JP5738736B2 - 電池モジュール搭載用構造体 - Google Patents

Description

本発明は電池モジュールを車両に搭載するための構造体に関し、特に水の浸入や結露による電池モジュールの短絡を防止する構造に係る。

電気自動車や、モーターとエンジンとを組み合せたハイブリッド自動車は駆動用電源として電池モジュールを搭載する必要がある。
この種の車両に搭載される電池モジュールは繰り返し充放電が可能なニッケル−カドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池モジュールが例として挙げられる。
走行用モーターの駆動電源として使用される電池モジュールは、一般的に２００Ｖ以上の高電圧になっているため、カバー類で覆った構造体の内部に電池モジュールが収納されている。
特許文献１は電池モジュールの周囲をカバープレートで覆い、このカバープレートの見切り部にパッキンを取り付けることで防水を図っている。
しかし、パッキンによるシール構造にあってはパッキンを配設するためのスペースや構造が必要であるのみならず、パッキンの組付けに工数を要し、材料費の観点からもコストアップの要因になる。
また、電池モジュールの短絡を防止するには外部からの水の浸入を抑えるだけでなく、内部の結露対策も必要である。

特開２０１１−１８６２５号公報

本発明は簡単な構造でありながら水の浸入や結露による電池モジュールの短絡を防止した電池モジュール搭載用構造体の提供を目的とする。

本発明に係る電池モジュール搭載用構造体は、車両に電池モジュールを搭載するための構造体であって、当該構造体は内部に固定した電池モジュールの上部を覆う上パネル体を有し、当該上パネル体は複数のパネルに分割されるとともに隣り合うパネルは相互に重なり部を有し、一方のパネルの重なり部に排水のための凹部溝を形成し、他方のパネルの重なり部は前記一方のパネルの凹部溝内に垂下する垂下部を形成したことを特徴とする。
ここで上パネル体は電池モジュールの上部を保護するものであり、複数のパネルを端部が重なり合うように配置したものであれば、上パネル体の周囲を枠体に取り付けてもよい。
電池モジュールとは複数の発電要素を積層したもののみならず、個々の電池を複数個パーケージングしたもの等、車両の駆動電源等に用いられる電池の集合体をいう。

ここで凹部溝に流れ込んだ水が排水されやすいように、上パネル体は前記凹部溝が排水方向に沿って下方に傾斜しているのが好ましい。
また、複数の凹部溝の排水側端末を排水用フレームにて連結してもよい。

本発明で上パネル体から内部に水が浸入するのを防ぐのみならず、内部に発生した結露水による短絡を防止するには構造体は内部に電池モジュールを載置及び固定するフロアパネル体を有し、当該フロアパネル体は電池モジュールに発生した結露水を流し込むための凹部を有するようにするのが好ましい。

本発明では相互に重なり合うように分割したパネルの一方の重なり部に排水のための凹部溝を形成し、他方のパネルの重なり部にこの一方の凹部溝内に垂下する垂下部を形成したので、従来のようにパッキン等のシール材を用いることなく、パネル同士の端部を相互に重なり合せるだけで止水できる。
また、凹部溝に長手方向の傾斜を設けると水の排水を促進、さらに分割したパネルの各凹部溝を別の排水用フレームに連結するとさらに電池モジュールを収納した構造体の内部に水が浸入するのを抑えることができる。

また、電池モジュールを載置及び固定したフロアパネル体に凹部を形成すると内部に結露水が発生してもこの凹部に流れ込み、電池モジュールの短絡を防ぐことができる。

（ａ）は構造体の斜視図を示し、（ｂ）はＡ−Ａ線端面図、（ｃ）はＢ−Ｂ線端面図を示す。 （ａ）はＡ−Ａ線端面の部分拡大図を示し、（ｂ）はＢ−Ｂ線端面の部分拡大図を示す。 （ａ），（ｂ）は断面斜視図を示す。 （ａ）は上パネル体の構造例、（ｂ）はフロアパネル体の構造例を示す。 （ａ）は上枠体にフロント縦フレームを連結した状態、（ｂ）は下枠体にリア縦フレームを連結した状態を示す。 カバー類の構造例を示す。

本発明に係る構造体は図１に示すように、上枠体２０と下枠体１０をフロント縦フレーム３０及びリ縦フレーム４０にて連結した略箱型の構造を有し、内部に電池モジュール１が収納されている。
図１（ａ）では記載を省略したが、（ｂ）及び（ｃ）に二点鎖線で示すようにサイドカバー７０、フロントカバー３１及びリアカバー４１にて側面周囲を覆ってある。
これらのカバー類の例を図６に示し、構造体のサイド側面、フロント側面、リア側面にそれぞれ取り付ける。

上枠体２０は、構造体を車体に固定した際に車両の前方側に位置する上枠フロントフレーム２１と後方側に位置する上枠リアフレーム２２との両端部付近を左右一対の上枠サイドフレーム２３，２４にて連結した枠体になっていて、枠の内側に上パネル体６０を配置した例になっている。
本実施例は図５に示すように上枠フロントフレーム２１にフロント縦フレーム３０が予め連結した例となっている。
上枠体２０の枠内に配設した上パネル体６０は、複数のパネル６１，６２，６３にて分割されている。
その拡大図を図２〜４に示す。
中央のパネル６１の両側に端部が部分的に重なり合うようにパネル６２を配置し、その外側に部分的に重なるようにパネル６３を配設し、このパネル６３の外側端部はそれぞれ上枠サイドフレーム２３，２４と部分的に重なりあっている。
本実施例では両側の上枠サイドフレーム２３，２４もパネル状に形成し、パネルと上枠サイドフレームとが一体的に上パネル体６０を形成した例になっているが、上枠サイドフレームは枠を形成するためだけのフレーム形状でもよい。
上枠サイドフレーム２３，２４、パネル６１，６２，６３は、それぞれアルミニウム合金の押出形材を用いて製作してあり、剛性向上を目的に中空断面形状にした例になっている。
なお、分割するパネルの数や幅に制限はない。
重なり部の構造を例えば図２（ａ）にて説明すると、上枠サイドフレーム２３から構造体の幅方向内側に重なり部２３ａを張り出し、この重なり部の上面に排水のための凹部溝２３ｂを形成する。
これに対して、パネル６３から外側に張り出した重なり部６３ａの端部を下方に折り曲げた垂下部６３ｂを形成し、上記凹部溝２３ｂ内に垂下させてある。
パネル６３の他方の端部は下面側から内側方向に張り出した重なり部６３ｃを形成し、この重なり部６３ｃの上面に突条部６３ｄを形成することで凹部溝６３ｅを形成した例になっている。
パネル６２は途中に凹部溝６２ｄを形成しつつ、重なり部６２ａを断面コ字形状に形成し、この断面コ字形状の一片を垂下部として凹部溝６３ｅの内側に垂下させた例となっている。
本発明は重なり部の一方に凹部溝を有し、他方にこの凹部溝内に垂下する垂下部を有する構造であれば本実施例に限定されるものではない。
重なり部の一方に凹部溝を有し、他方にこの凹部溝内に垂下する垂下部を設けたことで重なり部に複数の立ち上がり壁が形成され、重なり部の横方向からの水の浸入を効果的に抑える。
また、重なり形状として垂下部６３ｂのように、凹部溝２３ｂの側壁に沿って重なる場合でも、突条部６３ｄのように、突条部の両側に空間ができるように重なり部６２ａと重なる場合でも良いが、突条部の両側に空間があると、毛細管現象による浸入を抑えることができる。

上パネル体６０は図２（ｂ）に拡大図を示すように各パネルのフロント側下からリア側Ｒに向けて水が流れるようにリア側がフロント側よりも下方に位置されることで凹部溝に傾斜を設け、この凹部溝の排水側溝部を上枠リアフレーム２２に形成した断面コ字形状の排水用フレーム２２ａにて連結してある。
これにより排水用フレーム２２ａの両側端部から構造体の外側に水が落下する。
なお、凹部溝に長手方向の傾斜があれば上パネル体全体が傾斜している必要はない。

下枠体１０は車両の前方側に位置する下枠フロントフレーム１１と車両の後方側に位置する下枠リアフレーム１２との両端部付近を左右一対の下枠サイドフレーム１３，１４にて連結した枠体になっている。
本実施例では下枠フロントフレーム１１、下枠リアフレーム１２及び下枠サイドフレーム１３，１４がいずれもアルミニウム合金の中空断面形状から成る押出形材を用いて製作されている。
下枠体の枠内には、フロアパネル体５０が配置されている。
フロアパネル体５０は電池モジュールの底部を支える載置パネル５２と隣り合う電池モジュールの間に配置したフロアフレーム５１とからなり、載置パネル５２の幅方向両端部５２ａはフロアフレーム５１の端部５１ａと連結されている。
載置パネル５２及びフロアフレーム５１はアルミニウム合金の押出形材を用いて製作されている。
図４（ｂ）に示すように載置パネル５２の上面には平面状の載置部５２ｂを形成し、この載置部５２ｂの上からピンＰを立設し電池モジュールを固定する。
載置部５２ｂ，５２ｂの間に凹部５２ｃを形成することで、図２（ａ）に示すように電池モジュール１の底部に空間を形成したので結露水が発生してもこの凹部５２ｃに流れ込むので電池モジュール１の短絡を防止する。
本実施例では図１，２に示すように、下枠フロントフレーム１１の上面に連結する断面Ｌ字形状のパネル体３０ｂの上端部と上枠フロントフレーム２１とを側面視でアーチ形状のアーチ連結部３０ａで連結してある。
アーチ状連結部３０ａは複数の中リブを有する中空断面形状になっていて、下端側は対向する一対の連結リブを有し、この連結リブの間にパネル体３０ｂの上端部を嵌合させ、溶接等にて連結する。
また、上枠フロントフレーム２１も中空断面形状になっているとともに対向する一対の連結リブを形成し、その間にアーチ状連結部３０ａの上端を嵌合し、溶接等にて連結した例になっている。
隣り合うアーチ状連結部３０ａの間に形成された隙間からアクセスできるように高電圧部品２を配置してあり、メンテナンスが容易になっている。

１ 電池モジュール
１０ 下枠体
１１ 下枠フロントフレーム
１２ 下枠リアフレーム
１３ 下枠サイドフレーム
１４ 下枠サイドフレーム
２０ 上枠体
２１ 上枠フロントフレーム
２２ 上枠リアフレーム
２２ａ 排水用クレーム
２３ 上枠サイドフレーム
２４ 上枠サイドフレーム
３０ フロント縦フレーム
４０ リア縦フレーム
５０ フロアパネル体
６０ 上パネル体
６１ パネル
６２ パネル
６２ パネル
１００ 構造体

Claims (4)

1. 車両に電池モジュールを搭載するための構造体であって、
   当該構造体は内部に固定した電池モジュールの上部を覆う上パネル体を有し、
   当該上パネル体は複数のパネルに分割されるとともに隣り合うパネルは相互に重なり部を有し、
   一方のパネルの重なり部に排水のための凹部溝を形成し、他方のパネルの重なり部は前記一方のパネルの凹部溝内に垂下する垂下部を形成し、
   前記構造体は内部に電池モジュールを載置及び固定するフロアパネル体を有し、当該フロアパネル体は電池モジュールに発生した結露水を流し込むための凹部を有することを特徴とする電池モジュール搭載用構造体。
2. 車両に電池モジュールを搭載するための構造体であって、
   当該構造体は内部に固定した電池モジュールの上部を覆う上パネル体を有し、
   当該上パネル体は複数のパネルに分割されるとともに隣り合うパネルは相互に重なり部を有し、
   一方のパネルの重なり部に排水のための凹部溝を形成し、
   他方のパネルの重なり部は前記一方のパネルの凹部溝内に垂下する条状の垂下部を形成するとともに、当該垂下部の両側に空間部を形成してあることを特徴とする電池モジュール搭載用構造体。
3. 前記上パネル体は前記凹部溝が排水方向に沿って下方に傾斜していることを特徴とする請求項１又は２記載の電池モジュール搭載用構造体。
4. 前記複数の凹部溝の排水側端末を排水用フレームにて連結したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電池モジュール搭載用構造体。

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