JP3896607B2 - 電気自動車のバッテリフレーム構造 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は電気自動車のバッテリフレーム構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
電気自動車にあっては車載バッテリが可成りの重量および搭載スペースを占めるため、従来では例えば、特開昭52−35023号公報に示されているように車体フロアの下側に専用の剛体構造のバッテリフレームを配設し、このバッテリフレーム上に複数個のバッテリを搭載して、該バッテリを車体フロアとバッテリフレームとの間に密閉格納するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
バッテリフレームは前後,左右フレームからなる外枠フレームを閉断面の構造材、例えばアルミ押出し材を用いて剛性を高め、この外枠フレームの内側底部を底板で閉塞して該底板上に複数個のバッテリを搭載するようにしている。
【0004】
また、このようなバッテリフレームの中には前記外枠フレームの底板上に格子状に中間フレームを接合配置して、この中間フレーム上にバッテリを定置させて搭載するようにしたものもある。
【0005】
しかし、何れの場合も外枠フレームの前後フレームと左右フレームとをアーク溶接によって接合して、この外枠フレームに更に底板をアーク溶接によって接合するため、溶接作業工数が多くなって作業性が悪くなってしまうのみならず、アーク溶接による熱歪によってバッテリフレームの成形精度が不安定になる傾向にあり、特に、格子状の中間フレームを接合配置したものでは、該中間フレームもアーク溶接によって接合するため、前述の不具合が更に助長されてしまう。
【0006】
また、外枠フレームと底板との接合部分をシール材でシールして、内部バッテリの防水対策を徹底する必要があって益々作業工数が嵩んでコスト的に不利となってしまう。
【0007】
そこで、本発明は組付作業工数を軽減できてコスト的に有利に得ることができると共に、成形精度およびシール性に優れた電気自動車のバッテリフレーム構造を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1にあっては、前後,左右のフレームを備えた金属製の外枠フレームと、該外枠フレームの前後フレームおよび左右フレームの内側面形状に沿って形成された周側壁と底板とでトレイ状に形成されて前記外枠フレームの内側に配置され、かつ、底板上に格子状に一体成形されて複数個のバッテリを定置固定する格子状の中間フレームを有する樹脂製のシールドフレームとを備えていて、前記外枠フレームは前後フレームに跨って接合された底部フレームを備えている一方、シールドフレームの底板上に形成された格子状フレームの前後方向フレームは、下面側から膨出成形されて前記底部フレームに嵌合固定したことを特徴としている。
【0010】
請求項2にあっては、請求項1に記載のシールドフレームの底板上に形成された中間フレームは、内部に芯金を配置して中実に一体にモールド成形したことを特徴としている。
【0011】
請求項3にあっては、請求項1または2に記載のシールドフレームの底板上に形成された中間フレームの車幅方向フレームは、バッテリ冷却空気を前後方向に流通させる通気口を備えていることを特徴としている。
【0012】
請求項4にあっては、請求項1〜3に記載のシールドフレームは外枠フレームの内側に嵌合して、該外枠フレームに接着固定したことを特徴としている。
【0014】
【発明の効果】
請求項1によれば、前後,左右の金属製フレームからなる外枠フレームの内側に樹脂製のトレイ状に成形したシールドフレームを配置して、このシールドフレーム内に複数個のバッテリを収容するようにしてあるため、外枠フレームは前後フレームと左右フレームとを例えばアーク溶接によって接合して構成するだけでよく、溶接作業工数を削減できると共に溶接時の熱歪の影響による外枠フレームの変形を抑制することができることは勿論、前述のようにバッテリを樹脂製のトレイ状のシールドフレームに収容するためフレーム底部の防水性を完璧にすることができて、フレーム底部周りのシーリング作業が不要となるからより一層組付工数を削減できてコスト的に有利に得ることができる。
【0015】
また、シールドフレームはその底部上に格子状の中間フレームを一体成形して、該中間フレーム上に複数個のバッテリを定置固定するようにしてあるから、強度,剛性上にも些かも問題を生じることなくバッテリを収容することができる。
【0016】
特に、シールドフレーム底部の中間フレームの前後方向フレームは、外枠フレームの前後方向に延在する底部フレームに嵌合配置してあるため、該シールドフレームの底部がこの外枠フレームの底部フレームで補強されて、シールドフレームの底部の強度,剛性を高めることができる。
【0017】
請求項2によれば、請求項1の効果に加えて、シールドフレーム底部の中間フレームは、内部に芯金を配置して中実に一体にモールド成形してあるため、シールドフレームの底部の強度,剛性を高めることができる。
【0018】
請求項3によれば、請求項1,2の効果に加えて、シールドフレーム底部の中間フレームの車幅方向フレームは通気口を備えているため、バッテリフレーム内に前方より導入されるバッテリ冷却空気を後方へスムーズに流通させることができて、バッテリの冷却効果を高めることができる。
【0019】
請求項4によれば、請求項1〜3の効果に加えて、シールドフレームは外枠フレームの内側に接着固定してあるから、シールドフレームの組付作業が容易であり、しかも、シールドフレームと外枠フレームとの嵌合部周りのシールも行えるから防水対策を徹底することもできる。
【0020】
また、このようにシールドフレームを外枠フレームの内側に嵌合して組付けるため、万一、路面干渉によってシールドフレームの底部が損傷した場合には、該シールドフレームのみを容易に交換することができて、補修正にも優れる利点がある。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【0023】
図1〜3において、1は複数個のバッテリBを搭載するバッテリフレームを示し、前後フレーム3,4と左右フレーム5,6とからなる外枠フレーム2と、該外枠フレーム2の内側に配置したシールドフレーム7とを備えている。
【0024】
前後フレーム3,4および左右フレーム5,6は何れもアルミ合金等の軽量金属材料をもって所要の閉断面形状に押出し成形してあって、前後フレーム3,4の端部を左右フレーム5,6の側端面に突合わせて、例えばアーク溶接によって接合して外枠フレーム2を平面4角形に形成してある。
【0025】
前後フレーム3,4および左右フレーム5,6の各内側壁の下部には閉断面の棚部3a,4aおよび5a,6aを長さ方向に一体成形してあると共に、これら棚部3a〜6aの各下縁にフランジ3b〜6bをフレーム底面と同一面に延設してある。
【0026】
この実施形態では前後フレーム3,4に跨って複数本の底部フレーム8を接合配置してある。
【0027】
これら底部フレーム8は前後フレーム3,4および左右フレーム5,6と同様にアルミ合金等の軽量金属材料をもって方形の閉断面に押出し成形してあって、両側下部に閉断面の補強用ビード部8aを長さ方向に一体成形してあると共に、該補強用ビード部8aの下縁にフランジ8bをフレーム底面と同一面に延設してあり、これら底部フレーム8はその端部を前後フレーム3,4のフランジ3b,4b上に載置して棚部3a,4aの側面に突合わせてアーク溶接によって接合し、底部フレーム8と棚部3a,4aの上面を面一に整合してある。
【0028】
また、前部フレーム3には空気導入口9を形成してあり、該空気導入口9にダクト10を接続してバッテリフレーム1内にバッテリ冷却空気を導入するようにしてある。
【0029】
シールドフレーム7は適宜の樹脂材をもって周側壁11と底板12とで方形のトレイ状に形成してあって、周側壁11の前壁には外枠フレーム2の空気導入口9に連なる空気導入口9Aを形成してあると共に、周側壁11は外枠フレーム2の前後フレーム3,4および左右フレーム5,6の内側面形状に合わせて、下側部に棚部3a〜6aに係合する棚部13を有段成形して該外枠フレーム2の内周面形状に沿って形成してあると共に、上部周縁に外枠フレーム2の内周側の上縁に係止するフランジ14を曲折成形してある。
【0030】
また、シールドフレーム7の底板12上には、外枠フレーム2の底部フレーム8に合わせて複数本の前後方向フレーム16と、該前後方向フレーム16に直交した複数本の車幅方向フレーム17とからなる格子状の中間フレーム15を一体成形してあって、該中間フレーム15上に複数個のバッテリBを定置固定するようにしてある。
【0031】
前後方向フレーム16は外枠フレーム2の底部フレーム8上に嵌合し得るように該底部フレーム8の断面形状に合わせて下面側から膨出成形してある一方、車幅方向フレーム17は内部に芯金18を配置して中実に一体にモールド成形してある。
【0032】
この車幅方向フレーム17の上面にはバッテリBの底面の前後縁に形成した係止爪Bc を係着してバッテリBを位置決めするバッテリ係止座部19を長さ方向に突出成形してあると共に、該車幅方向フレーム17にバッテリフレーム1の前方より導入されるバッテリ冷却空気を前後方向に流通させる通気口20を形成してある。
【0033】
シールドフレーム7は強度,剛性面の上からはガラス繊維や炭素繊維で補強した繊維補強樹脂材で成形することが望ましく、このシールドフレーム7は外枠フレーム2の内側に上方から挿入配置される。
【0034】
このシールドフレーム7の挿入状態では、周側壁11の棚部13が外枠フレーム2の内周部の棚部3a〜6aに嵌合すると共に、中間フレーム15の前後方向フレーム16が外枠フレーム2の底部フレーム8に嵌合し、また、シールドフレーム7の底部周縁が外枠フレーム2の底部内周のフランジ3b〜6b,8b上に係止すると共に、周側壁11の上縁のフランジ14が外枠フレーム2の内周側の上縁に係止して、シールドフレーム7が外枠フレーム2の内側にきっちりと嵌合しているから、前記フランジ14と外枠フレーム2の内周側の上縁との係止部分を適宜の接着剤で接着固定し、場合によっては棚部13と3a〜6bとの嵌合部分も接着剤によって接着固定する。
【0035】
複数個のバッテリBは前述のようにして構成されたバッテリフレーム1のシールドフレーム7の中間フレーム15上に前後,左右方向に整然と密接状態に収容,定置され、車幅方向フレーム17および周側壁11の前後の棚部13に設けた取付孔21を通して、外枠フレーム2の中央の底部フレーム8と棚部3a〜6aに図外のクランプ部材を介してボルト固定され、また、外枠フレーム2の上面に突設したフランジ22にバッテリカバー25の周縁部を適宜の止着手段で固着して、該バッテリカバー25によってバッテリBが密閉状態に格納される。
【0036】
そして、このように内部に複数個のバッテリBを密閉,格納したバッテリフレーム1は、外枠フレーム2の上面を車体フロア23の下面に接合したフロア骨格部材24の下面に重合して、図外のボルト・ナットによって締結して車体フロア23の下側に搭載される。
【0037】
図2中、J・Bはバッテリフレーム1内の前側部に収納固定したジャンクションボックスを示す。
【0038】
以上の実施形態の構造によれば、バッテリフレーム1は、アルミ合金の押出し材からなる前後フレーム3,4と左右フレーム5,6とで平面4角形に形成し、前後フレーム3,4に跨って複数本の底部フレーム8を接合配置した外枠フレーム2と、この外枠フレーム2の内側に配置した樹脂製の方形トレイ状のシールドフレーム7とで構成して、このシールドフレーム7内に複数個のバッテリBを収容するようにしてあるため、外枠フレーム2は前後フレーム3,4と左右フレーム5,6、および底部フレーム8をそれらの突合わせ部分で例えばアーク溶接によって接合して構成することができるから、溶接作業工数を可及的に少なく抑えて削減できると共に、溶接時の熱歪による外枠フレーム2の変形を抑制できて成形精度の高いバッテリフレーム1を得ることができる。
【0039】
また、複数個のバッテリBを前述のように樹脂製のトレイ状のシールドフレーム7内に収容するため、フレーム底部の防水性を完璧にすることができて、フレーム底部周りのシーリング作業が不要となってより一層組付工数を削減でき、コスト的に有利に得ることができる。
【0040】
しかも、このシールドフレーム7は底部上に格子状の中間フレーム15を一体成形して、該中間フレーム15上に複数個のバッテリBを定置固定するようにしてあるから、強度,剛性上も全く問題を生じることなくバッテリBを収容,搭載することができる。
【0041】
特に、本実施形態にあっては、前記シールドフレーム7の中間フレーム15の前後方向フレーム16が外枠フレーム2の底部フレーム8上に嵌合し、かつ、該中間フレーム15の車幅方向フレーム17は内部に芯金18を配置して一体に中実にモールド形成してあって、これら金属材からなる底部フレーム8と芯金18とが格子状配置となるから、シールドフレーム7の底部の強度,剛性を一段と高めることができる。
【0042】
また、シールドフレーム7は外枠フレーム2の内側に挿入嵌合して、上縁のフランジ14を外枠フレーム2の内周側の上縁に係止して接着固定して組付けるようにしてあるため、外枠フレーム2に対するシールドフレーム7の組付作業が容易であり、しかも、この接着固定によってシールドフレーム7と外枠フレーム2との嵌合部周りのシールも行えるから防水対策を徹底することができる。
【0043】
更に、このようにシールドフレーム7を外枠フレーム2の内側に嵌合して組付けるため、万一、路面干渉によってシールドフレーム7の底部が損傷した場合には該シールドフレーム7のみを容易に交換することができて、補修正にも優れる利点がある。
【0044】
一方、バッテリフレーム1内にはバッテリBの冷却のため前側の空気導入口9,9Aからバッテリ冷却空気が導入されるが、前記シールドフレーム7の中間フレーム15の車幅方向フレーム17には通気口20を形成してあるから、この導入されるバッテリ冷却空気を後方へスムーズに流通させることができてバッテリBの冷却効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態を示す分解斜視図。
【図2】 図1のA−A線に沿う断面図。
【図3】 図1のB−B線に沿う断面図。
【符号の説明】
1 バッテリフレーム
2 外枠フレーム
3,4 前後フレーム
5,6 左右フレーム
7 シールドフレーム
8 底部フレーム
11 周側壁
12 底板
15 中間フレーム
16 前後方向フレーム
17 車幅方向フレーム
18 芯金
20 通気口
B バッテリ
Claims (4)
- 前後,左右のフレームを備えた金属製の外枠フレームと、該外枠フレームの前後フレームおよび左右フレームの内側面形状に沿って形成された周側壁と底板とでトレイ状に形成されて前記外枠フレームの内側に配置され、かつ、底板上に格子状に一体成形されて複数個のバッテリを定置固定する格子状の中間フレームを有する樹脂製のシールドフレームとを備えていて、前記外枠フレームは前後フレームに跨って接合された底部フレームを備えている一方、シールドフレームの底板上に形成された格子状フレームの前後方向フレームは、下面側から膨出成形されて前記底部フレームに嵌合固定したことを特徴とする電気自動車のバッテリフレーム構造。
- シールドフレームの底板上に形成された中間フレームは、内部に芯金を配置して中実に一体にモールド成形したことを特徴とする請求項1記載の電気自動車のバッテリフレーム構造。
- シールドフレームの底板上に形成された中間フレームの車幅方向フレームは、バッテリ冷却空気を前後方向に流通させる通気口を備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の電気自動車のバッテリフレーム構造。
- シールドフレームは外枠フレームの内側に嵌合して、該外枠フレームに接着固定したことを特徴とする請求項1〜3の何れか1つに記載の電気自動車のバッテリフレーム構造。
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