JP2022146121A - バッテリーユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】バッテリーユニットにおいて、複数のフレームの間に設けられるバッテリーの量を増加させ易くする。【解決手段】バッテリーユニットＳは、複数のバッテリー２と、車両Ａの複数のフレーム１１の間に固定されており、複数のバッテリー２を収容する収容部３と、を有し、バッテリー２は、複数のバッテリーセル２１と、複数のバッテリーセル２１を収容部３に固定するための固定部２２と、固定部２２に設けられており、複数のフレーム１１から加わる力によってバッテリー２に応力が生じるのを抑制する弾性部材２３と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、バッテリーユニットに関する。
従来、車両にはバッテリーが設けられている。特許文献１には、電池パックとロッカとの間に形成されている隙間に弾性を有するシール材が配設されている構造が開示されている。
特開２０１９－１４３４９号公報
複数のフレームの間に複数のバッテリーを収容している収容部を設ける場合、複数のフレームから加わる力によってバッテリーに応力が生じるのを抑制するためにフレームと収容部との間に弾性部材を設ける場合がある。この場合、フレームと収容部との間には、収容部が変位する空間も確保する必要があるため、バッテリーの量を増加させづらいという問題が生じていた。
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、複数のフレームの間に設けられるバッテリーの量を増加させ易いバッテリーユニットを提供することを目的とする。
本発明の第１の態様においては、複数のバッテリーと、車両の複数のフレームの間に固定されており、前記複数のバッテリーを収容する収容部と、を有し、前記バッテリーは、複数のバッテリーセルと、前記複数のバッテリーセルを前記収容部に固定するための固定部と、前記固定部に設けられており、前記複数のフレームから加わる力によって前記バッテリーに応力が生じるのを抑制する弾性部材と、を有するバッテリーユニットを提供する。
また、前記複数のバッテリーセルは、前記車両の水平方向において並べて配置されており、前記弾性部材は、前記水平方向と直交する前記車両の高さ方向において伸縮してもよい。
また、前記車両の高さ方向において延伸し、前記弾性部材と前記収容部を接続するための固定部材をさらに有し、前記固定部には、前記弾性部材が挿入されている第１の穴が形成されており、前記弾性部材は、外側面が前記第１の穴の内側面に固定されている外側円筒部と、前記弾性部材の径方向において前記外側円筒部の内側に設けられており、前記高さ方向における下端が前記外側円筒部の前記高さ方向における下端よりも下方において前記収容部と接し、第２の穴が形成されている内側円筒部と、前記外側円筒部と前記内側円筒部との間に設けられている弾性部材本体と、を有し、前記収容部には、前記固定部材が挿入されている第３の穴が形成されており、前記固定部材は、前記固定部の前記第１の穴に挿入された前記弾性部材の前記第２の穴、及び前記収容部の前記第３の穴に挿入された状態で、前記収容部に固定されていてもよい。
本発明によれば、バッテリーユニットにおいて、複数のフレームの間に設けられるバッテリーの量を増加させ易くすることができるという効果を奏する。
本実施形態に係るバッテリーユニットが車両に設けられている状態を示す。 バッテリーのエンドプレート付近の構造を示す。 比較例としての従来のバッテリーユニットが車両に設けられている状態を示す。 従来のバッテリーユニットが設けられている複数のフレームが変位している状態を示す。 図２のＸ－Ｘ線断面図である。 弾性部材の構造を示す。
［バッテリーユニットＳが車両Ａに設けられている状態］
図１は、本実施形態に係るバッテリーユニットＳが車両Ａに設けられている状態を示す図である。
バッテリーユニットＳは、ハイブリッド車又はＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）車の走行用モーター駆動用の電源バッテリーとして用いられる。バッテリーユニットＳは、車両Ａにおける後述するフレーム構造１に搭載されている。
車両Ａは、フレーム構造１を有する。フレーム構造１は、例えばラダーフレームを含む。フレーム構造１は、車両Ａの前後方向において延伸している。フレーム構造１は、複数のフレーム１１を有する。フレーム構造１には、複数のフレーム１１として、左サイドメンバ１１１Ｌ、右サイドメンバ１１１Ｒ、及びクロスメンバ１１２が設けられている。
左サイドメンバ１１１Ｌは、車両Ａの前後方向において延伸している。左サイドメンバ１１１Ｌは、車両Ａの車幅方向における左側に設けられている。右サイドメンバ１１１Ｒは、車両Ａの前後方向において延伸している。右サイドメンバ１１１Ｒは、車両Ａの車幅方向における右側に設けられている。クロスメンバ１１２は、左サイドメンバ１１１Ｌと右サイドメンバ１１１Ｒの間に、車両Ａの車幅方向において延伸して設けられている。車両Ａの前後方向において、複数のクロスメンバ１１２が設けられている。バッテリーユニットＳは、車両Ａの車幅方向において左サイドメンバ１１１Ｌと右サイドメンバ１１１Ｒとの間に設けられている。
［バッテリーユニットＳの構成］
図２は、バッテリー２のエンドプレート２２２付近の構造を示す図である。
バッテリーユニットＳは、複数のバッテリー２、収容部３、及び複数の固定部材４を有する。バッテリー２は、電力を蓄電する。複数のバッテリー２は、車両Ａの前後方向において並べて配置されている。バッテリー２の数は任意である。また、複数のバッテリー２が並べられている方向は任意である。バッテリー２の詳細は後述する。
収容部３は、車両Ａの複数のフレーム１１の間に固定されている。収容部３は、車両Ａの車幅方向において左サイドメンバ１１１Ｌと右サイドメンバ１１１Ｒとの間に固定されている。収容部３は、複数のバッテリー２を収容する。収容部３は、例えば箱形状である。収容部３の詳細は後述する。固定部材４は、バッテリー２と収容部３を接続するための部品である。固定部材４は、例えばボルトを含む。固定部材４の詳細は後述する。
［バッテリー２の構成］
バッテリー２は、複数のバッテリーセル２１、固定部２２、及び弾性部材２３を有する。バッテリーセル２１は、電力を蓄電する。バッテリーセル２１は、例えば板形状である。複数のバッテリーセル２１が、車両Ａの水平方向において並べて配置されている。複数のバッテリーセル２１は、車両Ａの車幅方向において並べて配置されている。バッテリーセル２１の数は任意である。また、複数のバッテリーセル２１が並べられている方向は任意である。
固定部２２は、複数のバッテリーセル２１を収容部３に固定するための部品である。固定部２２の詳細は後述する。弾性部材２３は、固定部２２に設けられている。弾性部材２３は、複数のフレーム１１から加わる力によってバッテリー２に応力が生じるのを抑制する。弾性部材２３の詳細は後述する。
図３は、比較例としての従来のバッテリーユニットＴが車両Ｂに設けられている状態を示す図である。
従来のバッテリーユニットＴは、バッテリーユニットＳと比べて、バッテリー６が弾性部材を有しておらず、複数のバッテリー６を収容している収容部７と複数のフレーム１１との間に複数の弾性部材８が設けられている点で異なる。
従来のバッテリーユニットＴは、車両Ｂにおけるフレーム構造１に搭載されている。従来のバッテリーユニットＴは、複数のバッテリー６、及び収容部７を有する。バッテリー６は、バッテリー２と同様に、電力を蓄電する。複数のバッテリー６は、車両Ｂの前後方向において並べて配置されている。バッテリー６は、複数のバッテリーセル（不図示）、及び固定部６２を有する。固定部６２は、固定部２２と同様に、複数のバッテリーセルを収容部７に固定するための部品である。複数のバッテリーセルは、固定部６２によって収容部７に固定されている。
収容部７は、複数のバッテリー６を収容する。収容部７は、例えば箱形状である。収容部７は、車両Ｂの複数のフレーム１１の間に弾性部材８を介して接続されている。弾性部材８は、フレーム１１と収容部７との間に設けられている。弾性部材８は、左サイドメンバ１１１Ｌと収容部７との間、及び右サイドメンバ１１１Ｒと収容部７との間に設けられている。弾性部材８の数は任意である。また、弾性部材８は、例えばクロスメンバ１１２と収容部７との間に設けられていてもよい。
図４は、従来のバッテリーユニットＴが設けられている複数のフレーム１１が変位している状態を示す図である。
車両Ｂの走行時には、例えばフレーム構造１が車両Ｂの車幅方向においてねじられることで、左サイドメンバ１１１Ｌと右サイドメンバ１１１Ｒがそれぞれ変位する。このため、左サイドメンバ１１１Ｌと右サイドメンバ１１１Ｒとの間に設けられているバッテリー６には、左サイドメンバ１１１Ｌ、及び右サイドメンバ１１１Ｒから加わる力によって応力が生じ易い。
例えば、フレーム構造１が車両Ｂの車幅方向においてねじられることで、車両Ｂの高さ方向において、左サイドメンバ１１１Ｌが上方に向かって移動し、右サイドメンバ１１１Ｒが下方に向かって移動する場合がある。この場合、バッテリー６は、バッテリー６の左端が上方に向かって移動し、バッテリー６の右端が下方に向かって移動するようにして車両Ｂの車幅方向においてねじられるため、バッテリー６には応力が生じ易い。また、例えば、フレーム構造１が車両Ｂの前後方向においてねじられる場合、バッテリー６は、バッテリー６の前端とバッテリー６の後端がそれぞれ変位して車両Ｂの前後方向においてねじられるため、バッテリー６には応力が生じ易い。
図４に示すように、従来のバッテリーユニットＴにおいては、このように複数のフレーム１１から加わる力によってバッテリー６に応力が生じるのを抑制するために複数のフレーム１１と収容部７との間に弾性部材８が設けられている。しかし、従来のバッテリーユニットＴにおいては、複数のフレーム１１と収容部７との間には、弾性部材８が伸縮することにより収容部７が変位する空間も確保する必要があるため、バッテリー６の量を増加させづらい。
これに対して、バッテリーユニットＳにおいては、前述したように、車両Ａの複数のフレーム１１の間に固定されており、複数のバッテリー２を収容する収容部３を有し、バッテリー２が、固定部２２に設けられており、複数のフレーム１１から加わる力によってバッテリー２に応力が生じるのを抑制する弾性部材２３を有する。したがって、バッテリーユニットＳにおいては、フレーム１１と収容部３との間に弾性部材が設けられておらず、収容部３が変位する空間も確保する必要がない。よって、バッテリーユニットＳにおいては、複数のフレーム１１の間に設けられるバッテリー２の量を増加させ易くすることができる。
図２に示すように、固定部２２は、複数のバインドバー２２１、及び複数のエンドプレート２２２を有する。バインドバー２２１は、車両Ａの車幅方向において並べて配置された複数のバッテリーセル２１を車両Ａの前後方向から抑えるための部品である。バインドバー２２１は、車両Ａの車幅方向において延在している。複数のバインドバー２２１が車両Ａの車幅方向において並べて配置された複数のバッテリーセル２１の前方及び後方にそれぞれ設けられている。バインドバー２２１の車両Ａの車幅方向における両端は、車両Ａの車幅方向において並べて配置された複数のバッテリーセル２１の車両Ａの車幅方向における両側にそれぞれ設けられたエンドプレート２２２に接続されている。
図５は、図２のＸ－Ｘ線断面図である。
エンドプレート２２２は、複数のバッテリーセル２１を収容部３に接続するための部品である。複数のエンドプレート２２２が、車両Ａの車幅方向において並べて配置された複数のバッテリーセル２１の車両Ａの車幅方向における両側にそれぞれ設けられている。エンドプレート２２２は、複数の穴２２３を有する。穴２２３には、弾性部材２３が挿入されている。複数の穴２２３が、エンドプレート２２２の車両Ａの前後方向における両端にそれぞれ形成されている。
複数のバッテリーセル２１は、車両Ａの車幅方向において並べて配置された状態で、車両Ａの車幅方向における両側にそれぞれエンドプレート２２２が設けられ、車両Ａの前後方向における両側からそれぞれバインドバー２２１で押さえつけることで固定されている。そして、複数のバインドバー２２１及びエンドプレート２２２によって固定された複数のバッテリーセル２１は、エンドプレート２２２を収容部３に接続することで、収容部３に接続されている。
［バッテリー２の弾性部材２３付近の構造］
図６は、弾性部材２３の構造を示す図である。
弾性部材２３は、例えばゴムブッシュを含む。複数の弾性部材２３が、エンドプレート２２２の車両Ａの前後方向における両端にそれぞれ設けられている。弾性部材２３は、車両Ａの水平方向と直交する車両Ａの高さ方向において伸縮する。したがって、バッテリーユニットＳにおいては、複数のフレーム１１から加わる力によって複数のバッテリーセル２１及び固定部２２が車両Ａの高さ方向において変位するのを抑制することができる。
図６に示すように、弾性部材２３は、外側円筒部２３１、内側円筒部２３２、及び弾性部材本体２３４を有する。外側円筒部２３１は、外側面が穴２２３の内側面に固定されている。内側円筒部２３２は、弾性部材２３の径方向において外側円筒部２３１の内側に設けられている。内側円筒部２３２は、車両Ａの高さ方向における下端が外側円筒部２３１の車両Ａの高さ方向における下端よりも下方において収容部３と接している。内側円筒部２３２は、穴２３３を有する。穴２３３には、固定部材４が挿入されている。
弾性部材本体２３４は、外側円筒部２３１と内側円筒部２３２との間に設けられている。収容部３は、複数の穴３１を有する。穴３１には、固定部材４が挿入されている。
固定部材４は、車両Ａの高さ方向において延伸している。固定部材４は、弾性部材２３と収容部３を接続するための部品である。固定部材４は、固定部２２の穴２２３に挿入された弾性部材２３の穴２３３、及び収容部３の穴３１に挿入された状態で、収容部３に固定されている。
エンドプレート２２２は、固定部材４を、エンドプレート２２２の穴２２３に挿入された弾性部材２３の穴２３３、及び収容部３の穴３１に挿入して、挿入した固定部材４を収容部３に締め付けることで、収容部３に接続されている。そして、図５に示すように、車両Ａの高さ方向において、複数のバッテリーセル２１、固定部２２、外側円筒部２３１、及び弾性部材本体２３４と、収容部３との間には空間が形成されている。したがって、バッテリーユニットＳにおいては、複数のフレーム１１から力が加えられても、弾性部材本体２３４が伸縮することにより、複数のバッテリーセル２１、及び固定部２２に応力が生じるのを抑制することができる。
バッテリーユニットＳにおいては、前述したように固定部２２と収容部３は、固定部材４を固定部２２の穴２２３内の弾性部材２３の穴２３３、及び収容部３の穴３１に挿入した状態で固定部材４を収容部３に締め付けることで接続されている。したがって、弾性部材２３が固定部２２の外側に露出する領域を小さくすることができる。その結果、バッテリーユニットＳにおいては、バッテリー２が弾性部材２３を有している状態で、収容部３に収容するバッテリー２の量を増加させ易くすることができる。
［本実施形態に係るバッテリーユニットＳによる効果］
本実施形態に係るバッテリーユニットＳは、複数のバッテリー２と、車両Ａの複数のフレーム１１の間に固定されており、複数のバッテリー２を収容する収容部３と、を有する。そして、バッテリー２は、複数のバッテリーセル２１と、複数のバッテリーセル２１を収容部３に固定するための固定部２２と、固定部２２に設けられており、複数のフレーム１１から加わる力によってバッテリー２に応力が生じるのを抑制する弾性部材２３と、を有する。
本実施形態に係るバッテリーユニットＳは、このように車両Ａの複数のフレーム１１の間に固定されており、複数のバッテリー２を収容する収容部３を有する。そして、バッテリー２は、固定部２２に設けられており、複数のフレーム１１から加わる力によってバッテリー２に応力が生じるのを抑制する弾性部材２３を有する。したがって、バッテリーユニットＳにおいては、フレーム１１と収容部３との間に弾性部材が設けられておらず、収容部３が変位する空間も確保する必要がない。よって、バッテリーユニットＳにおいては、複数のフレーム１１の間に設けられるバッテリー２の量を増加させ易くすることができる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。
Ａ・・・車両
１・・・フレーム構造
１１・・・フレーム
１１１Ｌ・・・左サイドメンバ
１１１Ｒ・・・右サイドメンバ
１１２・・・クロスメンバ
Ｓ・・・バッテリーユニット
２・・・バッテリー
２１・・・バッテリーセル
２２・・・固定部
２２１・・・バインドバー
２２２・・・エンドプレート
２２３・・・穴
２３・・・弾性部材
２３１・・・外側円筒部
２３２・・・内側円筒部
２３３・・・穴
２３４・・・弾性部材本体
３・・・収容部
３１・・・穴
４・・・固定部材
Ｂ・・・車両
Ｔ・・・従来のバッテリーユニット
６・・・バッテリー
６２・・・固定部
７・・・収容部
８・・・弾性部材

Claims (3)

  1. 複数のバッテリーと、
    車両の複数のフレームの間に固定されており、前記複数のバッテリーを収容する収容部と、
    を有し、
    前記バッテリーは、
    複数のバッテリーセルと、
    前記複数のバッテリーセルを前記収容部に固定するための固定部と、
    前記固定部に設けられており、前記複数のフレームから加わる力によって前記バッテリーに応力が生じるのを抑制する弾性部材と、
    を有するバッテリーユニット。
  2. 前記複数のバッテリーセルは、前記車両の水平方向において並べて配置されており、
    前記弾性部材は、前記水平方向と直交する前記車両の高さ方向において伸縮する、
    請求項１に記載のバッテリーユニット。
  3. 前記車両の高さ方向において延伸し、前記弾性部材と前記収容部を接続するための固定部材をさらに有し、
    前記固定部には、前記弾性部材が挿入されている第１の穴が形成されており、
    前記弾性部材は、
    外側面が前記第１の穴の内側面に固定されている外側円筒部と、
    前記弾性部材の径方向において前記外側円筒部の内側に設けられており、前記高さ方向における下端が前記外側円筒部の前記高さ方向における下端よりも下方において前記収容部と接し、第２の穴が形成されている内側円筒部と、
    前記外側円筒部と前記内側円筒部との間に設けられている弾性部材本体と、
    を有し、
    前記収容部には、前記固定部材が挿入されている第３の穴が形成されており、
    前記固定部材は、前記固定部の前記第１の穴に挿入された前記弾性部材の前記第２の穴、及び前記収容部の前記第３の穴に挿入された状態で、前記収容部に固定されている、
    請求項１又は２に記載のバッテリーユニット。
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