JP2022546836A - 自動車両用の電力供給アセンブリ - Google Patents

Abstract

電力供給アセンブリ（１０’；１０”）は、底部（１４’；１４”）と少なくとも２つの側壁（２０’、２２’；２０”、２２”）とを有する筐体（１２’；１２”）と、バッテリモジュール（３０’、３２’；３０’’、３１、３２”）の組とを備え、モジュールの各々は、対向する２つの端部（３６’、３８’；３６’’、３８”）を有するバッテリ（３４’；３４’’）と、前記端部を覆う対向する２つのフランジ（４０’、４２’；４０’’、４２”）とを有し、モジュールは、前記底部上に、互いに一直線に配置されたモジュールの複数の列（２４’、２６’、２８’；２４”、２６”、２８”）で設置されている。前記列は、フランジ（４０’、４２’、５０’；５０”、４０”、４２”）が端と端とを合わせて整列されるように配置され、前記整列されたフランジは、前記筐体の前記底部に結合されて前記筐体の内部に剛性のあるクロスメンバを形成する。【選択図】図２

Description

本発明は自動車両用の電力供給アセンブリに関する。
想定される１つの応用分野は、特に、電力供給アセンブリが搭載されている電気自動車、さらにはハイブリッド車の分野である。

例えば、ハイブリッド車の電力供給アセンブリは、一般に車両の後部トランクの下に設置される。電力供給アセンブリは、底部と、対をなして互いに対向し、底部から直立して突出する４つの壁、すなわち、２つの側壁、１つの後壁および１つの前壁とを有する筐体を備える。電力供給アセンブリは、筐体内部に配置される蓄電池バッテリモジュールの組も備える。この組のモジュールの各々は、対向する２つの端部を有する蓄電池バッテリと、これらの端部をそれぞれ覆う対向する２つのフランジとを有する。蓄電池は、例えば、２つのフランジ間に直列に設置された角形リチウム蓄電池である。

上記組のモジュールは、底部上の筐体内部にｎ個のモジュールの複数の近接した列で設置される。ｎ個のモジュールは、互いの延長上で同軸上に位置し、かつ側壁に実質的に平行である。また、これらのｎ個のモジュールは直列で電気的に結合されている。

モジュールの組を装備した筐体は、耐変形性を提供し、衝撃試験または「衝突試験」に合格しなければならない。したがって、これを行うために、補強クロスメンバがモジュール間において側壁に垂直に筐体を横断して設置される。この場合、補強クロスメンバは一方の側壁から他方の側壁まで延びてこれらの側壁を機械的に接続し、筐体の剛性を高める。しかしながら、これらの補強クロスメンバが設置されると、蓄電池バッテリモジュールに対して、したがって蓄積可能な電気エネルギーの量に対して確保された空間を損ねてしまう。

よって、筐体の外部に補強要素を設置することが考えられたが、相変わらず蓄電池バッテリのために確保された空間を損ねてしまう。そのような補強要素を記載した文書ＣＮ１０１２０９６５９Ａを参照することができる。

よって、本発明が解決を目指す、発生する１つの課題は、良好な耐変形性を提供するが、蓄積可能なエネルギーの量および車両への組み込み易さを損なうことがなく、また筐体の内部および外部の双方で重量および嵩を過度に増大することもない、自動車両用の電力供給アセンブリを提供することである。

この課題を解決するために、自動車両用の電力供給アセンブリが提案される。この電力供給アセンブリは、底部と、互いに対向して前記底部から直立して突出する少なくとも２つの側壁とを有する筐体と、蓄電池バッテリモジュールの組とを備え、前記組のモジュールの各々は、対向する２つの端部を有する蓄電池バッテリと、前記端部をそれぞれ覆う対向する２つのフランジとを有し、前記組のモジュールは、前記底部上の前記筐体内部に、互いの延長上で同軸上に位置し、かつ前記側壁に実質的に平行なｎ個のモジュールの複数の近接した列で設置される。前記近接した列は、前記列のモジュールのフランジが、それぞれ、前記対向する側壁に実質的に垂直な方向において端と端とを合わせて整列されるように配置されており、前記整列されたフランジは、前記筐体の前記底部に固定されて前記筐体の内部に剛性のあるクロスメンバを形成する。

よって、本発明の１つの特徴は、フランジが端と端とを合わせて取り付けられ、また側壁に垂直な方向に整列され、加えてフランジが筐体の底部に固定されるような上記列のモジュールの特定の構成にある。換言すると、モジュール自体の構造を利用して、フランジによってクロスメンバを形成して、筐体の剛性を高めることができる。実際、フランジが側壁に垂直な方向において端と端とを合わせて取り付けられ、さらに筐体の底部に固定されるため、フランジは、本明細書の残部でより詳細に説明するように、圧縮に耐えることができる剛性要素を構成する。

このように、補助クロスメンバを設置する必要がなく、したがって筐体は蓄電池バッテリモジュールの設置のためのみに確保され、それにもかかわらず、筐体は、変形に耐えて衝突衝撃試験に合格することができるように、剛性を有する。

本発明の特に有利な実施形態によれば、前記列の各々のモジュールは、単一のフランジのみによって、対をなして共に接続される。このようにして、列の各々について、２つの蓄電池バッテリが単一のフランジによって接続され、したがって、それぞれ２つのフランジを有するモジュールを含む所与の列の長さに対して、より大量の蓄電池が収容される。

また、前記モジュールの組の前記モジュールは、有利には、単一の長さのみを有する。このようにして、モジュールのフランジをすべて筐体内部で端と端とを合わせて整列させることができ、よってフランジが筐体の底に固定された後、フランジは補強クロスメンバを構成することができる。加えて、筐体内の利用可能な空間をすべて充填し易くなり、筐体の寸法はモジュールに応じて提供される。

優先的には、前記筐体は、前記底部から直立して突出し、前記側壁を実質的に垂直にそれぞれ接続して前記筐体を閉鎖する、前壁および反対側の後壁を有する。このようにして、筐体の剛度がさらに増大される。

さらに、前記フランジの各々は、有利には所与の厚みを有し、前記厚み内に形成されて締付ねじが貫通できるようする少なくとも１つの貫通オリフィスを有する。優先的には、フランジは、フランジと筐体の底部とを完璧に固定するために２本の締付ねじが貫通できるようにする、フランジの厚み内に形成された２本の平行なオリフィスを有する。

よって、本発明の特に有利な実施形態によれば、前記筐体の前記底部は、前記フランジを固着するために、ねじを受容するためのねじ穴（ｔａｒａｕｄａｇｅｓ）を有する。よって、ねじ穴は、蓄電池バッテリモジュールの組を収容するために、筐体の底部の所定の位置に形成される。モジュールが筐体に取り付けられた後、次に、ねじがフランジのオリフィス内に挿入され、その結果、ねじをねじ穴内にねじ込むことができ、したがってフランジは筐体の底部で取り外されることが可能である。

異なる実施形態によれば、前記筐体の前記底部は、前記締付ねじを受容するためのねじ立てカラー（ｄｅｓ ｃｏｌｌｅｔｓ ｔａｒａｕｄｅｓ）を備える。このようにして、筐体の底部の厚みが相対的に小さい場合に、これらのねじ立てカラーは、より良好な固定のためにねじを底部につなぎ留めるのを助ける。

また、この異なる実施形態によれば、前記フランジは、有利には、前記カラーを収容することができるように、前記貫通オリフィスの延長上に凹部を有する。このようにして、筐体内に自由空間が存在せず、蓄電池バッテリにより蓄積可能な電力と筐体によって画定される全空間との間の比率が最適となる。

優先的には、前記フランジの各々は実質的に直方体形状を有する。このようにして、側面対側面で整列されたフランジは、互いに突き当たり、よって完璧な長手方向の圧縮強度を提供することができる。

さらに、前記フランジの各々は、優先的には、アルミニウム合金から１ピースに成形される。このようにして、有利な重量／強度比を備えた補強クロスメンバが形成される。

本発明のさらに特定の特徴および利点は、添付図面を参照しながら、非限定的な表示として与えられる本発明の特定の実施形態の以下に提供される説明を読むことにより明らかになるであろう。

従来技術に従った電力供給アセンブリの概略斜視図である。 第１実施形態に従った本発明による電力供給アセンブリの概略上面図である。 第２実施形態に従った本発明による電力供給アセンブリの上面図である。 異なる実施形態に従った図面（図３）のＩＶ－ＩＶ平面における断面の概略詳細図である。 別の異なる実施形態に従った図面（図３）のＩＶ－ＩＶ平面における断面の概略詳細図である。

図１は、従来技術に従った第１電力供給アセンブリ１０を示している。第１電力供給アセンブリ１０は、第１底部１４、第１前壁１６、第１後壁１８、ならびに第１前壁１６および第１後壁１８に接続された対向する２つの第１側壁２０、２２を有する第１筐体１２を備える。また、第１筐体１２は矩形の全体形状を有し、対向する第１側壁２０、２２は第１前壁１６および第１後壁１８の長さよりも大きな長さを有する。

電力供給アセンブリ１０は、２つの第１蓄電池バッテリモジュール、すなわち第１の第１モジュール３０および第２の第１モジュール３２の３つの近接した第１列２４、２６、２８を有する。

各第１蓄電池バッテリモジュール３０、３２は、対向する２つの第１端部３６、３８を有する第１蓄電池バッテリ３４と、対向する２つの第１端部３６、３８をそれぞれ覆う対向する２つの第１フランジ、第１の第１フランジ４０および第２の第１フランジ４２とを有する。フランジ４０、４２は、それらの側面に、蓄電池バッテリ３４の対向する端部３６、３８の断面に対応する切欠きを有して、フランジ４０、４２内に係合させることができるようにする。また、第１列２４、２６、２８の各々の第１モジュール３０、３２の第１蓄電池バッテリ３４は、互いにそれぞれ電気的に結合されている。

第１蓄電池バッテリ３４は、矩形断面のものであり、互いに当接し、かつ直列で電気的に結合された一連の角形蓄電池から作られている。これらの角形蓄電池は、したがって第１フランジ４０、４２によって互いに当てられて維持される。第１フランジ４０、４２は同一であり、直方体形状を有する。第１フランジ４０、４２の断面は、蓄電池バッテリ３４の断面よりも実質的に大きく、それらの切欠きのまわりで、へりが、対向する第１端部３６、３８のまわりに延びる肩部４４を形成する。

また電気的結合にもかかわらず、３つの第１列２４、２６、２８の第１の第１モジュール３０および第２の第１モジュール３２は、一方の側壁２０から他方の側壁２２まで筐体１２の全高さにわたって延びるクロスメンバ４６によって互いから分離されている。

クロスメンバ４６は、筐体１２を補強し、よって衝突中に対向する２つの側壁２０、２２が互いに向かって圧縮されて強制的に動かされる場合に、より良好な耐変形性を提供できるようにする。

しかしながら、クロスメンバ４６により、蓄電池バッテリにとって、したがって電力供給アセンブリのエネルギー蓄積能力にとって無駄な空間となる空間を確保することが必要となる。

同様に、第２筐体１２’について、図面（図２）を参照しながら、本発明の主題の第１の異なる実施形態にしたがって説明する。図面（図１）のそれと同一であるか、または同一の機能を有する図面（図２）の主題の要素には、「’」記号が後続する同一の参照番号が付いている。

第２筐体１２’は、２つの第２蓄電池バッテリモジュール、すなわち第１の第２モジュール３０’および第２の第２モジュール３２’の３つの近接した第２列２４’、２６’、２８’を備える。矩形の全体形状の第２筐体１２’は、第１筐体１２と同一であり、第２底部１４’、第２前壁１６’、第２後壁１８’、ならびに第２前壁１６’および第２後壁１８’に接続された対向する２つの第２側壁２０’、２２’を有する。

第一に、筐体１２’はクロスメンバを有しておらず、第１および第２の第２モジュール３０’および３２’は、対向する２つの第２端部３６’、３８’を有した第２蓄電池バッテリ３４’をそれぞれ有しているので、互いに隣り合う２つの第２端部３８’、３６’は、単一の中間フランジ５０のみによって共に接続されていることが観察されよう。この中間フランジ５０は、それぞれの側で、２つの第２蓄電池バッテリ３４’の２つの第２端部３８’、３６’を覆っている。また、中間フランジ５０は、その対向する２つの側面において、蓄電池バッテリ３４’の対向する第２端部３６’、３８’の断面に対応する切欠きを有して、第２端部３６’、３８’を切欠きに受容する。

第２モジュール３０’、３２’の第１の第２列２４’の２つの第２蓄電池バッテリ３４’の、互いに反対側にある、他方の２つの第２端部３６’、３８’は、それぞれ第２フランジ４０’、４２’を受ける。これらの第２フランジ４０’、４２’は第２前壁１６’および第２後壁１８’にそれぞれ隣り合う。

また、長さが第１筐体１２の長さに等しい第２筐体１２’で、２つのフランジを中間フランジ５０で置き換えることによって、およびクロスメンバ４６を除去することによって、第２モジュール３０’、３２’の挿入に利用可能な長さが大きくなり、第２モジュール３０’、３２’の第２蓄電池バッテリ３４’は特により多くの蓄電池を含むことが理解される。

２つの第２フランジ４０’、４２’および中間フランジ５０は図面（図１）に示す第１フランジ４０、４２の断面と同一の断面を有することが観察されよう。

さらに、他の２つの第２列２６’および２８’は、第１列２４’に完全に類似している。したがって、他の２つの第２列２６’および２８’の中間フランジ５０は、端と端とを合わせて単一線Ｌに沿って延びている。加えて、他の２つの第２列２６’および２８’の２つの第２フランジ４０’、４２’もそれぞれ端と端とを合わせて整列されている。

したがって、３つの第２列２４’、２６’および２８’の、端と端とを合わせて整列された３つの中間フランジ５０を第２筐体１２’の第２底部１４’に固着することによって、剛性のある中央クロスメンバを形成する横断要素が形成される。

このようにして、衝突中に対向する側壁２０’、２２’に対して矢印Ｆ、Ｇに沿って互いに向かって同時に及ぼされるであろう応力は、剛性のある中央クロスメンバによって対抗され耐えられるであろうことが理解される。

加えて、３つの第２列２４’、２６’および２８’の２つの第２フランジ４０’、４２’を第２底部１４’に固着して、剛性のある中央クロスメンバに対して互いに対称な２つの別の補助クロスメンバを第２前壁１６’および第２後壁１８’にそれぞれ沿って形成することも可能である。

次に第２実施形態による電力供給アセンブリ１０”を例示する図面（図３）を参照する。また、２つの異なる実施形態によるフランジを固着する方法についても詳細に説明する。

この図面（図３）は、したがって３つの第３蓄電池バッテリモジュール、すなわち、一端の第１の第３ジュール３０”、中央の第２の第３モジュール３１および他端の第３の第３モジュール３２”の３つの近接した第３列２４”、２６”、２８”を含む第３筐体１２”を示す。３つの近接した第３列２４”、２６”、２８”の各々の第３モジュール３０”、３１、３２”は、それぞれ互いの延長上に位置している。

第３筐体１２”は、第３底部１４”、第３前壁１６”’、第３後壁１８”、ならびに第３前壁１６”および第３後壁１８”に接続された対向する２つの第３側壁２０”、２２”を有する。

第３モジュール３０”、３１および３２”は、対向する２つの第３端部３６”、３８”を有した第３蓄電池バッテリ３４”をそれぞれ有する。

３つの第３列２４”、２６”、２８”の各々の、それぞれ互いに隣り合った２×２個の第２端部３８”、３６”は、２つの中間フランジ５０”のみによってそれぞれ共に接続されている。これらの第２中間フランジ５０”は、３つの第３蓄電池バッテリ３４”のうちの２つの第２端部３８”、３６”をそれぞれ覆っている。したがって、３つの第３蓄電池バッテリ３４”は互いに連続して延び、中間フランジ５０”によって互いに接続され、よって３つのモジュール３０”、３１、３２”を単一の長手方向ブロックとして形成する。

２つの第３端部モジュール３２”、３０”の２つの第３蓄電池バッテリ３４’の、互いに反対側にある、２つの第３端部３６”、３８”は、それぞれ２つの第３フランジ４０”、４２”を受ける。

また、２つの第３フランジ４０”、４２”および２つの中間フランジ５０”は、図面（図１）に示す第１フランジ４０、４２の断面と同一の断面を有する。

さらに、他の２つの第３列２６”および２４”は、第１列２８”に完全に類似している。したがって、他の２つの第３列２６”および２４”の３×２個の中間フランジ５０”は、それぞれ、端と端とを突き合わせるように２本の平行線Ｌ１およびＬ２に沿って延びている。加えて、他の２つの第３列２６”および２４”の２つの第３フランジ４０”、４２”もそれぞれ端と端とを合わせて整列されている。

したがって、３つの第３列２４”、２６”および２８”の、端と端とを合わせて整列された３×２個の中間フランジ５０”を第３筐体１２”の第３底部１４”に固着することによって、２つの平行で剛性のある横断要素が形成される。

次に図４および図５を参照しながら、２つの異なる実施形態によるフランジを筐体の底部に固着する方法について説明する。

よって、図面（図４）は単一の中間フランジ５０”を断面で示す。中間フランジ５０”は、直方体の全体形状、すなわち対向する２つの大きな面５２、５４と、対向する２つの小さな面５６、５８とを有する。中間フランジ５０”はまた、図面（図３）に例示した、端面に対応する厚みｅも有する。中間フランジ５０”は、例えば、アルミニウム合金から１ピースに成形される。また、中間フランジ５０”は、その厚みｅ内において互いに距離を置いて、対向する２つの大きな面５２、５４に対して垂直に設けられた２つの平行なオリフィス６０、６２を有し、オリフィス６０、６２は大きな面５２、５４にそれぞれ開口している。このように、中間フランジ５０”は、その大きな面５２のうちの一方が第３筐体１２”の第３底部１４”に載った状態で垂直に取り付けられ、そこで中間フランジ５０”は、２つのオリフィス６０、６２にそれぞれ係合し、底面壁１４”に作られた２つのねじ穴６８、７０にねじ込まれた２本のねじ６４、６６によって、一定位置に保持される。２本のねじ６４、６６は、中間フランジ５０”を底部壁１４”に対して一定位置で保持するように、反対側の他方の大きな面５４の端面に当てられる２つのヘッド７２、７４をそれぞれ有する。

このようにして、３つが線Ｌ１に沿って整列され、３つが線Ｌ２に沿って整列された図面（図３）に示した中間フランジ５０”は、それらの小さな面５６、５８が互いに隣り合ってまたは接触して、すなわち端と端とを合わせて、互いの延長上の一定位置にそれぞれ保持される。

図面（図２）の要素と同一であるか、または同一の機能を有する要素には「’’’」記号が後続する同一の参照番号が付いている図面（図５）に例示した別の異なる実施形態によれば、底部壁１４’’’は、ねじ６４’’’、６６’’’を受容できるようにする２つのねじ立てカラー６８’’’、７０を装備しており、一方、底部壁１４’’’に載った大きな面５２’’’は、ねじ立てカラー７６、７８を収容するために、オリフィス６０’’’、６２’’’の延長上に凹部８０、８２を有する。このような異なる別形実施形態は、底部壁の厚みを低減して本発明による電力供給アセンブリの嵩および重量を低減することができる。

Claims (10)

1. 自動車両用の電力供給アセンブリ（１０’；１０”）であって、前記電力供給アセンブリ（１０’；１０”）は、
   底部（１４’；１４”）と、互いに対向して前記底部（１４’；１４”）から直立して突出する少なくとも２つの側壁（２０’、２２’；２０”、２２”）とを有する筐体（１２’；１２”）と、
   蓄電池バッテリモジュール（３０’、３２’；３０’’、３１、３２”）の組とを備え、前記組の前記モジュールの各々は、対向する２つの端部（３６’、３８’；３６’’、３８”）を有する蓄電池バッテリ（３４’；３４’’）と、前記端部をそれぞれ覆う対向する２つのフランジ（４０’、４２’；４０’’、４２”）とを有し、前記組の前記モジュール（３０’、３２’；３０’’、３１、３２”）は、前記底部（１４；１４”）上の前記筐体（１２’；１２”）内部に、互いの延長上で同軸上に位置し、かつ前記側壁（２０’、２２’；２０”、２２”）に実質的に平行なｎ個のモジュールの複数の近接した列（２４’、２６’、２８’；２４”、２６”、２８”）で設置される、電力供給アセンブリ（１０’；１０”）において、
   前記近接した列（２４’、２６’、２８’；２４”、２６”、２８”）は、前記列の前記モジュールの前記フランジ（４０’、４２’、５０’；５０”、４０”、４２”）が、それぞれ、対向する前記側壁（２０’、２２’；２０”、２２”）に実質的に垂直な方向において端と端とを合わせて整列されるように配置されており、
   整列された前記フランジ（４０’、４２’、５０’；５０”、４０”、４２”）は、前記筐体（１２’；１２”）の前記底部（１４’；１４”）に固定されて前記筐体の内部に剛性のあるクロスメンバを形成する、ことを特徴とする、電力供給アセンブリ。
2. 前記列（２４’、２６’、２８’；２４”、２６”、２８”）の各々の前記モジュール（３０’、３２’；３０”、３１、３２”）は、単一のフランジ（５０’；５０”）のみによって、対をなして共に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の電力供給アセンブリ。
3. 前記モジュールの組の前記モジュール（３０’、３２’；３０”、３１、３２”）は、単一の長さのみを有することを特徴とする、請求項１または２に記載の電力供給アセンブリ。
4. 前記筐体（１２’；１２”）は、前記底部（１４’；１４”）から直立して突出し、前記側壁（２０’、２２’；２０”、２２”）を実質的に垂直にそれぞれ接続して前記筐体（１２’；１２”）を閉鎖する、前壁（１６’；１６”）および反対側の後壁（１８’；１８”）を有す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電力供給アセンブリ。
5. 前記フランジ（５０”；５０’’’）の各々は、所与の厚みを有し、前記厚み内に形成されて締付ねじ（６４、６６；６４’’’、６６’’’）が貫通できるようにする少なくとも１つの貫通オリフィス（６０、６２；６０’’’、６２’’’）を有す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電力供給アセンブリ。
6. 前記筐体（１４”）の前記底部は、前記フランジ（５０”）を固着するために、前記ねじ（６４、６６）を受容するためのねじ穴（６８、７０）を有することを特徴とする、請求項５に記載の電力供給アセンブリ。
7. 前記筐体（１４’’’）の前記底部は、前記締付ねじ（６４’’’、６６’’’）を受容するためのねじ立てカラー（６８’’’、７０’’’）を備えることを特徴とする、請求項５または６に記載の電力供給アセンブリ。
8. 前記フランジ（５０’’’）は、前記カラー（６８’’’、７０’’’）を収容することができるように、前記貫通オリフィス（６０’’’、６２’’’）の延長に凹部（８０、８２）を有することを特徴とする、請求項７に記載の電力供給アセンブリ。
9. 前記フランジ（４０’、４２’、５０’；４０”、４２”、５０”；５０’’’）の各々は、実質的に直方体形状を有することを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の電力供給アセンブリ。
10. 前記フランジ（４０’、４２’、５０’；４０”、４２”、５０”；５０’’’）の各々は、アルミニウム合金から１ピースに成形されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の電力供給アセンブリ。
    

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