JP2023090428A

JP2023090428A - バッテリパック支持装置

Info

Publication number: JP2023090428A
Application number: JP2021205383A
Authority: JP
Inventors: 幸治杉田; Koji Sugita
Original assignee: Daimler Truck AG
Current assignee: Daimler Truck Holding AG
Priority date: 2021-12-17
Filing date: 2021-12-17
Publication date: 2023-06-29

Abstract

【課題】組立公差に依らないロバスト性の高い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、バッテリパック４を収容するバッテリ側ブラケット５と、フレーム側ブラケット６と、を具備する。バッテリ側ブラケット５は、車幅方向Ｄ２に沿って延在し、バッテリパック４の上方に配置される第一上面部７１とバッテリパック４の下方に配置される第一下面部７２と第一上面部７１及び第一下面部７２を繋ぐ第一側面部７３と第一上面部７１の車幅方向Ｄ２端部７１ｅから下方に延出する取付部７４とを有する第一ブラケット７と、前後方向Ｄ１に沿って延在し、第一上面部７１の一部を上方から覆う第二上面部８１と第一下面部７２の一部を下方から覆う第二下面部８２と第二上面部８１及び第二下面部８２を繋ぐ第二側面部８３とを有する第二ブラケット８と、を備え、取付部７４と第二側面部８３とが取付部材Ｆｂを介して取り付けられる。【選択図】図４

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。

近年、環境負荷の観点から、トラックなど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。このような電動車両には、モータに電力を供給するバッテリパックを収容して支持するバッテリパック支持装置が設けられることが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１６‐１１３０６３号公報

ところで、バッテリパック支持装置が複数のパーツを組み付けることで形成される場合、パーツの形状やパーツ間の組付け方法によっては、組立公差により組付け時に応力集中がおき、ロバスト性が低下するおそれがある。

本件は、上記のような課題に鑑み創案されたものであり、組立公差に依らないロバスト性の高い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を収容するバッテリ側ブラケットと、前記バッテリ側ブラケットと前記サイドレールとを連結するフレーム側ブラケットと、を具備する。前記バッテリ側ブラケットは、前記車両の車幅方向に沿って延在し、前記バッテリパックの上方に配置される第一上面部と前記バッテリパックの下方に配置される第一下面部と前記第一上面部及び前記第一下面部の端部同士を繋ぐ第一側面部と前記第一上面部の車幅方向端部から下方に延出する取付部とを有する第一ブラケットと、前記車両の前後方向に沿って延在し、前記第一上面部の一部を上方から覆うように配置される第二上面部と前記第一下面部の一部を下方から覆うように配置される第二下面部と前記第二上面部及び前記第二下面部の車幅方向外側の端部同士を繋ぐとともに前記側面を車幅方向の外側から覆う第二側面部とを有する第二ブラケットと、を備え、前記第二ブラケットは、前記取付部と前記第二側面部とが取付部材を介して取り付けられることで前記第一ブラケットに連結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、第一上面部の端部から下方に延出する取付部が設けられ、組立公差に依らずに取付部に当接する第二側面部が取付部材を介して取付部に取り付けられるので、組立公差に影響されにくいロバスト性の高いバッテリパック支持装置を提供することができる。また、取付部と第二側面部とが互いに当接（面接触）するので、側突時に加わる衝撃を分散させることができる。さらに、第二上面部，第二下面部及び第二側面部からなるコの字状の第二ブラケットが第一ブラケットの一部を上方及び下方から覆うことにより、バッテリ側ブラケットのねじり剛性を向上させることができる。

開示のバッテリパック支持装置によれば、組立公差に依らないロバスト性の高いバッテリパック支持装置を提供することができる。

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が備えるバッテリ側ブラケット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。なお、電動トラック３は、サイドレール２上に、運転者が搭乗可能なキャブ（図示略）と、キャブの後方に荷役を積載可能に構成された荷箱（図示略）とが搭載された車両である。

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、複数のブラケット７，８が組み合わされてバッテリパック４を収容するバッテリ側ブラケット５と、バッテリ側ブラケット５及びサイドレール２に連結されるフレーム側ブラケット６とを備える。バッテリ側ブラケット５及びフレーム側ブラケット６はいずれも鋼板で形成される。

バッテリ側ブラケット５は、支持装置１がサイドレール２に取り付けられた状態で、車幅方向Ｄ２に延在する第一ブラケット７と、車長方向Ｄ１に延在する第二ブラケット８とを有する。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一対の第一ブラケット７，７と、バッテリパック４の左右両側のそれぞれに配置された一対の第二ブラケット８，８とを有するバッテリ側ブラケット５を例示する。二つの第一ブラケット７，７は互いに前後対称に構成され、二つの第二ブラケット８，８は互いに左右対称に構成される。

第一ブラケット７は、図２に示すように、第一上面部７１と、第一下面部７２と、第一上面部７１及び第一下面部７２の前端又は後端同士を繋ぐ第一側面部７３とによりコの字状の断面部分を有する部材である。なお、図２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。第一上面部７１，第一下面部７２及び第一側面部７３は、いずれも車幅方向に延在し、車幅方向Ｄ２の長さがバッテリパック４の車幅方向Ｄ２の長さよりも大きく設定される。

第一上面部７１は、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の上方に位置して、バッテリパック４の一部を上方から覆う。図３に示すように、第一上面部７１には、第一上面部７１の車幅方向Ｄ２の端部７１ｅから下方に延出する取付部７４が設けられる。取付部７４には、車幅方向Ｄ２に取付部７４を貫通する第一側孔７４ｈが設けられる。また、第一上面部７１には、第二ブラケット８の後述する第二上面部８１に覆われる領域を除く部分に、第一上面部７１を車高方向Ｄ３に貫通するバッテリ側連結孔７１ｈが設けられている。

第一下面部７２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４の下方に位置して、バッテリパック４の一部を下方から覆う。図３に示すように、第一下面部７２には、車幅方向Ｄ２の両端部付近に第一下面部７２を車高方向Ｄ３に貫通する第一下孔７２ｈが設けられている。

図２に示すように、前側の第一ブラケット７の第一側面部７３は、第一上面部７１及び第一下面部７２それぞれの前端同士を繋ぎ、後側の第一ブラケット７の第一側面部７３は、第一上面部７１及び第一下面部７２それぞれの後端同士を繋ぐ。これにより、二つの第一ブラケット７，７のそれぞれの第一側面部７３は、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の前面４２及び後面４３を外側から覆う。

第二ブラケット８は、図４に示すように、第二上面部８１と、第二下面部８２と、第二上面部８１と第二下面部８２との左側又は右側の端部同士を繋ぐ第二側面部８３とによりコの字状の断面部分を有する部材である。なお、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。第二上面部８１，第二下面部８２及び第二側面部８３は、いずれも車長方向Ｄ１に延在し、車長方向Ｄ１の長さがバッテリパック４の車長方向Ｄ１の長さよりも大きく設定される。

支持装置１がサイドレール２に取り付けられた状態で、第二上面部８１は、第一上面部７１の一部を上方から覆う。また、第二下面部８２は、第一下面部７２の一部を下方から覆う。すなわち、第二ブラケット８は、第一ブラケット７の第一上面部７１及び第一下面部７２を車高方向Ｄ３に挟むように配置される。

第二下面部８２には、第一下面部７２に設けられた第一下孔７２ｈと対応する位置に第二下孔８２ｈが設けられる。第一下面部７２と第二下面部８２とは、二つの下孔７２ｈ，８２ｈを貫通する取付部材Ｆａ（例えば、ボルトとナット）を介して連結される。

一方で、第二上面部８１は、第一上面部７１と連結しない。このため、第二上面部８１は、公差の影響により、第一上面部７１と隙間をあけて第一上面部７１の一部を上方から覆い得る。本実施形態において、第二上面部８１は、その車幅方向Ｄ２の長さが第二下面部８２の車幅方向Ｄ２の長さよりも短く設定され、第一上面部７１とフレーム側ブラケット６の後述する下部６２とが当接する領域に重ならない程度に車幅方向Ｄ２の内側に向かって延出する。

第二側面部８３は、第二上面部８１及び第二下面部８２それぞれの車幅方向Ｄ２外側の端部同士を繋ぐ。これにより、二つの第二ブラケット８，８のそれぞれの第二側面部８３は、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の側面４１を左右両側から覆う。つまり、第二ブラケット８の第二側面部８３は、第一ブラケット７の第一側面部７３とともにバッテリパック４の四方を囲む。

第二側面部８３には、第一ブラケット７の取付部７４に設けられた第一測孔７４ｈに対応する位置に第二測孔８３ｈが設けられる。本実施形態において、第二測孔８３ｈは、図３に示すように、第一測孔７４ｈと同等の径を有するとともに車高方向Ｄ３に長い長円形をなす。取付部７４と第二側面部８３とは、図４に示すように、二つの測孔７４ｈ，８３ｈを貫通する取付部材Ｆｂを介して連結される。取付部材Ｆｂは、例えば、取付部７４の車幅方向Ｄ２の内側に第一測孔７４ｈと連通するように溶接されたウエルドナットと当該ウエルドナットに係合するボルトとにより構成される。第二側面部８３は、当該ボルトが車幅方向Ｄ２の外側から二つの測孔７４ｈ，８３ｈ及びウエルドナットに挿入されてウエルドナットと係合することで、取付部７４に取り付けられる。

フレーム側ブラケット６は、断面Ｓ字状の部材であり、サイドレール２に固定されたマウント９に当接する平板状の上部６１と、第一ブラケット７の上面部７１に当接する平板状の下部６２とを備える。マウント９は例えばラバーマウントであり、内部にゴムなどの弾性体を備え、フレーム側ブラケット６をサイドレール２に対して弾性的に保持する。上部６１は、マウント９に上方から当接し、取付部材（例えば、ボルト）を介してマウント９に取り付けられる。下部６２には、車高方向Ｄ３に貫通するフレーム側連結孔６２ｈが設けられる。フレーム側連結孔６２ｈは、フレーム側ブラケット６とバッテリ側ブラケット５とが連結する際に、第一ブラケット７の第一上面部７１に設けられたバッテリ側連結孔７１ｈに重なるように配置される。フレーム側ブラケット６の下部６２とバッテリ側ブラケット５の第一上面部７１とは、二つの連通孔６２ｈ，７１ｈを貫通する取付部材Ｆｃ
（例えば、ボルトとナット）を介して連結される。

支持装置１は、例えば、第一ブラケット７及び第二ブラケット８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７と第二ブラケット８とが取付部材Ｆａ，Ｆｂを介して連結されて、フレーム側ブラケット６がサイドレール２と第一ブラケット７とのそれぞれ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７の第一上面部７１及び第一下面部７２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８の第二上面部８１及び第二下面部８２が第一ブラケット７の第一上面部７１及び第一下面部７２のそれぞれの一部を覆うように第二ブラケット８が配置される。その後、取付部材Ｆａを介して第二下面部８２が第一下面部７２に取り付けられるとともに、取付部材Ｆｂと介して第二側面部８３が取付部７４に取り付けられることで、第二ブラケット８が第一ブラケット７に連結される。さらに、取付部材Ｆｃを介して第一上面部７１がフレーム側ブラケット６の下部６２に取り付けられるとともに、上部６１がマウント９に取り付けられることで、バッテリ側ブラケット５はフレーム側ブラケット６と連結し、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７の第一上面部７１及び第一下面部７２の間にバッテリパック４が配置された状態で、第一ブラケット７がサイドレール２に連結されたフレーム側ブラケット６に取り付けられたあと、第二ブラケット８が第一ブラケット７に連結されてもよい。

［２．作用及び効果］
支持装置１によれば、第一上面部７１の端部７１ｅから下方に延出する取付部７４が第一ブラケット７に設けられ、取付部材Ｆｂを介して第二側面部８３が取付部７４に取り付けられることで、第二ブラケット８が第一ブラケット７に連結される。組付け時に、第二ブラケット８の第二側面部８３は、組立公差の影響に依らず、取付部７４に当接するため、第二ブラケット８の第二側面部８３を第一ブラケット７に取り付けることで、組立公差に影響されにくいロバスト性の高い支持装置１を提供することができる。よって、第一上面部７１と第二上面部８１との間、又は、第一下面部７２と第二下面部８２との間に組立公差の影響で隙間があいてしまう場合であっても、組付け時の平均応力を一定にすることができる。特に、本実施形態では、第二側面部８３の第二測孔８３ｈを長円形とすることで、車高方向Ｄ３に幅を持たせている。これにより、組付け時に第二測孔８３ｈと第一測孔７４ｈとをより確実に連通させることができるため、取付部材Ｆｂを介して取付部７４と第二側面部８３とをより確実に連結させることができる。

また、支持装置１では、取付部７４と第二側面部８３とが互いに当接（面接触）するので、側突時に加わる衝撃を取付部７４と第二側面部８３とが互いに当接する箇所で分散させることができ、バッテリパック４に衝撃が伝わることをより抑制することができる。さらに、コの字状の第二ブラケット８が第一ブラケット７の第一上面部７１及び第一下面部７２の一部を上方及び下方から覆うことにより、バッテリ側ブラケット５のねじり剛性を向上させることができるとともに、側突時に衝突した物体の破片等が直接バッテリパック４に到達するのを防ぐこともできる。

［３．変形例］
上記の支持装置１の構成は一例である。上記の支持装置１では、第一下面部７２と第二下面部８２とが取付部材Ｆａを介して連結されたが、取付部材Ｆａは省略されてもよい。また、取付部７４は、第一上面部７１の車幅方向Ｄ２の片側のみから延出するものであってもよい。フレーム側ブラケット６は、サイドレール２及びバッテリ側ブラケット５を連結するものであれば、上述の構成に限らない。第一ブラケット７の構成も、上記の例示に
限定されない。第一ブラケット７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。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バッテリ側ブラケット
６フレーム側ブラケット
７第一ブラケット
８第二ブラケット
４１側面
７１第一上面部
７１ｅ端部
７２第一下面部
７３第一側面部
７４取付部
８１第二上面部
８２第二下面部
８３第二側面部
Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃ取付部材

Claims

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を収容するバッテリ側ブラケットと、
前記バッテリ側ブラケットと前記サイドレールとを連結するフレーム側ブラケットと、を具備し、
前記バッテリ側ブラケットは、
前記車両の車幅方向に沿って延在し、前記バッテリパックの上方に配置される第一上面部と前記バッテリパックの下方に配置される第一下面部と前記第一上面部及び前記第一下面部の端部同士を繋ぐ第一側面部と前記第一上面部の車幅方向端部から下方に延出する取付部とを有する第一ブラケットと、
前記車両の前後方向に沿って延在し、前記第一上面部の一部を上方から覆うように配置される第二上面部と前記第一下面部の一部を下方から覆うように配置される第二下面部と前記第二上面部及び前記第二下面部の車幅方向外側の端部同士を繋ぐとともに前記側面を車幅方向の外側から覆う第二側面部とを有する第二ブラケットと、を備え、
前記第二ブラケットは、前記取付部と前記第二側面部とが取付部材を介して取り付けられることで前記第一ブラケットに連結される
ことを特徴としたバッテリパック支持装置。