JP2021079850A

JP2021079850A - 電池保護構造体

Info

Publication number: JP2021079850A
Application number: JP2019209548A
Authority: JP
Inventors: 雄太高波; Yuta Takanami; 岳文久々江; Takefumi Kugue; 川口　聡; Satoshi Kawaguchi; 聡川口
Original assignee: Aisin Keikinzoku Co Ltd
Current assignee: Aisin Keikinzoku Co Ltd
Priority date: 2019-11-20
Filing date: 2019-11-20
Publication date: 2021-05-27
Anticipated expiration: 2039-11-20
Also published as: JP7386678B2; CN112928369A

Abstract

【課題】車両に搭載する電池の保護効果が高く、止水性に優れる電池保護構造体の提供を目的とする。【解決手段】保護部材と、前記保護部材の上面側に重ねた板状の止水部材と、前記止水部材の上面側に配置した電池モジュールの搭載部とを備え、前記保護部材はそれぞれ中空断面形状からなる複数の保護フレームを相互に連結してあることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に二次電池を搭載するのに用いられる電池保護構造体に関する。

電気自動車やハイブリッド自動車の分野には、電池モジュール，電池パック等と称される二次電池が搭載されている。
一回の充電で走行できる航続距離を長くするには、それだけ二次電池の搭載スペースが広く必要となり、重量も大きくなる。
そこで近年は、車両のフロア下面側に電池搭載スペースを確保することが検討されている。
この場合に、外部からの雨水の浸入を防ぐ必要がある。
例えば特許文献１には、電池（バッテリ）を搭載するためのバッテリフレームに内周縁と外周縁を設けることで、この間にフロアメンバをシール材を挟むように嵌合する構造を開示する。
しかし、このような構造にあっては、車両への取付作業が大変である。
また、同公報に開示するバッテリフレームの構造では、外部からの入力荷重に対しての電池の保護が不充分である。

特開平７−２４２１２５号公報

本発明は、車両に搭載する電池の保護効果が高く、止水性に優れる電池保護構造体の提供を目的とする。

本発明に係る電池保護構造体は、保護部材と、前記保護部材の上面側に重ねた板状の止水部材と、前記止水部材の上面側に配置した電池モジュールの搭載部とを備え、前記保護部材はそれぞれ中空断面形状からなる複数の保護フレームを相互に連結してあることを特徴とする。

ここで保護部材は、車両のフロアの下部側から等の衝撃等の入力荷重から電池を保護するためのものであり、本発明においてはアルミニウム合金押出材等の中空断面形状とした。
電池の搭載量が多くなると、保護部材の車両幅方向や前後方向の長さが大きくなり、押出成形等が設備上の制限等から製作が難しくなる。
そこで本発明は、中空断面形状からなる保護フレームを複数連結したものである。
連結方法は、溶接，嵌合，ビス止め等、いろいろな方法を採用できる。

本発明においては、仮に保護フレームの連結部から雨水等が浸入しても、その上面側に重ねた板状の止水部材でその浸入を遮断できるので、保護フレームの連結が容易になる。

本発明において、相互に連結された複数の保護フレームの連結方向と直交する端部は中空断面形状からなるサイドフレームが連結されていてもよい。
このようにすると、中空断面形状からなる保護フレームの中空断面端部に中空断面形状からなるサイドフレームの側部が突き当たり、全体としての保護効果が向上する。
全体としては、中空断面形状のフレーム体で左右及び前後方向を構成するので、下面側からの入力のみならず、左右，前後方向からの入力に対しても保護効果が向上する。

本発明においては、必要に応じて、止水部材の上面に配置した電池モジュールを覆うカバー部材を有していてもよい。

本発明に係る電池保護構造体にあっては、中空断面形状からなる複数の保護フレームを相互に連結するとともに、その上面に板状の止水部材を配置したので、電池の優れた保護効果と高い止水性を確保することができる。

（ａ）は電池保護構造体の斜視図、（ｂ）は保護部材とサイドフレーム、（ｃ）は保護部材の例を示す。（ａ）はＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は断面斜視図を示す。（ａ）はＢ−Ｂ線断面の一部を示し、（ｂ）は分解図を示す。電池保護構造体の分解図を示す。保護フレームの他の実施例を示す。

本発明に係る電池保護構造体の構成例を以下図に基づいて説明する。
図１（ａ）は、本発明に係る電池保護構造体の斜視図を示し、カバー部材５０は内部の電池モジュール１が分かるように透視図として示した。
図１（ｂ）は、複数の保護フレーム１１〜１５からなる保護部材１０と、サイドフレーム２１，２２との関係を示す。
図１（ｃ）は、保護部材１０を単体で示す。
図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図を図２（ａ）に示し、Ｂ−Ｂ線断面図の一部を図３（ａ）にそれぞれ示す。

本実施例における保護部材１０は、５本の保護レール１１〜１５を連結した例になっているが、電池モジュールの搭載量に合せて連結本数を選ぶことができる。
保護レール１１〜１５は、同じ構造であり、保護レール１１にて説明する。
保護レール１１は、複数の中空部１１ａを有するベース部材の一方の長手方向端部に沿って嵌合凹部１１ｂを有し、反対側が嵌合凸部１１ｃになっている。
保護レール１２〜１５も同様になっていて、例えば保護レール１２は、中空部１２ａと嵌合凹部１２ｂ、嵌合凸部１２ｃを有している。
本実施例では、複数の中空部１１ａからなるベース部と両側の嵌合凹部１１ｂと嵌合凸部１１ｃにて、全体として断面コ字形状になっている。
中空断面形状からなる保護フレームであればこれに限定されないが、断面コ字形状であれば強度が高くなる。
それぞれ隣り合う嵌合凹部と嵌合凸部とが嵌合連結され、必要に応じ溶接接合してある。
連結構造はこれに限定されないが、嵌合構造であると連結部の上下方向の変形荷重が強くなる。
これにより、図１（ｃ）に示すように全体として、長方形のパネル形状の保護部材１０が形成される。

保護フレーム１１〜１５は、アルミニウム合金の押出材を用いてあり、中空断面の両側の端部に中空部２１ａ，２２ａを有するサイドフレーム２１，２２を連結してある。
サイドフレーム２１，２２は、図３，４に示すように上下一対の嵌合片（２１ｂ，２１ｃ），（２２ｂ，２２ｃ）を有し、この間に保護フレーム側の中空部（ベース部）の端部が挿入嵌合された状態で連結してある。
この状態を図１（ｂ）に示す。
これにより、複数の保護フレーム１１〜１５と、これに直交する左右端部のサイドフレーム２１，２２にて骨組形状の保護部材１０が得られ、下側からの入力荷重や、左右，前後の入力荷重に対しても優れた保護効果を示す。

本発明は、この保護部材１０の上面側の概ね全体を覆うサイズの板状の止水部材３０を重ねるように配置した点にも特徴がある。
止水部材は、圧延材や樹脂シート材であってもよい。
これにより、複数の保護フレームの連結部がこの止水部材３０にて覆われているので、この部分の止水効果が高い。

止水部材３０の上面側には、適宜取付部材４０を連結し、電池モジュール１の端部のブラケット１ａ，１ｂを介して、ビス，ボルト等にて固定する。
また、必要に応じて電池モジュール１の上部をカバー部材５０にて覆ってもよい。
カバー部材５０は、逆さにした箱形になっていて、外縁部に取付片５１〜５４を有し、止水部材３０の上面側に取り外し可能に固定でき、内部に複数の電池モジュール１を搭載することができる。
このカバー部材５０は、圧延材を用いてプレス成形してもよく、樹脂材を用いて成形してもよい。

本発明に係る電池保護構造体は、サイドフレーム２１，２２を用いて、車体のフロア側に取り付けることができる。
例えば、車体のフロアを構成するメンバ等にボルト固定することができる。

１電池モジュール
１０保護部材
１１保護フレーム
１１ａ中空部
１１ｂ連結凹部
１１ｃ連結凸部
２１サイドフレーム
２１ａ中空部
３０止水部材
４０取付部材
５０カバー部材

Claims

保護部材と、前記保護部材の上面側に重ねた板状の止水部材と、前記止水部材の上面側に配置した電池モジュールの搭載部とを備え、
前記保護部材はそれぞれ中空断面形状からなる複数の保護フレームを相互に連結してあることを特徴とする電池保護構造体。
前記相互に連結された複数の保護フレームの連結方向と直交する端部は中空断面形状からなるサイドフレームが連結されていることを特徴とする請求項１記載の電池保護構造体。
前記止水部材の上面に配置した電池モジュールを覆うカバー部材を有することを特徴とする請求項１又は２記載の電池保護構造体。