JP2022085063A - バッテリパック支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両側突時の耐荷重強度要求に応えつつ、製造時における搭載性や定期メンテナンス時における整備性の要求を満たすことができるバッテリパック支持装置を提供する。【解決手段】バッテリパック支持装置１は、上面部５１及び下面部を有する第一ブラケット５と、バッテリパック４の側面４１に対向するウェブ部６１、ウェブ部６１から車幅方向内側へ延出して第一ブラケット５の上面部５１に上方から重なる上フランジ部６２及び第一ブラケット５の下面部に重なる下フランジ部を有する第二ブラケット６と、サイドレール２に連結されるとともに、第一ブラケット５の上面部５１に複数のボルト８で連結される第三ブラケット７と、を備える。第二ブラケット６は、上フランジ部６２の内側端部６２ｅから第一ブラケット５と第三ブラケット７との連結部分まで車幅方向内側に延出して複数のボルト８間に介在する延在部６４を有する。【選択図】図１

Description

本件は、車両駆動用のバッテリパックを支持するバッテリパック支持装置に関する。

従来、環境への負荷を低減する観点から、駆動用のバッテリの電力をモータに供給することで走行する電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両の開発が進んでいる。近年では、トラック等の商用車の分野においても、電動車両の開発が行われている（例えば特許文献１参照）。このような電動の商用車においては、コスト低減の観点から、乗用車に用いられる汎用バッテリパックを適用することが検討されている。

特開２０１６－１１３０６３号公報

しかしながら、乗用車向けのバッテリパックは、車体の内部に搭載されることを前提としているため、その筐体自体の耐荷重強度が比較的低いという課題がある。一方で、トラック等の商用車において、ラダーフレームの下方に配置されるバッテリパックには側突時に高い衝撃荷重が印加されうることから、バッテリパックを支持する支持装置に高い耐荷重強度が要求される。加えて、支持装置には、製造時における搭載性や、定期メンテナンス時における整備性を確保することも要求される。

本件は、上記のような課題に鑑み創案されたものであり、車両側突時の耐荷重強度要求に応えつつ、製造時における搭載性や定期メンテナンス時における整備性の要求を満たすことができるバッテリパック支持装置を提供することを目的の一つとする。

ここで開示するバッテリパック支持装置は、車両のラダーフレームを構成するサイドレールよりも車幅方向外側に位置する側面を有するとともに前記サイドレールの下方に搭載されるバッテリパックを支持するバッテリパック支持装置であって、前記バッテリパックの上方に配置される上面部及び前記バッテリパックの下方に配置される下面部を有する第一ブラケットと、前記バッテリパックの前記側面に対向するウェブ部、前記ウェブ部から車幅方向内側へ延出して前記第一ブラケットの前記上面部に上方から重なる上フランジ部、及び前記ウェブ部から車幅方向内側へ延出して前記第一ブラケットの前記下面部に重なる下フランジ部を有する第二ブラケットと、前記サイドレールに連結されるとともに、前記第一ブラケットの前記上面部に複数のボルトで連結される第三ブラケットと、を備えている。また、前記第二ブラケットは、前記上フランジ部の車幅方向内側端部から前記第一ブラケットと前記第三ブラケットとの連結部分まで車幅方向内側に延出して、前記複数のボルト間に介在する延在部を有し、前記延在部が前記第一ブラケットと前記第三ブラケットとに挟持されることで固定されることを特徴としている。

このようにバッテリパック支持装置では、第二ブラケットの延在部が第一ブラケットと第三ブラケットとの連結部分まで延出して第一ブラケットと第三ブラケットとに挟持される。これにより、第一ブラケットと第三ブラケットとの連結部分が、第二ブラケットの延在部と第一ブラケットと第三ブラケットとの三層構造になるため、剛性を確保することができる。また、第一ブラケットと第三ブラケットとを連結するボルトを緩めれば、第一ブラケットと第三ブラケットとに挟持された延在部が解放されるため、第二ブラケットが車幅方向外側へ移動可能となる。これにより、バッテリパック支持装置から第二ブラケットだけを取り外すことが可能となる（バッテリパック支持装置を丸ごと取り外さなくても済む）ため、整備が容易となる。さらに、車両の製造時は、第二ブラケットを第一ブラケット及び第三ブラケットとは別に組み付けることが可能であるため、車両へのバッテリパック支持装置の搭載も容易となる。

開示のバッテリパック支持装置によれば、車両側突時のバッテリ安全性を確保するための耐荷重強度要求に応えつつ、製造時における搭載性や定期メンテナンス時における整備性の要求を満たすことができる。

実施形態に係るバッテリパック支持装置が電動トラックに適用された状態を示す上面図である。 図１のＸ－Ｘ矢視断面図である。 図１のバッテリパック支持装置の分解斜視図である。 図１のＹ－Ｙ矢視断面図である。

図面を参照して、本件の実施形態について説明する。以下の実施形態はあくまでも例示に過ぎず、この実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。下記の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、必要に応じて取捨選択でき、あるいは適宜組み合わせられる。

［１．構成］
本実施形態に係るバッテリパック支持装置１（以下、単に支持装置１ともいう）を図１に示す。支持装置１は、ラダーフレームを備えた電動トラック（車両）３に搭載される。電動トラック３は、駆動用のバッテリパック４の電力を図示しないモータに供給することで走行する電動車両（電気自動車、ハイブリッド車）である。

以下、電動トラック３の前後方向を車長方向Ｄ１ともいい、電動トラック３の左右方向を車幅方向Ｄ２ともいう。また、前後方向と左右方向とのいずれにも直交する上下方向を車高方向Ｄ３ともいう。図面では、前方を「ＦＲ」で示し、右方を「ＲＨ」で示し、上方を「ＵＰ」で示す。なお、図１には、電動トラック３の下部構造を示しており、ラダーフレームの上方に配置される上部構造（ボデー）は省略している。

ラダーフレームは、電動トラック３の骨格をなす部材であって、電動トラック３の車長方向Ｄ１に延びる一対のサイドレール２，２と、電動トラック３の車幅方向Ｄ２に延びてサイドレール２，２同士を連結する複数のクロスメンバ（図示略）とを含む。

車長方向Ｄ１に延びる一対のサイドレール２，２は、高い剛性及び強度を有し、車幅方向Ｄ２に互いに離間して配置される。各サイドレール２は、車長方向Ｄ１及び車高方向Ｄ３に沿う板状のウェブ部の上縁及び下縁から、一対の板状のフランジ部が車幅方向Ｄ２の内側に向けて延出するチャンネル形状をなす。

バッテリパック４は、例えば、乗用車に用いられる汎用の高電圧バッテリパックである。電動トラック３において、バッテリパック４は、一対のサイドレール２，２の下方に搭載され、各サイドレール２よりも車幅方向Ｄ２の外側に突出している。ここでは、車高方向Ｄ３の寸法が車長方向Ｄ１及び車幅方向Ｄ２の各寸法よりも小さい（薄い）箱型のバッテリパック４を例示する。ただし、バッテリパック４の形状は特に限定されない。

バッテリパック４は、車幅方向Ｄ２の外側にそれぞれ向く一対の側面４１を有する。また、バッテリパック４は、前側を向く前面４２と後側を向く後面４３とを有する。一対の側面４１は、一対のサイドレール２よりも車幅方向Ｄ２の外側にそれぞれ位置する。より具体的にいえば、右の側面４１は右のサイドレール２よりも右側に位置し、左の側面４１は左のサイドレール２よりも左側に位置する。

バッテリパック４は、上記のように側面４１がサイドレール２よりも車幅方向Ｄ２の外側に配置されることから、車幅方向Ｄ２の寸法がサイドレール２のウェブ部間の距離よりも大きく確保されている。これにより、バッテリパック４は大容量化が図られている。

なお、バッテリパック４の個数は、本実施形態の例示に限定されない。比較的大型の電動トラック３には、複数のバッテリパック４が車長方向Ｄ１に並んで設けられてもよい。複数のバッテリパック４が設けられることで、バッテリパック４全体としての大容量化が図られ、航続距離を確保できる。

支持装置１は、サイドレール２に連結されてバッテリパック４を支持する。支持装置１は、バッテリパック４を収容する第一ブラケット５及び第二ブラケット６と、第一ブラケット５及びサイドレール２に連結される第三ブラケット７とを備える。第一ブラケット５，第二ブラケット６及び第三ブラケット７はいずれも鋼板で形成される。なお、第三ブラケット７はラバーブッシュ等の弾性部材を備えるブラケットであって、サイドレール２にバッテリパック４を弾性的に支持してもよい。

第一ブラケット５は、図２に示すように、支持装置１がサイドレール２に取り付けられた状態で、バッテリパック４の上方に配置される上面部５１及びバッテリパック４の下方に配置される下面部５２を有する。上面部５１は、上面視で一部がバッテリパック４に重なる。また、下面部５２は、下面視で一部がバッテリパック４に重なる。本実施形態では、バッテリパック４の前側及び後側のそれぞれに配置された二つの第一ブラケット５，５を例示する。二つの第一ブラケット５，５は、互いに前後対称に構成される。なお、図２及び図４では、バッテリパック４の断面を示すハッチングを省略している。

第一ブラケット５は、上面部５１及び下面部５２それぞれの前端又は後端（車長方向Ｄ１の端部）同士を繋ぐ側面部５３を有する。前側の第一ブラケット５の側面部５３は、上面部５１及び下面部５２それぞれの前端同士を繋ぎ、バッテリパック４の前面４２よりも前方に位置する。また、後側の第一ブラケット５の側面部５３は、上面部５１及び下面部５２それぞれの後端同士を繋ぎ、バッテリパック４の後面４３よりも後方に位置する。図１に示すように、第一ブラケット５の左右の両端部は、バッテリパック４の側面４１よりも車幅方向Ｄ２の外側に位置する。

上面部５１には、第三ブラケット７が複数のボルト８で連結される。より具体的には、第三ブラケット７は、第一ブラケット５のうちのサイドレール２よりも車幅方向Ｄ２の外側に位置する部分に連結される。ここで、第一ブラケット５と第三ブラケット７とが複数のボルト８で連結される部分（図１及び図３において網点が付されている部分）を連結部分とよぶ。図３に示すように、第一ブラケット５の上面部５１には、ボルト８が設けられる位置と同位置にボルト８が挿通可能なボルト孔５４が設けられる。

本実施形態では、第三ブラケット７が、各第一ブラケット５それぞれの左右に一つずつ、すなわち、電動トラック３の左右（各サイドレール２の車幅方向Ｄ２の外側）に二つずつ設けられた例を示す。各第三ブラケット７は、四つのボルト８で第一ブラケット５の上面部５１に連結されている。

一つの第三ブラケット７に締結される複数のボルト８（本実施形態では、四つのボルト８）のうちの少なくとも一つは、他のボルト８に対して車長方向Ｄ１に隙間をあけて配置される。本実施形態では、四つのボルト８のうち、二つのボルト８が車幅方向Ｄ２に並んで設けられ、この二つのボルト８に対して車長方向Ｄ１に隙間をあけて、残りの二つのボルト８が車幅方向Ｄ２に並んで設けられている。

第二ブラケット６は、バッテリパック４の側面４１に対向するウェブ部６１と、ウェブ部６１の上側端部から車幅方向Ｄ２の内側に延出する上フランジ部６２と、ウェブ部６１の下側端部から車幅方向Ｄ２の内側に延出する下フランジ部６３とを有する。本実施形態では、互いに左右対称に構成され、バッテリパック４の車幅方向Ｄ２の両側（左右）に配置された二つの第二ブラケット６，６を例示する。

第二ブラケット６のウェブ部６１は、側面視でバッテリパック４の側面４１を覆い、第一ブラケット５の側面部５３とともにバッテリパック４の四方を囲む。上フランジ部６２は、第一ブラケット５の上面部５１に上方から重なる。また、下フランジ部６３は、第一ブラケット５の下面部５２に下方から重なる。

第二ブラケット６は、上フランジ部６２の内側端部６２ｅ（車幅方向内側端部）から第一ブラケット５と第三ブラケット７との連結部分まで車幅方向Ｄ２の内側に延出する延在部６４を有する。延在部６４は、車長方向Ｄ１において一つの第三ブラケット７に締結される複数のボルト８間に介在する。本実施形態では、各第二ブラケット６がそれぞれの前後に一つずつ延在部６４を有する。

本実施形態の第二ブラケット６は、延在部６４から車長方向Ｄ１に離隔した位置に補助延在部６５を有する。補助延在部６５も、延在部６４と同様に、上フランジ部６２の内側端部６２ｅから第一ブラケット５と第三ブラケット７との連結部分まで車幅方向Ｄ２の内側に延出する。補助延在部６５は、車長方向Ｄ１において一つの第三ブラケット７に締結される複数のボルト８よりも前方又は後方に設けられる。別言すると、本実施形態の第二ブラケット６は、延在部６４と各補助延在部６５との間が車幅方向Ｄ２に沿って切り欠かれた形状をなす。

第三ブラケット７は、サイドレール２から車幅方向Ｄ２の外側かつ下方へ延びており、第一ブラケット５及び第二ブラケット６に収容されたバッテリパック４をサイドレール２から吊り下げる機能をもつ。本実施形態では、前面視で略Ｌ字状の第三ブラケット７を例示するが、第三ブラケット７の形状はこれに限らない。

第三ブラケット７は、サイドレール２のウェブ部に外側から当接する第一面部７１と、第二ブラケット６の延在部６４及び補助延在部６５，６５を介して第一ブラケット５の上面部５１に上方から重ねられる第二面部７２とを有する。第一面部７１には、サイドレール２と連結するためのボルト（図示略）を挿通可能な第一ボルト孔７３が設けられる。また、第二面部７２には、上述のボルト８を挿通可能な第二ボルト孔７４が複数設けられる。

支持装置１は、第一ブラケット５及び第二ブラケット６にバッテリパック４が収容されるとともに、第一ブラケット５と第三ブラケット７とがボルト８で連結されて、第三ブラケット７がサイドレール２に連結されることで、電動トラック３に搭載されてバッテリパック４を支持する。

詳述すると、第一ブラケット５の上面部５１及び下面部５２の間にバッテリパック４が配置されたあと、第二ブラケット６の上フランジ部６２及び下フランジ部６３が第一ブラケット５の上面部５１及び下面部５２のそれぞれに重なるように第二ブラケット６が配置される。その後、第一ブラケット５及び第三ブラケット７がボルト８で連結される。この際、第二ブラケット６は、第一ブラケット５と第三ブラケット７との連結部分において、延在部６４と補助延在部６５とが第一ブラケット５の上面部５１と第３ブラケットの第二面部７２とに挟持されることで固定される。それから、第三ブラケット７の第一面部７１がサイドレール２に固定される。

なお、支持装置１の搭載方法はこれに限らない。例えば、はじめに第一ブラケット５と第三ブラケット７とをボルト８で軽く連結（仮締め）しておき、第二ブラケット６の延在部６４及び補助延在部６５が第一ブラケット５の上面部５１と第３ブラケット７の第二面部７２との間に位置するように、第二ブラケット６を側方から挿入したあと、ボルト８を締結（本締め）して、第三ブラケット７をサイドレール２に固定してもよい。

［２．作用及び効果］
支持装置１によれば、第二ブラケット６の延在部６４が第一ブラケット５と第三ブラケット７との連結部分まで延出して第一ブラケット５と第三ブラケット７とに挟持される。これにより、図４に示すように、第一ブラケット５と第三ブラケット７との連結部分が、第二ブラケット６の延在部６４と第一ブラケット５と第三ブラケット７との三層構造になるため、剛性を確保することができる。連結部分の剛性が確保されることで、側突時に車幅方向Ｄ２の外側（図４では右側）から入力された衝撃荷重Ｆを、支持装置１の外側から内側へ伝達させやすくすることができる。したがって、衝撃荷重Ｆをバッテリパック４に伝達させにくくすることができるため、側突時にバッテリパック４を適切に保護することが可能となる。よって、支持装置１によれば、側突時のバッテリ安全性を確保するための耐荷重強度要求に応えることができる。

また、第一ブラケット５と第三ブラケット７とを連結するボルト８を緩めれば、第一ブラケット５と第三ブラケット７とに挟持された延在部６４が解放されるため、第二ブラケット６が車幅方向Ｄ２の外側へ移動可能となる。これにより、支持装置１から第二ブラケット６だけを取り外すことが可能となる（すなわち、支持装置１を丸ごと取り外さなくても済む）ため、整備が容易となる。

さらに、電動トラック３の製造時は、第二ブラケット６を第一ブラケット５及び第三ブラケット７とは別に組み付けることが可能であるため、電動トラック３への支持装置１の搭載も容易となる。また、第二ブラケット６の延在部６４を第一ブラケット５と第三ブラケット７とに挟持させるため、第一ブラケット５と第三ブラケット７とをボルト８で連結するのと同時に第二ブラケット６を固定できる。これにより、バッテリパック４に対する支持装置１の取り付け作業も容易化できる。したがって、支持装置１によれば、側突時のバッテリ安全性を確保するための耐荷重強度要求に応えつつ、製造時における搭載性や、定期メンテナンス時における整備性の要求を満たすことができる。

［３．変形例］
上記の支持装置１の構成は一例である。支持装置１の有する第三ブラケット７の数は四つに限られない。一つの第三ブラケット７に対して締結されるボルト８の数は、四つに限らず、二つ以上であればよい。

第三ブラケット７に対して締結される複数のボルト８は、少なくとも一つのボルト８が他のボルト８に対して車長方向Ｄ１に隙間をあけて配置されていればよい。例えば、第三ブラケット７に対して締結される四つのボルトが車長方向Ｄ１に間隔をあけて一列に並んでいてもよい。この場合、四つのボルト間に三つの隙間が形成されるため、第二ブラケット６は、ボルト間に介在する延在部を三つ有していてもよい。なお、補助延在部６５，６５は省略されてもよい。

第一ブラケット５の構成も、上記の例示に限定されない。第一ブラケット５は、例えば、バッテリパック４の前面４２，後面４３，上面及び下面の全てを覆う筒状部材であってもよい。なお、支持装置１の適用対象は、上記の電動トラック３に限定されない。支持装置１は、ラダーフレーム２を備える様々な車両に適用可能である。

１ 支持装置（バッテリパック支持装置）
２ サイドレール
３ 電動トラック（車両）
４ バッテリパック
５ 第一ブラケット
６ 第二ブラケット
７ 第三ブラケット
８ ボルト
４１ 側面
５１ 上面部
５２ 下面部
６１ ウェブ部
６２ 上フランジ部
６２ｅ 内側端部（車幅方向内側端部）
６３ 下フランジ部
６４ 延在部

Claims (1)

1. 車両のラダーフレームを構成するサイドレールよりも車幅方向外側に位置する側面を有するとともに前記サイドレールの下方に搭載されるバッテリパックを支持するバッテリパック支持装置であって、
   前記バッテリパックの上方に配置される上面部及び前記バッテリパックの下方に配置される下面部を有する第一ブラケットと、
   前記バッテリパックの前記側面に対向するウェブ部、前記ウェブ部から車幅方向内側へ延出して前記第一ブラケットの前記上面部に上方から重なる上フランジ部、及び前記ウェブ部から車幅方向内側へ延出して前記第一ブラケットの前記下面部に重なる下フランジ部を有する第二ブラケットと、
   前記サイドレールに連結されるとともに、前記第一ブラケットの前記上面部に複数のボルトで連結される第三ブラケットと、を備え、
   前記第二ブラケットは、前記上フランジ部の車幅方向内側端部から前記第一ブラケットと前記第三ブラケットとの連結部分まで車幅方向内側に延出して前記複数のボルト間に介在する延在部を有し、前記延在部が前記第一ブラケットと前記第三ブラケットとに挟持されることで固定される
   ことを特徴とする、バッテリパック支持装置。

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