に取り付けられ、車両用電池パック４を車幅方向にスライド可能に支持する。下部サイドシル２２は、車両前後方向に延び、その長手方向（車両前後方向）に車両用電池パック４を収容する凹部２２ａを有している。凹部２２ａの底面（下部サイドシル２２の長手方向上面）に車両用電池パック４をスライド可能に支持する支持面２２ａ１を有し、例えば、この支持面２２ａ１に弾性体５が設けられる。

下部サイドシル２２は、その長手方向両側端部に直立するガイド部２２ｂが設けられ、その上端部（ガイド部２２ｂの上端部）に二つの取付穴（貫通穴）２２ｂ１が車幅方向に並んで設けられている。この二つの貫通穴２２ｂ１は、上部サイドシル２１に下部サイドシル２２を取り付ける場合に上部サイドシル２１に設けられた二つのネジ穴２１ａ２と重なり、二つの貫通穴２２ｂ１を貫通するボルト（図示せず）が二つのネジ穴２１ａ２に嵌まることによって上部サイドシル２１に下部サイドシル２２が取り付けられる。

また、ガイド部２２ｂの上端部１の車幅方向外側には、矩形の切り欠き２２ｂ２が設けられ、この切り欠き２２ｂ２にガイドバー２３が取り付けられる。矩形の切り欠き２２ｂ２は、ガイドバー２３を取り付けるためのものであり、その上面には取付穴（ネジ穴）（図示せず）が開口している。ガイドバー２３は、車両用電池パック４をスライド可能に支持するとともに、下部サイドシル２２を上部サイドシル２１に強固に取り付けるためのものである。ガイドバー２３の両端部は、他の部分よりも一段低くなっており、それぞれ取付穴（貫通穴）（図示せず）が設けられている。この貫通穴は、下部サイドシル２２にガイドバー２３を取り付ける場合に矩形の切り欠き２２ｂ２に設けられたネジ穴と重なり、貫通穴を貫通するボルトＢがネジ穴に嵌まることによって下部サイドシル２２にガイドバー２３が取り付けられる。

また、ガイドバー２３は、長手方向（車両前後方向）となる側面に複数の取付穴（貫通穴）２３ａ１が略等間隔に設けられている。これらの複数の貫通穴２３ａ１は、下部サイドシル２２を上部サイドシル２１に取り付ける場合に上部サイドシル２１に設けられた複数のネジ穴２１ａ１と重なり、貫通穴２３ａ１を貫通するボルト（図示せず）がネジ穴２１ａ１に嵌まることによって上部サイドシル２１に下部サイドシル２２が取り付けられる。

上述した本発明の実施形態２に係る車両用電池パックの搭載構造１Ａによれば、下部サイドシル２２が車両１００の車体１０１に設けられる上部サイドシル２１に取り付けられ、下部サイドシル２２が車両用電池パック４を車幅方向にスライド可能に支持する。これにより、車両用電池パック４を左右一対のサイドシル２Ｌ，２Ｒに対して車幅方向にスライド可能に支持できる。

［実施形態３］
図６は、本発明の実施形態３に係る車両用電池パックの搭載構造１Ｂを概略的に示す正面図である。

図６に示すように、本発明の実施形態３に係る車両用電池パックの搭載構造１Ｂは、上述した本発明の実施形態１又は２に係る車両用電池パックの搭載構造１，１Ａにおいて、車両用電池パック４は、ストッパ４１を備える。ストッパ４１は、左右一対のサイドシル２Ｌ，２Ｒから車両用電池パック４が抜け落ちるのを防止するためのものである。図６において一のストッパ４１を示すが、ストッパ４１は車幅方向両側に設けられる。図６に示すように、例えば、ストッパ４１は、車両用電池パック４の両側下面に設けられるが、車両用電池パック４の下面に設けられるものに限られるものではない。

図６に示すように、ストッパ４１は、例えば、サイドシル２Ｌからサイドシル２Ｒの幅Ｗ１よりも狭い間隔Ｗ２を開けて取り付けられ、車両用電池パック４が間隔Ｗ２と同じだけスライドしてもサイドシル２Ｌから車両用電池パック４が抜け落ちることがない。

上述した本発明の実施形態３に係る車両用電池パックの搭載構造１Ｂによれば、ストッパが左右一対のサイドシル２Ｌ，２Ｒから車両用電池パック４が抜け落ちるのを防止できる。

［実施形態４］
図７は、本発明の実施形態４に係る車両用電池パックの搭載構造１Ｃを概略的に示す正面図である。

図７に示すように、本発明の実施形態４に係る車両用電池パックの搭載構造１Ｃは、上述した本発明の実施形態１又は２に係る車両用電池パックの搭載構造１，１Ａにおいて、車両用電池パック４Ｃは、凸部４１Ｃを有する。凸部４１Ｃは、上述したストッパ４１と同様に、左右一対のサイドシル２Ｌ，２Ｒから車両用電池パック４Ｃが抜け落ちるのを防止するためのものであり、車両用電池パック４Ｃの形状を凸部４１Ｃを有する形状とすることにより、ストッパ４１と同じ機能を発揮するように形成されている。図７に示すように、例えば、凸部４１Ｃは、ストッパ４１と同様に、車両用電池パック４の下面に設けられるが、車両用電池パック４Ｃの下面に設けられるものに限られるものではない。

図７に示すように、凸部４１Ｃは、例えば、サイドシル２Ｌからサイドシル２Ｒの幅Ｗ３よりも狭い間隔Ｗ４を開けて設けられ、車両用電池パック４が間隔Ｗ４と同じだけスライドしてもサイドシル２Ｌから車両用電池パック４Ｃが抜け落ちることがない。

上述した本発明の実施形態４に係る車両用電池パックの搭載構造１Ｃによれば、凸部４１Ｃが左右一対のサイドシル２Ｌ，２Ｒから車両用電池パック４Ｃが抜け落ちるのを防止できる。

［実施形態５］
図８は、本発明の実施形態５に係る車両用電池パックの搭載構造１Ｄを概略的に示す正面図である。

図８に示すように、本発明の実施形態５に係る車両用電池パックの搭載構造１Ｄは、上述した本発明の実施形態１から４のいずれか一つに係る車両用電池パックの搭載構造１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃにおいて、カバー６を備える。カバー６は、車両用電池パック４，４Ｃの側面を覆うものであり、左右一対のサイドシル２Ｌ，２Ｒに取り付けられる。カバー６は、車両用電池パック４，４Ｃを外部から隠すとともに、車両１００が側面衝突された場合に車両用電池パック４，４Ｃをスライド可能とするものである。カバー６は、例えば、薄い鋼板等で構成され、例えば、左右一対のサイドシル２にそれぞれスポット溶接（点付け）することによって取り付けられる（図８に溶接痕６１を示す）。これにより、車両１００が側面衝突された場合には、車両用電池パック４，４Ｃの車両衝突方向反対側のサイドシル２に取り付けられたカバー６のスポット溶接部分が外れ、車両用電池パック４，４Ｃの車幅方向のスライドを可能にする。

上述した本発明の実施形態５に係る車両用電池パックの搭載構造１Ｄによれば、車両用電池パック４，４Ｃの側面を覆うので、車両１００の外から車両用電池パック４，４Ｃを隠し、見栄えを良好なものにできる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 車両用電池パックの搭載構造
２，２Ｌ，２Ｒ サイドシル
２１ 上部サイドシル
２１ａ 取付部
２１ａ１ 取付穴（ネジ穴）
２１ａ２ 取付穴（ネジ穴）
２２ 下部サイドシル
２２ａ 凹部
２２ａ１ 支持面
２２ｂ ガイド部
２２ｂ１ 取付穴（貫通穴）
２２ｂ２ 切り欠き
２３ ガイドバー
２３ａ１ 取付穴（貫通穴）
３ フロアパネル
４，４Ｃ 車両用電池パック
４１ ストッパ
４１Ｃ 凸部
５ 弾性体
６ カバー
６１ 溶接痕
１００ 車両
１０１ 車体

Claims (5)

1. 車両前後方向に沿って延びる車体骨格部材を構成する左右一対のサイドシルと、
   前記左右一対のサイドシルに対して車幅方向にスライド可能に支持される車両用電池パックと
   を備えることを特徴とする車両用電池パックの搭載構造。
2. 前記左右一対のサイドシルと前記車両用電池パックとの間に設けられ、前記車両用電池パックを弾性支持する弾性体を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用電池パックの搭載構造。
3. 前記左右一対のサイドシルは、
   前記車両の車体に設けられる上部サイドシルと、
   前記上部サイドシルに取り付けられ、前記車両用電池パックを車幅方向にスライド可能に支持する下部サイドシルと
   を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用電池パックの搭載構造。
4. 前記車両用電池パックは、
   前記左右一対のサイドシルから前記車両用電池パックが抜け落ちるのを防止するためのストッパを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用電池パックの搭載構造。
5. 前記サイドシルに取り付けられ、前記車両用電池パックの側面を覆うカバーを備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用電池パックの搭載構造。

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