JP2021123227A - 電池パックの車載構造 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の電池セルを有する電池パックを高い信頼性を確保しつつ簡易な構成で搭載する。
【解決手段】車両のフロアに設置される電池パックは、複数の電池セルと、複数の電池セルが並べて配置された電池パックケースと、電池パックケースがフロアに固定されることにより、複数の電池セルとフロアとの間に挟まれるように配置された第一緩衝部材と、を備える。また、第一緩衝部材は、車両の前後方向と車両の幅方向とに延びる矩形形状に構成される。そして、第一緩衝部材は、サスペンション取り付け部から遠い第一エリアが第一弾性率に構成され、第一エリアよりもサスペンション取り付け部に近い第二エリアが第一弾性率よりも低い第二弾性率に構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の電池セルを有する電池パックの車載構造に関する。

特許文献１には、車両の床下に配置される電池パックの保護構造に関する技術が開示されている。この技術の保護構造は、電池パックの側面を取り囲むように配置された電池パックフレームと、電池パックの車幅方向外側において車両前後方向に延在する左右一対のアンダーリーンフォースと、電池パックフレームの車幅方向外側の一方と他方とを車幅方向に連結するブレーズと、を備えている。特許文献１に構成によれば、車両の側方からの衝突が生じた場合、アンダーリーンフォースに入力された衝突荷重が電池パックフレームとアンダーブレースとを介して反衝突側へと伝えられる。これにより、側面から入力された衝突荷重が反衝突側へと分散されるので、電池パックにかかる荷重を減らすことができるとしている。

特開２０１９−０９１６０５号公報

大容量の電池パックは内部に複数の電池セルを収容しているため、そのサイズも大きくなる傾向がある。また、近年の技術では、それぞれの電池セルについてもエネルギ密度の向上や電池パックのコスト低減の要請から大型化の傾向がある。このような大容量の電池パックを高い信頼性を確保しつつ限られた車両のスペースに固定することは容易ではない。上記の従来の技術は、大型化した電池セルを搭載することを想定していないため、振動や衝撃に対する電池パックの信頼性確保に関して改善の余地がある。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、複数の電池セルを有する電池パックを高い信頼性を確保しつつ簡易な構成で搭載することのできる電池パックの車載構造を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、第１の発明は、車両のフロアに設置される電池パックの車載構造に適用される。この電池パックは、１又は複数の電池セルと、１又は複数の電池セルが配置された電池パックケースと、電池パックケースがフロアに固定されることにより、１又は複数の電池セルとフロアとの間、又は１又は複数の電池セルと電池パックケースとの間に挟まれるように配置された緩衝部材と、を備える。

第２の発明は、第１の発明において、さらに以下の特徴を有する。
車両は、１又は複数のサスペンション取り付け部を有する。緩衝部材は、１又は複数のサスペンション取り付け部に近い第二エリアの剛性が第二エリアよりも１又は複数のサスペンション取り付け部から遠い第一エリアの剛性よりも低くなるように構成される。

第３の発明は、第２の発明において、さらに以下の特徴を有する。
緩衝部材は、車両の前後方向と車両の幅方向とに延びる矩形形状に構成される。第一エリアは、少なくとも幅方向の中央部における前後方向の全域を含むエリアとされる。第二エリアは、少なくとも矩形形状の四隅の周囲を含むエリアとされる。

第４の発明は、第２又は第３の発明において、さらに以下の特徴を有する。
緩衝部材は、第一エリアと第二エリアとが弾性率の異なる材質で構成されている。

第５の発明は、第２又は第３の発明において、さらに以下の特徴を有する。
緩衝部材は、少なくとも第二エリアに複数の溝又は孔を備え、第二エリアの平均密度が第一エリアの平均密度よりも低くなるように構成されている。

第６の発明は、第１乃至第５の何れか１つの発明において、さらに以下の特徴を有する。
電池パックケースは、複数の電池セルが並べて配置されるロアケースと、ロアケースにおける複数の電池セルが配置されている空間を隔絶するアッパーケースと、を含んでいる。緩衝部材は、アッパーケースと複数の電池セルとの間に挟まれるように配置される。そして、電池パックは、アッパーケースがフロアに面するように固定される。

第７の発明は、第１乃至第６の何れか１つの発明において、さらに以下の特徴を有する。
電池パックは、車両の下面視において矩形形状に構成される。フロアは、１又は複数のサスペンション取り付け部を有する。車載構造は、電池パックの縁部をフロアに固定する固定構造を備える。固定構造は、１又は複数のサスペンション取り付け部に近い第一縁部の固定強度が第一縁部よりも１又は複数のサスペンション取り付け部から遠い第二縁部の固定強度よりも低くなるように構成される。

第８の発明は、第１乃至第７の何れか１つの発明において、さらに以下の特徴を有する。
複数の電池セルは、車両の前後方向に互いに隙間を開けて配置される。

第９の発明は、第１乃至第７の何れか１つの発明において、さらに以下の特徴を有する。
複数の電池セルは、車両の上下方向に積層されて配置される。

第１の発明によれば、緩衝部材は、電池パックケースがフロアに固定されることにより、１又は複数の電池セルとフロアとの間又は１又は複数の電池セルと電池パックケースとの間に挟まれるように配置される。これにより、１又は複数の電池セルの公差を吸収することができるので、高い信頼性を確保しつつ簡易な構成で複数の電池セルを確実に固定することができる。

第２の発明によれば、緩衝部材が、サスペンション取り付け部に近い第二エリアの剛性が第二エリアよりもサスペンション取り付け部から遠い第一エリアの剛性よりも低くなるように構成されている。このような構成によれば、高剛性の第一エリアによって、１又は複数の電池セルを確実に固定するとともに、第一エリアよりも低剛性の第二エリアの緩衝部材によって、フロアのねじり荷重を有効に逃がすことができる。これにより、電池セルの歪みを抑制することができるので、信頼性の向上に寄与する。

第３の発明によれば、緩衝部材の幅方向の中央部の全域が高剛性に構成された第一エリアとされる。これにより、全ての電池セルを確実に固定するとともに、低剛性に構成された第二エリアの緩衝部材によって、フロアのねじり荷重を有効に逃がすことができる。

第４の発明によれば、第一エリアと第二エリアに弾性率の異なる材質を用いることによって、第二エリアの弾性率を第一エリアの弾性率よりも相対的に低くすることができる。

第５の発明によれば、第二エリアに複数の溝又は孔を設けることによって、第二エリアの剛性を第一エリアの剛性よりも相対的に低くすることができる。

第６の発明によれば、複数の電池セルと緩衝部材とが、ロアケースとアッパーケースとを含む電池パックケースによって隔絶されるので、外部からの水分の侵入などから複数の電池セルを有効に保護することができる。また、ロアケースとアッパーケースによって複数の電池セルと緩衝部材とが挟まれるので、複数の電池セルを安定して固定することができる。

第７の発明によれば、固定構造は、サスペンション取り付け部に近い第一縁部の固定強度が第一縁部よりもサスペンション取り付け部から遠い第二縁部の固定強度よりも低くなるように構成される。これにより、フロアから電池パックへと伝達されるねじり荷重の一部を小さくすることができるので、１又は複数の電池セルを有効に保護することが可能となる。

第８の発明によれば、複数の電池セルは、車両の前後方向に互いに隙間を開けて配置される。これにより、複数の電池セルの劣化膨張に対応することができる。

第９の発明によれば、複数の電池セルは、車両の上下方向に積層されて配置される。これにより、各電池セルの大型化が可能となる。

実施の形態１に係る電池パックの車載構造を模式的に示す図である。 実施の形態１に係る車両のフロア下に電池パックが搭載された状態を示す、フロア及び電池パックの前後方向の切断面を側面から見た側面図である。 実施の形態１の電池パックの車載構造の変形例１を示す、フロア及び電池パックの前後方向の切断面を側面から見た側面図である。 実施の形態１の電池パックの車載構造の変形例２を示す、フロア及び電池パックの前後方向の切断面を側面から見た側面図である。 実施の形態１の電池パックの車載構造の変形例３を示す、フロア及び電池パックを下面から透視した下面図である。 実施の形態１の電池パックの車載構造の変形例３を示す、フロア及び電池パックの前後方向の切断面を側面から見た側面図である。 実施の形態１の電池パックの車載構造の変形例４を示す、フロア及び電池パックの前後方向の切断面を側面から見た側面図である。 実施の形態１の電池パックの車載構造の変形例５を示す、フロア及び電池パックの前後方向の切断面を側面から見た側面図である。 実施の形態１の電池パックの車載構造の変形例６を示す、フロア及び電池パックの前後方向の切断面を側面から見た側面図である。 実施の形態２の電池パックにて用いられる第一緩衝部材の構成を説明するための正面図である。 実施の形態２の変形例１の第一緩衝部材を前後方向の前側から見た前面図である。 実施の形態２の変形例２の第一緩衝部材を上下方向の上側から見た正面図である。 実施の形態２の変形例２の第一緩衝部材における他の例を示す図である。 実施の形態３に係る電池パックの車載構造を模式的に示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

１．実施の形態１．
実施の形態１について図面を参照して説明する。

１−１．車両の概要
図１は、実施の形態１に係る電池パックの車載構造を模式的に示す図である。図１には、車両１００の内部を車両下面側から透視した図を示している。図２は、実施の形態１に係る車両のフロア下に電池パックが搭載された状態を示す、フロア及び電池パックの前後方向の切断面を側面から見た側面図である。車両１００は、電気モータを動力源として用いる電気自動車である。電気モータは、電力の供給によって作動する。車両１００は、電気モータに供給する電力を蓄えた電池パック１０を備える。

車両１００は、車体（ボデー）１０１と、前輪１０４と、後輪１０６と、を備える。車体１０１には、フロアパネル（フロア）１０２とサスペンション取り付け部１０８とが構成されている。サスペンション取り付け部１０８には、前輪１０４及び後輪１０６からの荷重がそれぞれ入力される。

１−２．電池パックの車載構造
電池パック１０は、車両１００の車体１０１を構成するフロアパネル（フロア）１０２の下に設置される。電池パック１０は、車両１００の前後方向において、前輪１０４と後輪１０６とのホイールベースの間に設けられている。なお、電池パック１０は、必要に応じて交換可能な形態でフロアパネル１０２に取り付けられている。

ここで、車両１００の前後方向を電池パック１０の前後方向と定義し、車両１００の幅方向を電池パック１０の幅方向と定義し、車両１００の上下方向を電池パック１０の上下方向と定義する。また、以下に説明する各図に示す矢印ＦＲ、ＵＰは、電池パック１０の前後方向の前方、電池パックの上下方向の上方をそれぞれ指し示し、矢印ＲＨは、車両に登場した乗員からの視点で右方を指し示している。また、各矢印ＦＲ、ＵＰ、ＲＨの反対方向は、電池パック１０の後方、電池パック１０の下方、電池パック１０の左方（ＬＨ）を示す。以下、単に前後、左右、上下の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、電池パック１０の前後方向の前後、電池パック１０の幅方向の左右、電池パック１０の上下方向の上下を示すものとする。

電池パック１０は、複数の電池セル１２と、第一緩衝部材１４と、第二緩衝部材１６と、電池パックケース１８と、を備えている。電池セル１２は略直方体形状に構成された充電可能な電池である。電池セル１２は、長手方向を幅方向とし、短手方向を上下方向とし、厚さ方向を前後方向とする向きで電池パック１０に収納される。典型的には、電池パック１０は、例えば幅方向の大きさが１ｍ程度、上下方向の大きさが１０ｃｍから１５ｃｍ程度、前後方向の厚さが１５ｍｍから２０ｍｍ程度の電池セル１２が１００個程度使用される。このような電池セル１２の幅方向の大きさは、車両１００のトレッド幅の８割程度の大きさとなる。

電池パックケース１８は電池パック１０の外郭を構成する。電池パックケース１８は、例えば鋼板製である。電池パックケース１８は、車両１００の下面視において矩形形状に構成されている。複数の電池セル１２は、前後方向に互いに隙間を開けて電池パックケース１８の床面に並べて配置される。このような複数の電池セル１２の配置によれば、複数の電池セル１２の前後方向の寸法は２ｍ程度に構成される。

第一緩衝部材１４及び第二緩衝部材１６は、幅方向と前後方向とに延びる矩形板状の緩衝材である。第一緩衝部材１４及び第二緩衝部材１６は、ゴムやスポンジ等で構成された弾性体を用いることが好ましいが、剛体でもよい。第一緩衝部材１４及び第二緩衝部材１６は、並べられた複数の電池セル１２の全てを上下方向上側或いは下側から覆うことが可能な大きさであり、且つ、電池パックケース１８の内部に収納可能な大きさに構成されている。第一緩衝部材１４は、並べられた複数の電池セル１２とフロアパネル１０２との間に挟まれている。また、第二緩衝部材１６は、電池パックケース１８の床面に敷かれ、その上面側に複数の電池セル１２が等間隔で接着材により固定される。電池パックケース１８の周囲にはフランジ１８２が形成されている。電池パックケース１８のフランジ１８２を締結具よってフロアパネル１０２に締結することによって、電池パックケース１８はフロアパネル１０２のフロア下に固定される。なお、電池パックケース１８とフロアパネル１０２との接合部には、ガスケット等のシール材が挟み込まれている。これにより、電池パックケース１８とフロアパネル１０２とにより形成される複数の電池セル１２の収納空間は、外部空間からの機密性及び液密性が確保される。

１−３．実施の形態１の車載構造の特徴
実施の形態１の電池パック１０は、部品点数の削減及び電池セル１２の前後方向への劣化膨張を考慮して、複数の電池セル１２をスタック形状に積層して拘束する構成を採用していない。このため、実施の形態１の電池パック１０は、複数の電池セル１２のそれぞれを所定の間隔を開けて個別に固定するための車載構造が必要となる。

そこで、実施の形態１の電池パック１０は、複数の電池セル１２の上下方向の上側及び下側に、それぞれ第一緩衝部材１４及び第二緩衝部材１６を挟む構造を採用している。具体的には、電池パックケース１８がフロアパネル１０２のフロア下に固定されることにより、複数の電池セル１２は第一緩衝部材１４及び第二緩衝部材１６に挟まれて固定される。このような車載構造によれば、第一緩衝部材１４及び第二緩衝部材１６からの上下方向の押圧力により、複数の電池セル１２は強固に固定されるので、車両１００の走行時の振動に対する電池パック１０の信頼性を高めることができる。また、第一緩衝部材１４及び第二緩衝部材１６は、複数の電池セル１２の寸法公差を吸収することができるので、電池セル１２のバラつきによる固定不良を防ぐことができる。このように、実施の形態１の電池パック１０の車載構造によれば、複数の電池セル１２を前後方向に拘束してスタック形状とすることなく、複数の電池セル１２を車両に搭載することが可能となる。

１−３．電池パックの車載構造の変形例
実施の形態１の電池パック１０の車載構造は、以下のように変形した態様を採用してもよい。なお、以下に幾つかの変形例について説明するが、これらの変形例は、適宜組み合わせた構造としてもよい。

１−３−１．変形例１
図３は、実施の形態１の電池パックの車載構造の変形例１を示す、フロア及び電池パックの前後方向の切断面を側面から見た側面図である。図３に示すように、電池パック１０は、少なくとも第一緩衝部材１４を備えていれば、第二緩衝部材１６を備えていなくてもよい。この場合、複数の電池セル１２は、電池パックケース１８の床面に直接接着剤で固定される。電池パックケース１８がフロアパネル１０２のフロア下に固定されると、複数の電池セル１２は第一緩衝部材１４とフロアパネル１０２の間に挟まれて固定される。このような構成においても、第一緩衝部材１４及びフロアパネル１０２から受ける上下方向の押圧力により、複数の電池セル１２をそれぞれ固定することができる。

また、電池パック１０は、少なくとも第二緩衝部材１６を備えていれば、第一緩衝部材１４を備えていなくてもよい。この場合、複数の電池セル１２は、電池パックケース１８の床面に配置された第二緩衝部材１６に直接接着剤で固定される。電池パックケース１８がフロアパネル１０２のフロア下に固定されると、複数の電池セル１２は第二緩衝部材１６とフロアパネル１０２の間に挟まれて固定される。このような構成においても、第二緩衝部材１６及びフロアパネル１０２から受ける上下方向の押圧力により、複数の電池セル１２をそれぞれ固定することができる。

１−３−２．変形例２
図４は、実施の形態１の電池パックの車載構造の変形例２を示す、フロア及び電池パックの前後方向の切断面を側面から見た側面図である。図４に示すように、電池パック１０は、フロアパネル１０２のフロア上に固定される構造でもよい。このような車載構造によれば、車内のスペースが狭くなるという課題はあるが、電池パック１０が外部に晒されない構造とすることができる。

１−３−３．変形例３
図５は、実施の形態１の電池パックの車載構造の変形例３を示す、フロア及び電池パックを下面から透視した下面図である。図６は、実施の形態１の電池パックの車載構造の変形例３を示す、フロア及び電池パックの前後方向の切断面を側面から見た側面図である。図５及び図６では、電池パック２０に薄型平板状の電池セル２２が上下方向に積層して収納されている。電池セル２２は、例えば、前後方向の大きさが２ｍ程度、幅方向の大きさが１ｍ程度の大型の電池セルである。上述した実施の形態１の電池パック１０の車載構造は、上述の電池パック２０に対しても適用することができる。

１−３−４．変形例４
図７は、実施の形態１の電池パックの車載構造の変形例４を示す、フロア及び電池パックの前後方向の切断面を側面から見た側面図である。図７に示す電池パック３０は、図２に示す電池パック１０の電池パックケース１８に相当する外郭を構成する部品として、下側に位置するロアケース３２と上側に位置するアッパーケース３４とを備えている。ロアケース３２及びアッパーケース３４は、例えば鋼板製であり、電池パック３０の外郭を構成する。

ロアケースの周囲にはフランジ３２２が形成されている。同様に、アッパーケース３４の周囲にもフランジ３４２が形成されている。ロアケース３２のフランジ３２２にアッパーケース３４のフランジ３４２を合わせ、締結具によって両者を締結することによってアッパーケース３４はロアケース３２に固定される。これにより、ロアケース３２及びアッパーケース３４により形成される内部空間が隔絶される。

ロアケース３２及びアッパーケース３４により形成される内部空間には、複数の電池セル１２、第一緩衝部材１４、及び第二緩衝部材１６が収納される。複数の電池セル１２、第一緩衝部材１４、及び第二緩衝部材１６の構成及び配置は、実施の形態１の電池パック１０と同様である。電池パック３０は、アッパーケース３４がフロアパネル１０２のフロア下に面するように固定される。

このような構成によれば、フロアパネル１０２のフロア面を用いることなく、ロアケース３２及びアッパーケース３４によって複数の電池セル１２を収納する密閉された空間を形成することができる。また、これにより、ロアケース３２及びアッパーケース３４によって複数の電池セル１２を固定する構造のため、フロアパネル１０２のフロア面が平坦でない場合であっても、複数の電池セル１２を確実に固定することが可能となる。

１−３−５．変形例５
図８は、実施の形態１の電池パックの車載構造の変形例５を示す、フロア及び電池パックの前後方向の切断面を側面から見た側面図である。図８に示す電池パック１０は、図２に示す電池パック１０の電池パックケース１８とフロアパネル１０２との間にカバー４０を挟んでいる構成に特徴を有している。カバー４０は、例えば軽金属又は樹脂製、或いは鋼板製の板材である。このような構成によれば、フロア面が平坦でない場合であっても、電池パックケース１８とカバー４０によって複数の電池セル１２を収納する空間を確実に密閉することが可能となる。

１−３−６．変形例６
図９は、実施の形態１の電池パックの車載構造の変形例６を示す、フロア及び電池パックの前後方向の切断面を側面から見た側面図である。図９に示す電池パック１０は、図２に示す電池パック１０の電池パックケース１８の内部において、複数の電池セル１２の周囲を覆うインナーカバー４２を備えた構成に特徴を有している。インナーカバー４２は、電池パックケース１８の内部において複数の電池セル１２が配置された空間を密閉するためのものである。例えば軽金属又は樹脂製、或いは鋼板製の板材である。インナーカバー４２は、周囲にフランジ４２２が形成されている。電池パックケース１８の床面にインナーカバー４２のフランジ４２２を合わせ、締結具よって両者を締結することによってインナーカバー４２は電池パックケース１８に固定される。このような構成によれば、インナーカバー４２によって複数の電池セル１２を収納する空間を確実に密閉することが可能となる。

１−３−７．変形例７
電池パック２０には、複数の電池セル１２を収納する構成に限らず、１つの電池セル１２を収納する構成でもよい。また、変形例３における電池パック２０についても、複数の電池セル２２を収納する構成に限らず、１つの電池セル２２を収納する構成でもよい。

２．実施の形態２．
実施の形態２について図面を参照して説明する。なお、実施の形態２の電池パックの車載構造は、第一緩衝部材１４及び第二緩衝部材１６の構成を除き、実施の形態１の電池パック１０の車載構造と共通である。したがって、実施の形態２において実施の形態１と共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略或いは簡略化する。

２−１．実施の形態２の電池パックの車載構造の特徴
電池パック１０には、例えば幅方向の大きさが１ｍ程度の複数の電池セル１２が収納されている。このように、車両１００のトレッド幅の８割程度の大きさを有する大型の電池パック１０が車両１００に固定される場合を考える。

車両１００の前輪１０４又は後輪１０６から入力された上下方向の荷重は、主にそれぞれのサスペンション取り付け部１０８を介して車体１０１（ボデー）へと伝達される。これにより、車体１０１にねじれ荷重が発生すると、フロアパネル１０２に歪みが発生する。フロアパネル１０２の歪みは、ねじり荷重としてフロアパネル１０２に固定されている電池パック１０にも伝達される。上述したように、電池パック１０に収納されている複数の電池セル１２は、幅方向に１ｍ程度の大きさを有する。このため、これらの電池セル１２にねじり荷重が作用すると、電池セル１２の幅方向に大きな歪みが生じることとなり故障の原因となり得る。

ここで、複数の電池セル１２は第一緩衝部材１４及び第二緩衝部材１６に挟まれている。このため、第一緩衝部材１４及び第二緩衝部材１６の剛性を下げるほどフロアパネル１０２の歪みを吸収する効果を高めることができる。しかしながら、第一緩衝部材１４及び第二緩衝部材１６は複数の電池セル１２を確実に固定する固定機能を果たすことが求められている。つまり、第一緩衝部材１４及び第二緩衝部材１６の剛性には、固定機能の観点からの制約がある。

そこで、実施の形態２の車載構造では、第一緩衝部材１４及び第二緩衝部材１６の弾性率に変更を加えた第一緩衝部材５４及び第二緩衝部材５６を用いて、複数の電池セル１２のへ伝達されるねじり荷重を低減することとする。以下、第一緩衝部材５４を図示して説明するが、第二緩衝部材５６についても同様の構成を適用することができる。

図１０は、実施の形態２の電池パックにて用いられる第一緩衝部材の構成を説明するための正面図である。なお、図１０では、複数の電池セル１２が接触する位置及びサスペンション取り付け部１０８の位置を鎖線で示している。図１０に示すように、第一緩衝部材５４は、物性の異なる複数のエリアとして、第一エリア５４１と第二エリア５４２を有している。第一エリア５４１は、複数の電池セル１２の固定機能の観点から定められる第一弾性率の材質を用いて構成されている。一方、第二エリア５４２は、複数の電池セル１２へ伝達されるねじり荷重の低減機能の観点から定められる第二弾性率の材質を用いて構成されている。第一弾性率は、第二弾性率よりも相対的に高い（例えば、１００倍）。つまり、第一エリア５４１の剛性は第二エリア５４２の剛性よりも高い。

第一エリア５４１及び第二エリア５４２の範囲は、サスペンション取り付け部１０８との位置関係に基づき決定される。すなわち、図１０に示すように、第一緩衝部材５４は、４つのサスペンション取り付け部１０８から近い４つのエリアが第二エリア５４２とされ、第二エリア５４２よりもサスペンション取り付け部１０８から遠いエリアが第一エリア５４１とされる。なお、第一エリア５４１は、少なくとも複数の電池セル１２の全てに接触するように、例えば少なくとも第一緩衝部材５４の幅方向の中央部における前後方向の全域を含むエリアとすることが好ましい。また、第二エリア５４２は、例えば少なくとも第一緩衝部材５４の矩形四隅及びその周囲を含むエリアとされる。第一エリア５４１と第二エリア５４２との境界は、少なくとも上記の制約を満たす範囲となるように、車両１００の車体構造や荷重伝達に関するシミュレーション結果等を踏まえて調整される。

上述したように、車体１０１へのねじり荷重は、主に左右前後の車輪のそれぞれに対応したサスペンションタワーから入力される。このため、サスペンションタワーの周囲のフロアパネル１０２の歪みは、車体１０１の中央部のフロアパネル１０２の歪みよりも相対的に大きい。実施の形態２の第一緩衝部材５４によれば、サスペンションタワー付近のフロアパネル１０２に対応する第二エリア５４２の弾性率が、フロアパネル１０２の中央部に対応する第一エリア５４１の弾性率よりも小さい。これにより、フロアパネル１０２の歪みが相対的に大きいエリアに対しては、第一緩衝部材５４の第二エリア５４２によってフロアパネル１０２の歪みを吸収することができる。また、フロアパネル１０２の歪みが相対的に小さいエリアに対しては、歪みを吸収する必要性が相対的に低いため、第一緩衝部材５４の第一エリア５４１によって電池セルを確実に固定することができる。

２−２．電池パックの車載構造の変形例
実施の形態２の電池パック１０の車載構造は、以下のように変形した態様を採用してもよい。なお、以下に幾つかの変形例について説明するが、これらの変形例は、適宜組み合わせた構造としてもよい。また、実施の形態１の電池パックの車載構造及びその変形例についても、適宜組み合わせた構造としてもよい。

２−２−１．変形例１
図１１は、実施の形態２の変形例１の第一緩衝部材を前後方向の前側から見た前面図である。図１１に示すように、第一緩衝部材５４の第二エリア５４２は、幅方向外側に向かうにつれて厚みが小さくなるように構成されていてもよい。第一緩衝部材５４は、平らなフロアパネル１０２と電池セル１２の平らな接触面に挟まれて圧縮される。このため、フロアパネル１０２に歪みが生じていない定常状態では、第一緩衝部材５４は、第一緩衝部材５４の幅方向外側に向かうにつれて、つまり第二エリア５４２の厚みが小さくなるにつれて、電池セル１２によって押圧される圧縮量が小さくなっている。このような構成によれば、第一緩衝部材５４の弾性変形の範囲内において、第二エリア５４２の弾性率が幅方向外側に向かうにつれて小さくなるように徐変させた構成と同様の効果を得ることができる。これにより、第一エリア５４１と第二エリア５４２との境界における電池セル１２の応力集中を緩和することができる。なお、この変形例は、第二緩衝部材５６にも適用することができる。

２−２−２．変形例２
図１２は、実施の形態２の変形例２の第一緩衝部材を上下方向の上側から見た正面図である。図１２に示す変形例２では、第一緩衝部材５４の第一エリア５４１と第二エリア５４２には、共通の材質の弾性材料が用いられている。そして、第二エリア５４２には、複数の溝５４４が形成されている。複数の溝５４４は、貫通型であっても非貫通型であってもよい。このような構造の第一緩衝部材５４によれば、第二エリア５４２の平均密度が第一エリア５４１の平均密度よりも低くなるので、第二エリア５４２の剛性が第一エリア５４１の剛性よりも相対的に低くなる。これにより、第一エリア５４１と第二エリア５４２に共通の材質の弾性材料を用いたとしても、異なる剛性のエリアを形成することができる。

なお、複数の溝５４４の形状および配置に限定はない。また、第二エリア５４２には、複数の溝５４４に替えて、複数の孔５４６を形成する構成でもよい。図１３は、実施の形態２の変形例２の第一緩衝部材における他の例を示す図である。複数の孔５４６は、貫通型であっても非貫通型であってもよい。複数の孔５４６の孔径および配置にも限定はない。

２−２−３．変形例３
少なくとも第一緩衝部材５４が第一エリア５４１と第二エリア５４２を有するものであれば、第二緩衝部材５６は、一律の剛性に構成されたものでもよい。また、第二緩衝部材５６が、上述の第一エリア５４１と第二エリア５４２を有する第一緩衝部材５４と同様の構成を有するものであれば、第一緩衝部材５４は一律の剛性に構成されたものでもよい。

３．実施の形態３．
実施の形態３について図面を参照して説明する。なお、実施の形態３の電池パックの車載構造は、電池パック１０をフロアパネル１０２に固定する構造を除き、実施の形態１の電池パック１０の車載構造と共通である。したがって、実施の形態３において実施の形態１と共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略或いは簡略化する。

３−１．実施の形態３の電池パックの車載構造の特徴
図１４は、実施の形態３に係る電池パックの車載構造を模式的に示す図である。なお、図１４には、図７に示す電池パック３０の取り付け構造を車両の上下方向の下側から模式的に透視した下面透視図を示している。図１４に示すように、電池パック３０のアッパーケース３４の縁部は、固定構造３６によってフロアパネル１０２に固定されている。ここでの固定構造は、ボルトによる締結、溶接、及び接着を含む。

固定構造３６は、サスペンション取り付け部１０８から近い第一縁部３４４の固定強度が、当該第一縁部３４４よりもサスペンション取り付け部１０８から遠い第二縁部３４６の固定強度よりも低くなるように固定される。典型的には、固定構造３６は、締結ボルト等によってアッパーケース３４の第二縁部３４６を１又は複数箇所固定し、第一縁部３４４はあえて固定しない構造とすることができる。このような構造によれば、電池パックケース１８の矩形四隅に相当する第一縁部３４４において、フロアパネル１０２から電池パックケース１８へ伝達されるねじれ荷重が有効に逃がされる。これにより、電池セル１２に生じる歪みを低減することができるので、電池セル１２の信頼性向上に寄与する。

なお、固定構造３６による固定位置及び数量は、図１４に示す態様に限られない。すなわち、サスペンション取り付け部１０８から近い第一縁部３４４を避けた位置であれば、フロアパネル１０２の剛性等を考慮して締結位置及び数量を決定することができる。また、実施の形態３に係る電池パックの車載構造は、図７に示す電池パック３０の取り付け構造に適用される場合に限らず、電池パック１０，２０等の電池パックの車載構造にも適用することができる。

１０ 電池パック
１２，２２ 電池セル
１４，５４ 第一緩衝部材
１６，５６ 第二緩衝部材
１８ 電池パックケース
２０，３０ 電池パック
３２ ロアケース
３４ アッパーケース
４０ カバー
４２ インナーカバー
１００ 車両
１０１ 車体
１０２ フロアパネル
１０４ 前輪
１０６ 後輪
１８２，３２２，３４２，４２２ フランジ
３４４ 第一縁部
３４６ 第二縁部
５４１ 第一エリア
５４２ 第二エリア
５４４ 溝
５４６ 孔

Claims (9)

1. 車両のフロアに設置される電池パックの車載構造であって、
   前記電池パックは、
   １又は複数の電池セルと、
   前記１又は複数の電池セルが配置された電池パックケースと、
   前記電池パックケースが前記フロアに固定されることにより、前記１又は複数の電池セルと前記フロアとの間、又は前記１又は複数の電池セルと前記電池パックケースとの間に挟まれるように配置された緩衝部材と、
   を備えることを特徴とする電池パックの車載構造。
2. 前記車両は、１又は複数のサスペンション取り付け部を有し、
   前記緩衝部材は、前記１又は複数のサスペンション取り付け部に近い第二エリアの剛性が前記第二エリアよりも前記１又は複数のサスペンション取り付け部から遠い第一エリアの剛性よりも低くなるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の電池パックの車載構造。
3. 前記緩衝部材は、前記車両の前後方向と前記車両の幅方向とに延びる矩形形状に構成され、
   前記第一エリアは、少なくとも前記幅方向の中央部における前記前後方向の全域を含むエリアとされ、
   前記第二エリアは、少なくとも前記矩形形状の四隅の周囲を含むエリアとされることを特徴とする請求項２に記載の電池パックの車載構造。
4. 前記緩衝部材は、前記第一エリアと第二エリアとが弾性率の異なる材質で構成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電池パックの車載構造。
5. 前記緩衝部材は、少なくとも前記第二エリアに複数の溝又は孔を備え、前記第二エリアの平均密度が前記第一エリアの平均密度よりも低くなるように構成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電池パックの車載構造。
6. 前記電池パックケースは、
   前記複数の電池セルが並べて配置されるロアケースと、
   前記ロアケースにおける前記複数の電池セルが配置されている空間を隔絶するアッパーケースと、を含み、
   前記緩衝部材は、前記アッパーケースと前記複数の電池セルとの間に挟まれるように配置され、
   前記電池パックは、前記アッパーケースが前記フロアに面するように固定されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の電池パックの車載構造。
7. 前記フロアは、１又は複数のサスペンション取り付け部を有し、
   前記電池パックは、前記車両の下面視において矩形形状に構成され、
   前記車載構造は、前記電池パックの縁部を前記フロアに固定する固定構造を備え、
   前記固定構造は、前記１又は複数のサスペンション取り付け部に近い第一縁部の固定強度が前記第一縁部よりも前記１又は複数のサスペンション取り付け部から遠い第二縁部の固定強度よりも低くなるように構成されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の電池パックの車載構造。
8. 前記複数の電池セルは、前記車両の前後方向に互いに隙間を開けて配置されることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の電池パックの車載構造。
9. 前記複数の電池セルは、前記車両の上下方向に積層されて配置されることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の電池パックの車載構造。

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