JP5975116B2 - 車両用電池搭載構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両用電池搭載構造に関する。

電気自動車のフロア部の下側に配置される駆動用バッテリ（電池）を支持するバッテリフレームを繊維強化樹脂材料で成形し、フロア部の下面の左右に配置されたサイドフレーム（車体側）に固定した構造は、従来から知られている（例えば、特許第３６０６４１５号公報参照）。

しかしながら、駆動用バッテリは、繊維強化樹脂製のバッテリフレームを介して、サイドフレームに支持されているため、車両の衝突により、バッテリフレームに衝突荷重が入力されたときには、そのバッテリフレームに亀裂が発生するおそれがあり、駆動用バッテリがバッテリフレームから脱落するおそれがある。このように、バッテリフレームに衝突荷重が入力されたときに、そのバッテリフレームからの駆動用バッテリの脱落を抑制する構造には、改善の余地がある。

そこで、本発明は、繊維強化樹脂製のバッテリフレームに荷重が入力されても、そのバッテリフレームからの電池の脱落を抑制できる車両用電池搭載構造を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る第１の態様の車両用電池搭載構造は、車両のフロア部の車体下方側に配置された繊維強化樹脂製のバッテリフレームと、前記バッテリフレームに搭載された電池と、板状に形成され、前記バッテリフレームに一体的に設けられた複数の延性部材と、前記延性部材を含んで前記フロア部に前記バッテリフレームを締結固定する複数の第１締結部と、前記延性部材に前記電池を締結固定する複数の第２締結部と、を有し、前記延性部材は、前記バッテリフレームの前記第１締結部と前記第２締結部との間に亀裂又は破断が発生しても、前記電池が前記バッテリフレームから脱落するのを抑制又は防止できる金属で形成されている。

本発明に係る第１の態様によれば、繊維強化樹脂製のバッテリフレームに荷重が入力されて、第１締結部と第２締結部との間に亀裂又は破断が発生しても、延性部材により、電池がバッテリフレームから脱落するのが抑制又は防止される。

また、本発明に係る第２の態様の車両用電池搭載構造は、第１の態様の車両用電池搭載構造であって、前記延性部材は、隣接する前記第１締結部と前記第２締結部との間に架設されている。

本発明に係る第２の態様によれば、延性部材が、隣接する第１締結部と第２締結部との間に架設されている。したがって、延性部材は、コンパクトな構成で済み、延性部材を設けたことによる重量の増加及びコストの増加が抑制される。

また、本発明に係る第３の態様の車両用電池搭載構造は、第１の態様の車両用電池搭載構造であって、隣接する前記第１締結部と前記第２締結部とからなる複数の締結組は、車体前後方向及び車幅方向に離間されており、前記延性部材は、前記複数の締結組を車体前後方向に連結するか、又は車幅方向に連結するように延在されている。

本発明に係る第３の態様によれば、隣接する第１締結部と第２締結部とからなり、車体前後方向及び車幅方向に離間されている複数の締結組が、車体前後方向に延在された延性部材によって連結されるか、又は車幅方向に延在された延性部材によって連結されている。したがって、車体前後方向に延在された延性部材によって締結組が連結されている場合、車幅方向から荷重が入力されて、締結組間に亀裂が発生しても、電池がバッテリフレームから脱落するのが安定して抑制される。そして、車幅方向に延在された延性部材によって締結組が連結されている場合、車体前後方向から荷重が入力されて、締結組間に亀裂が発生しても、電池がバッテリフレームから脱落するのが安定して抑制される。

また、本発明に係る第４の態様の車両用電池搭載構造は、第１の態様の車両用電池搭載構造であって、隣接する前記第１締結部と前記第２締結部とからなる複数の締結組は、車体前後方向及び車幅方向に離間されており、前記延性部材は、前記複数の締結組を車体前後方向及び車幅方向に連結するように延在されている。

本発明に係る第４の態様によれば、隣接する第１締結部と第２締結部とからなり、車体前後方向及び車幅方向に離間されている複数の締結組が、車体前後方向及び車幅方向に延在された延性部材によって連結されている。したがって、車幅方向又は車体前後方向から荷重が入力されて、締結組間に亀裂が発生しても、電池がバッテリフレームから脱落するのが安定して抑制される。

また、本発明に係る第５の態様の車両用電池搭載構造は、第１〜第４の何れかの態様の車両用電池搭載構造であって、前記バッテリフレームは、それぞれの外周部が互いに接合されることで閉断面を構成するバッテリフレームアッパとバッテリフレームロアとを有しており、前記延性部材は、前記閉断面内に設けられている。

本発明に係る第５の態様によれば、延性部材が、閉断面構造とされたバッテリフレーム内に設けられている。したがって、バッテリフレームに荷重が入力されても、そのバッテリフレームに亀裂が発生するのが効果的に抑制され、電池がバッテリフレームから脱落するのがより安定して抑制される。

また、本発明に係る第６の態様の車両用電池搭載構造は、第５の態様の車両用電池搭載構造であって、前記延性部材は、それぞれのフランジ部が互いに接合されることで閉断面を構成するアッパ部材とロア部材とを有しており、前記外周部側における前記アッパ部材のフランジ部と前記ロア部材のフランジ部とが、前記バッテリフレームアッパの外周部と前記バッテリフレームロアの外周部との間に挟まれて互いに接合されている。

本発明に係る第６の態様によれば、延性部材が閉断面構造とされ、バッテリフレームアッパの外周部とバッテリフレームロアの外周部との間に、アッパ部材のフランジ部とロア部材のフランジ部とが挟まれて互いに接合されている。したがって、バッテリフレームにおける耐衝撃性が向上され、バッテリフレームに荷重が入力されても、そのバッテリフレームに亀裂が発生するのがより効果的に抑制される。よって、電池がバッテリフレームから脱落するのがより安定して抑制される。

以上、説明したように、本発明に係る第１の態様によれば、繊維強化樹脂製のバッテリフレームに荷重が入力されても、そのバッテリフレームからの電池の脱落を抑制することができる。

本発明に係る第２の態様によれば、延性部材をコンパクトに構成することができ、重量の増加及びコストの増加を抑制することができる。

本発明に係る第３の態様によれば、繊維強化樹脂製のバッテリフレームに車幅方向又は車体前後方向から荷重が入力されても、そのバッテリフレームからの電池の脱落を安定して抑制することができる。

本発明に係る第４の態様によれば、繊維強化樹脂製のバッテリフレームに車幅方向又は車体前後方向から荷重が入力されても、そのバッテリフレームからの電池の脱落を安定して抑制することができる。

本発明に係る第５の態様によれば、繊維強化樹脂製のバッテリフレームに荷重が入力されても、そのバッテリフレームからの電池の脱落をより安定して抑制することができる。

本発明に係る第６の態様によれば、繊維強化樹脂製のバッテリフレームにおける耐衝撃性を向上させることができ、バッテリフレームに荷重が入力されても、そのバッテリフレームからの電池の脱落をより安定して抑制することができる。

第１実施形態に係る車両用電池搭載構造を示す分解斜視図である。 第１実施形態に係る車両用電池搭載構造を示す平面図である。 図２のＡ−Ａ線矢視断面図である。 第１実施形態に係る車両用電池搭載構造の変形例を示す平面図である。 図４のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 第２実施形態に係る車両用電池搭載構造を示す平面図である。 図６のＣ−Ｃ線矢視断面図である。 第３実施形態に係る車両用電池搭載構造を示す平面図である。 図８のＤ−Ｄ線矢視断面図である。 図８のＥ−Ｅ線矢視断面図である。 第３実施形態に係る車両用電池搭載構造の変形例を示す断面図である。 第４実施形態に係る車両用電池搭載構造を示す平面図である。 図１２のＦ−Ｆ線矢視断面図である。 第４実施形態に係る車両用電池搭載構造の変形例を示す平面図である。 図１４のＧ−Ｇ線矢視断面図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車体上方向、矢印ＦＲを車体前方向、矢印ＯＵＴを車幅方向外側とする。また、以下の説明で、特記なく上下、前後、左右の方向を用いる場合は、車体上下方向の上下、車体前後方向の前後、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。

＜第１実施形態＞
まず、第１実施形態について説明する。図１〜図３に示されるように、電気自動車等の車両に適用される本実施形態に係る車両用電池搭載構造１０は、車両のフロアを構成する金属製のフロアパネル（車体）１２に複数の第１締結部４０を介して締結固定された繊維強化樹脂製のバッテリフレーム（スタックフレーム）２０と、そのバッテリフレーム２０に複数の第２締結部５０を介して締結固定された電池としての燃料電池スタック３０と、第１締結部４０と第２締結部５０との間に架設された複数（例えば２個）の延性部材５２、５４と、を有している。

フロアパネル１２は、車幅方向中央部に車体前後方向に延在するトンネル部１４を有しており、そのトンネル部１４の左右両側における車体前方側には、車体前後方向から見た断面で凹状となる左右一対の前側取付部１６が設けられている。そして、トンネル部１４の左右両側における車体後方側には、車幅方向から見た断面で凹状となる左右一対の後側取付部１８が設けられている。

各前側取付部１６には、フランジボルト９２を挿通させるための貫通孔１６Ａが車体前後方向に並んで２個形成されており、各後側取付部１８には、フランジボルト９２を挿通させるための貫通孔１８Ａが１個形成されている。各前側取付部１６及び各後側取付部１８に、フランジボルト９２及びナット９４によって、バッテリフレーム２０が締結固定されることで、そのバッテリフレーム２０がフロアパネル１２の車体下方側に配置されるようになっている（図３参照）。

バッテリフレーム２０は、バッテリフレームアッパとしての平板状のアッパフレーム２２と、バッテリフレームロアとしてのトレイ状のロアフレーム２４と、を少なくとも有している。図２に示されるように、アッパフレーム２２は、後述する燃料電池スタック３０の外装部３２の形状に合わせて、前端中央部が車体前方側に張り出した平面視「凸」型形状に形成されており、ロアフレーム２４も平面視「凸」型形状に形成されている。

詳細には、図１に示されるように、ロアフレーム２４は、平面視「凸」型形状に形成された平板状の底部２５と、底部２５の周縁部に一体に立設された側壁部２６と、側壁部２６の上端部から外側へ向けて一体に張り出された平板状の張出部（外周部）２７と、を有しており、平面視で張出部２７を含む外形状が、アッパフレーム２２と同サイズとされている。

そして、ロアフレーム２４の張出部２７とアッパフレーム２２の外周部２３とが接着剤及びボルト・ナット（図示省略）によって接合されることで、矩形閉断面構造のバッテリフレーム２０が構成されるようになっている。そのため、外周部２３（張出部２７）の左右両側部には、ボルトを挿通させるための貫通孔２１が複数（例えば４個）形成されている（図２参照）。

また、外周部２３の車体前方側へ突出した前端中央部が突出部２３Ａとされており、張出部２７の車体前方側へ突出した前端中央部が突出部２７Ａとされている。そして、外周部２３の突出部２３Ａにおける左右両側部には、車体前後方向に並ぶ各２個の貫通孔２３Ｂが形成されており、外周部２３の後端部における左右両側には、各１個の貫通孔２３Ｃが形成されている。

また、張出部２７の突出部２７Ａにおける左右両側部には、車体前後方向に並ぶ（貫通孔２３Ｂと連通する）各２個の貫通孔２７Ｂが形成されており、張出部２７の後端部における左右両側には、（貫通孔２３Ｃと連通する）各１個の貫通孔２７Ｃが形成されている。これら各貫通孔２３Ｂ、２３Ｃ、２７Ｂ、２７Ｃが、バッテリフレーム２０をフロアパネル１２に締結するためのカラー部材４８及びフランジボルト９２の挿通孔になっている（図１、図３参照）。

また、外周部２３の突出部２３Ａには、各２個の貫通孔２３Ｂの車幅方向内側に隣接して、各１個の貫通孔２３Ｄが形成されており、外周部２３の後端部における左右両側には、各１個の貫通孔２３Ｃの車幅方向外側に隣接して、各１個の貫通孔２３Ｅが形成されている。これら各貫通孔２３Ｄ、２３Ｅが、後述する燃料電池スタック３０をバッテリフレーム２０に締結するためのウエルドナット９８の逃げ孔になっている（図３参照）。

なお、図３に示されるように、アッパフレーム２２とロアフレーム２４との間に、中間部材としての繊維強化樹脂製の補強フレーム２８を設けて、バッテリフレーム２０を閉断面形状に構成してもよい。この補強フレーム２８には、車体前後方向に延在する複数の凹部２８Ａが一体に形成されており、各凹部２８Ａの下面が、ロアフレーム２４の底部２５の上面に接着剤によって接合されている。

そして、補強フレーム２８の上面が、アッパフレーム２２の下面に接着剤によって接合されており、補強フレーム２８の外周部２８Ｂは、アッパフレーム２２の外周部２３とロアフレーム２４の張出部２７との間に挟まれて、それらと互いに接合されている。この補強フレーム２８により、バッテリフレーム２０の強度（剛性）が向上されるようになっている。

なお、図示の補強フレーム２８は、各貫通孔２３Ｄ、２３Ｅと対応する位置に、その凹部２８Ａが形成されるようになっており、ウエルドナット９８を許容できるようになっている。また、補強フレーム２８の外周部２８Ｂには、カラー部材４８を挿通させるための貫通孔２８Ｃが形成されている。

図１〜図３に示されるように、燃料電池スタック３０は、その外装部３２が、平面視で凸形状となる箱状に金属（又は樹脂でもよい）で形成されており、その外装部３２の下端周縁部における複数箇所には、外方側へ突出する脚部３４が一体に形成されている。詳細には、外装部３２の車体前方側へ突出した前端中央部の左右両側壁３２Ａの下端部と、外装部３２の後壁３２Ｂの左右両側の下端部に、それぞれ脚部３４が突設されている。

そして、各脚部３４には、後述するカラー部材３８及びフランジボルト９６を挿通させるための貫通孔３４Ａが形成されている。なお、各貫通孔３４Ａ内には、補強用のフランジ付き円筒状部材３６が車体下方側から挿入されており、その軸心部である円筒部３６Ａの外周面が、各貫通孔３４Ａの内周面に接着剤によって接合されている。

燃料電池スタック３０をバッテリフレーム２０に締結する際には、円筒状部材３６の円筒部３６Ａにおける貫通孔内に、円筒状のカラー部材３８が挿入されるようになっており、そのカラー部材３８の下端面と、円筒状部材３６のフランジ部３６Ｂの下面とが、後述する延性部材５２、５４の上面に接触するようになっている（図３参照）。

図１〜図３に示されるように、アッパフレーム２２の上面側で、隣接する前側の貫通孔２３Ｂ（第１締結部４０）と貫通孔２３Ｄ（第２締結部５０）との間、及び、隣接する貫通孔２３Ｃ（第１締結部４０）と貫通孔２３Ｅ（第２締結部５０）との間には、それぞれ略楕円形状の延性部材５２、５４が架設されるようになっている。

各延性部材５２、５４は、平板状に、一例として高張力鋼板又は超高張力鋼板で成形されており、各延性部材５２、５４の両端部には、貫通孔２３Ｂ、２３Ｄと連通する貫通孔５２Ａ、５２Ｂ、及び、貫通孔２３Ｃ、２３Ｅと連通する貫通孔５４Ａ、５４Ｂが、それぞれ形成されている。

なお、図２に示されるように、延性部材５２と延性部材５４は、それぞれ隣接する貫通孔２３Ｂと貫通孔２３Ｄとの間の距離、及び、隣接する貫通孔２３Ｃと貫通孔２３Ｅとの間の距離に応じて、その大きさが適宜決められるようになっている。したがって、図示のバッテリフレーム２０の場合は、延性部材５４の方が、延性部材５２よりも、大きいサイズに形成されている。

また、各延性部材５２、５４は、それぞれアッパフレーム２２の上面に接着剤によって接合されており、アッパフレーム２２と一体化されるようになっている。そして、図３に示されるように、各延性部材５２、５４の車幅方向内側端部の下面には、それぞれ各貫通孔５２Ｂ、５４Ｂと同軸的に連通するウエルドナット９８が予め設けられている。

また、図３に示されるように、バッテリフレーム２０の張出部２７の下側には、少なくとも側壁部２６を覆う金属製の補強部材４２が設けられている。この補強部材４２は、アッパパネル４４のフランジ部４４Ａとロアパネル４６のフランジ部４６Ａとを互いに接合することで、閉断面形状に構成されており、アッパパネル４４及びロアパネル４６には、それぞれ車体上下方向に連通する貫通孔４４Ｂ、４６Ｂが形成されている。

そして、その貫通孔４４Ｂ、４６Ｂ内には、金属製（例えば鉄製）で円筒状のカラー部材４８が挿通され、その外周面４８Ａがアッパパネル４４及びロアパネル４６に溶接によって接合されている。また、このカラー部材４８は、アッパパネル４４の上面から車体上方側へ突出されるようになっており、貫通孔２７Ｂ、２３Ｂ、５２Ａ、及び、貫通孔２７Ｃ、２３Ｃ、５４Ａに、それぞれ挿通されるようになっている。

なお、この補強部材４２のアッパパネル４４は、張出部２７の下面と側壁部２６の外面と底部２５の下面の一部に接着剤によって接合されている。したがって、アッパパネル４４は、図３に示されるように、張出部２７と側壁部２６と底部２５の形状に沿うように車幅方向内側が断面略「Ｌ」字状に屈曲されている。そして、ロアパネル４６は、アッパパネル４４とで矩形状の閉断面形状を構成するように車幅方向外側が断面略逆「Ｌ」字状に屈曲されている。

ここで、バッテリフレーム２０のフロアパネル１２に対する第１締結部４０の構造及び燃料電池スタック３０のバッテリフレーム２０に対する第２締結部５０の構造について説明する。なお、延性部材５２側における第１締結部４０及び第２締結部５０と、延性部材５４側における第１締結部４０及び第２締結部５０とは同じ構造であるため、ここでは延性部材５２側を例に採って説明する。

まず、第１締結部４０について説明する。図３に示されるように、カラー部材４８は、補強部材４２の貫通孔４４Ｂ、４６Ｂ内に挿通されて、その補強部材４２に接合されている。したがって、張出部２７の下側に補強部材４２を取り付ける際には、張出部２７（突出部２７Ａ）及び外周部２３（突出部２３Ａ）の各貫通孔２７Ｂ、２３Ｂと、延性部材５２の貫通孔５２Ａに、カラー部材４８を車体下方側から挿通させる。

そして、フランジボルト９２を、車体下方側からカラー部材４８の貫通孔４８Ｂ内に挿通し、フロアパネル１２の前側取付部１６に形成された各貫通孔１６Ａから車体上方側へ突出させ、ナット９４に螺合する。なお、延性部材５４側、即ち後側取付部１８側も同様にして締結される。これにより、バッテリフレーム２０が、フロアパネル１２に締結固定される。そして、そのカラー部材４８を含む締結部位が第１締結部４０とされる。

次に、第２締結部５０について説明する。図３に示されるように、燃料電池スタック３０の脚部３４（詳細には貫通孔３４Ａ内に一体的に設けられた円筒状部材３６のフランジ部３６Ｂ）をバッテリフレーム２０（アッパフレーム２２）の上面に配置する。そして、円筒状部材３６の貫通孔内にカラー部材３８を車体上方側から挿入し、そのカラー部材３８の貫通孔３８Ａと、延性部材５２の貫通孔５２Ｂとを連通させる。

次いで、円筒状部材３６の外径以上の外径とされたワッシャー９７が嵌められたフランジボルト９６を、車体上方側からカラー部材３８の貫通孔３８Ａ内に挿通し、延性部材５２の下面に設けられているウエルドナット９８に螺合する。なお、延性部材５４側も同様にして締結される。これにより、燃料電池スタック３０が、バッテリフレーム２０に締結固定され、その締結部位が第２締結部５０とされる。つまり、燃料電池スタック３０は、延性部材５２、５４を介してバッテリフレーム２０に固定されるようになっている。

以上のような構成の第１実施形態に係る車両用電池搭載構造１０において、次にその作用について説明する。

車両が側面衝突したときには、それによって入力された衝突荷重の一部が、繊維強化樹脂製のバッテリフレーム２０に伝達される。ここで、このバッテリフレーム２０の車両前側の第１締結部４０と第２締結部５０との間、及び、車両後側の第１締結部４０と第２締結部５０との間には、それぞれ延性部材５２、５４が架設されている。

したがって、歪限度の低いバッテリフレーム２０に衝突荷重の一部が入力されて、第１締結部４０と第２締結部５０との間に亀裂（又は破断）が発生しても、延性部材５２、５４により、燃料電池スタック３０が、バッテリフレーム２０から脱落するのを抑制又は防止することができる。

なお、車両が前面衝突又は後面衝突した場合でも、同様に、燃料電池スタック３０が、バッテリフレーム２０から脱落するのを抑制又は防止することができる。また、バッテリフレーム２０に、路面干渉物によって荷重が入力されることで、亀裂（又は破断）が発生しても、延性部材５２、５４により、燃料電池スタック３０が、バッテリフレーム２０から脱落するのを抑制又は防止することができる。

しかも、この延性部材５２、５４は、平板状に形成されているため、その構成が簡素で済み、隣接する第１締結部４０と第２締結部５０との間に架設されるので、コンパクトな構成で済む。よって、延性部材５２、５４が設けられる構成であっても、車両における重量の増加及び製造コストの増加を抑制することができる。

（第１実施形態の変形例）
次に、第１実施形態の変形例について説明する。図４、図５に示されるように、この変形例に係る延性部材５６、５８は、それぞれ閉断面形状に構成されており、閉断面形状とされたバッテリフレーム２０内に一体的に設けられるようになっている。

図５に示されるように、延性部材５６は、アッパ部材としてのアッパパネル６２と、ロア部材としてのロアパネル６４と、を有しており、アッパパネル６２のフランジ部６２Ａとロアパネル６４のフランジ部６４Ａとが互いに接合されることで、閉断面形状に構成されている。

アッパパネル６２及びロアパネル６４には、それぞれ車体上下方向に連通する貫通孔６２Ｂ、６４Ｂが形成されている。貫通孔６２Ｂ、６４Ｂには、カラー部材４８が挿通されるようになっており、カラー部材４８の外周面４８Ａが、アッパパネル６２及びロアパネル６４に溶接によって接合されている。

アッパパネル６２には、車体上方側へ突出する平面視円形状の隆起部６３が形成されており、その隆起部６３の中心部には、フランジボルト９６を挿通させるための貫通孔６３Ａが形成されている。そして、その隆起部６３の下面には、貫通孔６３Ａと同軸的に連通するウエルドナット９８が設けられている。

バッテリフレーム２０は、アッパフレーム２２とロアフレーム２４との間に補強フレーム２８を有しており、アッパフレーム２２と、補強フレーム２８と、ロアフレーム２４の底部２５には、それぞれカラー部材４８を挿通させる貫通孔２２Ａ、２８Ｃ、２５Ａが形成されている。そして、アッパフレーム２２と補強フレーム２８には、隆起部６３をアッパフレーム２２の上面から突出させる貫通孔２２Ｂ、２８Ｄが形成されており、補強フレーム２８の車幅方向内側には、階段状に屈曲する屈曲部２８Ｅが形成されている。

したがって、このバッテリフレーム２０は、次のようにして組み立てられる。まず、ロアフレーム２４内に延性部材５６を設けるが、このとき、底部２５に形成された貫通孔２５Ａ内にカラー部材４８の下端部を挿通する。そして、延性部材５６のロアパネル６４の少なくともフランジ部６４Ａの下面を、ロアフレーム２４の張出部２７の上面に接着剤によって接合する。

次に、補強フレーム２８を延性部材５６上に被せるが、このとき、貫通孔２８Ｃにカラー部材４８を挿通し、かつ貫通孔２８Ｄに隆起部６３を挿通する。そして、補強フレーム２８の少なくとも外周部２８Ｂの下面を、延性部材５６のアッパパネル６２におけるフランジ部６２Ａの上面に接着剤によって接合するとともに、補強フレーム２８の屈曲部２８Ｅの下面を、延性部材５６のアッパパネル６２におけるフランジ部６２Ａの上面及び底部２５の上面に接着剤によって接合する。

最後に、アッパフレーム２２を補強フレーム２８上に被せるが、このとき、貫通孔２２Ａにカラー部材４８を挿通し、かつ貫通孔２２Ｂに隆起部６３を挿通する。そして、アッパフレーム２２の少なくとも外周部２３の下面を、補強フレーム２８の外周部２８Ｂの上面に接着剤によって接合する。これにより、閉断面形状とされた延性部材５６がバッテリフレーム２０の内部に一体的に設けられる。

このような構成によれば、第１締結部４０と第２締結部５０との間に閉断面形状とされた延性部材５６が架設されるので、第１締結部４０と第２締結部５０とを強固に結合することができるとともに、バッテリフレーム２０における耐衝撃性を向上させることができる。

したがって、バッテリフレーム２０に衝突荷重が入力されたときの第１締結部４０と第２締結部５０との間の亀裂（又は破断）の発生を効果的に抑制することができ、第１締結部４０と第２締結部５０との間に亀裂（又は破断）が発生しても、燃料電池スタック３０が、バッテリフレーム２０から脱落するのを安定して抑制又は防止することができる。

なお、延性部材５８側は、延性部材５６側と同様であるため、その説明は省略する。また、第１実施形態に係る延性部材５２、５４、５６、５８は、隣接する第１締結部４０と第２締結部５０との間に架設される形状であればよく、図示の形状に限定されるものではない。したがって、以下において、図４、図５に示される形状と異なる形状であっても、隣接する第１締結部４０と第２締結部５０との間に架設される閉断面形状の延性部材には、符号５６、５８を付して、その詳細な説明は省略する。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態（変形例も含む）と同等の部位には、同じ符号を付して詳細な説明（共通する作用も含む）は、適宜省略する。

また、以下において、隣接する第１締結部４０と第２締結部５０とを１つの締結組とし、車両左前側を締結組６０、車両右前側を締結組７０、車両左後側を締結組８０、車両右後側を締結組９０とする。つまり、各締結組６０、７０、８０、９０は、車体前後方向及び車幅方向に離間されて配置されている。

図６に示されるように、この第２実施形態では、車両前側において、車幅方向に延在する閉断面形状の延性部材６６により、車両左側の締結組６０と、車両右側の締結組７０と、が連結され、車両後側において、車幅方向に延在する閉断面形状の延性部材６８により、車両左側の締結組８０と、車両右側の締結組９０と、が連結されるようになっている。なお、延性部材６６と延性部材６８は同様の構成であるため、ここでは、延性部材６６を例に採って説明する。

図７に示されるように、延性部材６６は、アッパ部材としてのアッパパネル７２と、ロア部材としてのロアパネル７４と、を有しており、アッパパネル７２のフランジ部７２Ａとロアパネル７４のフランジ部７４Ａとが互いに接合されることで、閉断面形状に構成されている。

アッパパネル７２及びロアパネル７４には、それぞれ車体上下方向に連通する貫通孔７２Ｂ、７４Ｂが形成されている。貫通孔７２Ｂ、７４Ｂには、カラー部材４８が挿通されるようになっており、カラー部材４８の外周面４８Ａが、アッパパネル７２及びロアパネル７４に溶接によって接合されている。

アッパパネル７２には、車体上方側へ突出する平面視円形状の隆起部７３が形成されており、その隆起部７３の中心部には、フランジボルト９６を挿通させるための貫通孔７３Ａが形成されている。そして、その隆起部７３の下面には、貫通孔７３Ａと同軸的に連通するウエルドナット９８が設けられている。

バッテリフレーム２０は、アッパフレーム２２とロアフレーム２４との間に補強フレーム２８を有しており、アッパフレーム２２と、補強フレーム２８と、ロアフレーム２４の底部２５には、それぞれカラー部材４８を挿通させる貫通孔２２Ａ、２８Ｃ、２５Ａが形成されている。そして、アッパフレーム２２と補強フレーム２８には、隆起部７３をアッパフレーム２２の上面から突出させる貫通孔２２Ｂ、２８Ｄが形成されている。

したがって、上記第１実施形態の変形例と同様にバッテリフレーム２０を組み立てることにより、閉断面形状とされた延性部材６６が、そのバッテリフレーム２０の内部に一体的に設けられる。なお、延性部材６８も、同様にしてバッテリフレーム２０の内部に一体的に設けられる。

このような構成によれば、第１締結部４０と第２締結部５０との間に閉断面形状とされた延性部材６６、６８が架設されるとともに、車両左前側の締結組６０と車両右前側の締結組７０とが、閉断面形状とされた延性部材６６によって車幅方向に連結され、車両左後側の締結組８０と車両右後側の締結組９０とが、閉断面形状とされた延性部材６８によって車幅方向に連結される。

したがって、バッテリフレーム２０に衝突荷重が入力されたときの第１締結部４０と第２締結部５０との間の亀裂（又は破断）の発生だけではなく、特に車体前後方向から衝突荷重が入力されたときの車両左前側の締結組６０と車両右前側の締結組７０との間の亀裂（又は破断）及び車両左後側の締結組８０と車両右後側の締結組９０との間の亀裂（又は破断）の発生を効果的に抑制することができる。

そして、第１締結部４０と第２締結部５０との間に亀裂（又は破断）が発生したり、車両左前側の締結組６０と車両右前側の締結組７０との間に亀裂（又は破断）が発生したり、車両左後側の締結組８０と車両右後側の締結組９０との間に亀裂（又は破断）が発生したりしても、燃料電池スタック３０が、バッテリフレーム２０から脱落するのを安定して抑制又は防止することができる。

なお、第２実施形態における延性部材６６、６８は、車両左前側の締結組６０と、車両右前側の締結組７０と、を車幅方向に連結し、車両左後側の締結組８０と、車両右後側の締結組９０と、を車幅方向に連結できる形状であればよく、図示の形状に限定されるものではない。したがって、以下において、図６、図７に示される形状と異なる形状であっても、左右の締結組６０、７０及び左右の締結組８０、９０を連結する延性部材には、符号６６、６８を付して、その詳細な説明は省略する。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態及び第２実施形態と同等の部位には、同じ符号を付して詳細な説明（共通する作用も含む）は、適宜省略する。

図８に示されるように、この第３実施形態では、車両左側において、車体前後方向に延在する平板状の延性部材７６により、車両前側の締結組６０と、車両後側の締結組８０と、が連結され、車両右側において、車体前後方向に延在する平板状の延性部材７８により、車両前側の締結組７０と、車両後側の締結組９０と、が連結されるようになっている。

換言すれば、車両左側において、車両前側の延性部材５６と車両後側の延性部材５８とが、延性部材７６によって連結され、車両右側において、車両前側の延性部材５６と車両後側の延性部材５８とが、延性部材７８によって連結されるようになっている。なお、図９に示されるように、延性部材５６、５８は、上記第１実施形態と同等の構成になっている。また、延性部材７６と延性部材７８は同様の構成であるため、ここでは、延性部材７６を例に採って説明する。

図１０に示されるように、車両左側に設けられる延性部材７６は、締結組６０における第１締結部４０と、締結組８０における第１締結部４０と、を連結するようになっている。詳細には、車両左側において、締結組６０の前後に並ぶ第１締結部４０のうち、後側の第１締結部４０では、延性部材５６とロアフレーム２４の底部２５との間に延性部材７６の前端部７６Ａが配置されて接合され、その前端部７６Ａの貫通孔７６Ｃにカラー部材４８が挿通されている。そして、締結組８０の第１締結部４０では、延性部材５８とロアフレーム２４の底部２５との間に延性部材７６の後端部７６Ｂが配置されて接合され、その後端部の貫通孔７６Ｄにカラー部材４８が挿通されている。

このような構成によれば、第１締結部４０と第２締結部５０との間に閉断面形状とされた延性部材５６、５８が架設されるとともに、車両左前側の締結組６０（延性部材５６）と車両左後側の締結組８０（延性部材５８）とが、延性部材７６によって車体前後方向に連結され、車両右前側の締結組７０（延性部材５６）と車両右後側の締結組９０（延性部材５８）とが、延性部材７８によって車体前後方向に連結される。

したがって、バッテリフレーム２０に衝突荷重が入力されたときの第１締結部４０と第２締結部５０との間の亀裂（又は破断）の発生だけではなく、特に車幅方向から衝突荷重が入力されたときの車両左前側の締結組６０と車両左後側の締結組８０との間の亀裂（又は破断）及び車両右前側の締結組７０と車両右後側の締結組９０との間の亀裂（又は破断）の発生を効果的に抑制することができる。

そして、第１締結部４０と第２締結部５０との間に亀裂（又は破断）が発生したり、車両左前側の締結組６０と車両左後側の締結組８０との間に亀裂（又は破断）が発生したり、車両右前側の締結組７０と車両右後側の締結組９０との間に亀裂（又は破断）が発生したりしても、燃料電池スタック３０が、バッテリフレーム２０から脱落するのを安定して抑制又は防止することができる。

しかも、左右それぞれの延性部材７６、７８は、車両前側の締結組６０、７０における第１締結部４０と、車両後側の締結組８０、９０における第１締結部４０とを含んで、延性部材５６と延性部材５８とを連結しているので、バッテリフレーム２０の強度（剛性）をより一層向上させることができる。

（第３実施形態の変形例）
次に、第３実施形態の変形例について説明する。図１１に示されるように、この変形例に係る延性部材７７は、車体前後方向に延在する閉断面形状に構成されており、それぞれ車両左前側の締結組６０と車両左後側の締結組８０とを連結し、車両右前側の締結組７０と車両右後側の締結組９０とを連結するようになっている。

この延性部材７７は、アッパ部材としてのアッパパネル８２と、ロア部材としてのロアパネル８４と、を有しており、アッパパネル８２のフランジ部８２Ａとロアパネル８４のフランジ部８４Ａとが互いに接合されることで、閉断面形状に構成されている。

アッパパネル８２及びロアパネル８４には、それぞれ車体上下方向に連通する貫通孔８２Ｂ、８４Ｂが形成されている。貫通孔８２Ｂ、８４Ｂには、カラー部材４８が挿通されるようになっており、カラー部材４８の外周面４８Ａが、アッパパネル８２及びロアパネル８４に溶接によって接合されている。

また、図示しないが、アッパパネル８２には、車体上方側へ突出する平面視円形状の隆起部が形成されており、その隆起部の中心部には、フランジボルト９６を挿通させるための貫通孔が形成されている。そして、その隆起部の下面には、その貫通孔と同軸的に連通するウエルドナット９８が設けられている。

このような構成によれば、第１締結部４０と第２締結部５０との間に閉断面形状とされた延性部材７７が架設されるとともに、車両左前側の締結組６０と車両左後側の締結組８０とが、閉断面形状とされた延性部材７７によって車体前後方向に連結され、車両右前側の締結組７０と車両右後側の締結組９０とが、閉断面形状とされた延性部材７７によって車幅方向に連結される。

したがって、バッテリフレーム２０に衝突荷重が入力されたときの第１締結部４０と第２締結部５０との間の亀裂（又は破断）の発生だけではなく、特に車幅方向から衝突荷重が入力されたときの車両左前側の締結組６０と車両左後側の締結組８０との間の亀裂（又は破断）及び車両右前側の締結組７０と車両右後側の締結組９０との間の亀裂（又は破断）の発生をより効果的に抑制することができる。

そして、第１締結部４０と第２締結部５０との間に亀裂（又は破断）が発生したり、車両左前側の締結組６０と車両左後側の締結組８０との間に亀裂（又は破断）が発生したり、車両右前側の締結組７０と車両右後側の締結組９０との間に亀裂（又は破断）が発生したりしても、燃料電池スタック３０が、バッテリフレーム２０から脱落するのをより安定して抑制又は防止することができる。

＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態〜第３実施形態と同等の部位には、同じ符号を付して詳細な説明（共通する作用も含む）は、適宜省略する。また、図１２におけるＣ−Ｃ線矢視断面図は、図７と同一である。

図１２、図１３に示されるように、この第４実施形態では、上記第２実施形態と第３実施形態とが組み合わされた形状に形成されている。すなわち、車両前側において、車幅方向に延在する延性部材６６により、車両左側における締結組６０と、車両右側における締結組７０と、が連結され、車両後側において、車幅方向に延在する延性部材６８により、車両左側における締結組８０と、車両右側における締結組９０と、が連結されるようになっている。

そして、車両左側において、車体前後方向に延在する延性部材８６により、延性部材６６と延性部材６８とが連結され、車両右側において、車体前後方向に延在する延性部材８８により、延性部材６６と延性部材６８とが連結されるようになっている。詳細には、延性部材６６の後端部６６Ａに、延性部材８６、８８の前端部８６Ａ、８８Ａがそれぞれ接合され、延性部材６８の前端部６８Ａに、延性部材８６、８８の後端部８６Ｂ、８８Ｂがそれぞれ接合されている。

このような構成によれば、第１締結部４０と第２締結部５０との間に閉断面形状とされた延性部材６６、６８が架設されるとともに、車両左前側の締結組６０（延性部材６６）と車両左後側の締結組８０（延性部材６８）とが、延性部材８６によって車体前後方向に連結され、車両右前側の締結組７０（延性部材６６）と車両右後側の締結組９０（延性部材６８）とが、延性部材８８によって車体前後方向に連結される。

したがって、バッテリフレーム２０に車体前後方向又は車幅方向から衝突荷重が入力されたときの第１締結部４０と第２締結部５０との間の亀裂（又は破断）の発生だけではなく、車両左前側の締結組６０と車両右前側の締結組７０との間の亀裂（又は破断）及び車両左後側の締結組８０と車両右後側の締結組９０との間の亀裂（又は破断）、更には車両左前側の締結組６０と車両左後側の締結組８０との間の亀裂（又は破断）及び車両右前側の締結組７０と車両右後側の締結組９０との間の亀裂（又は破断）の発生を効果的に抑制することができる。

（第４実施形態の変形例）
次に、第４実施形態の変形例について説明する。図１４、図１５に示されるように、車両前側の締結組６０、７０における第１締結部４０と、車両後側の締結組８０、９０における第１締結部４０と、を左右それぞれの延性部材７６、７８によって連結する構成にしてもよい。

すなわち、例えば車両左側において、締結組６０の前後に並ぶ第１締結部４０のうち、後側の第１締結部４０では、延性部材６６とロアフレーム２４の底部２５との間に延性部材７６の前端部７６Ａが配置されて接合され、その前端部７６Ａの貫通孔７６Ｃにカラー部材４８が挿通されている。そして、締結組８０の第１締結部４０では、延性部材６８とロアフレーム２４の底部２５との間に延性部材７６の後端部７６Ｂが配置されて接合され、その後端部７６Ｂの貫通孔７６Ｄにカラー部材４８が挿通されている。

このような構成によれば、左右それぞれの延性部材７６、７８は、車両前側の締結組６０、７０における第１締結部４０と、車両後側の締結組８０、９０における第１締結部４０とを含んで接合されて、延性部材６６と延性部材６８とを連結しているので、バッテリフレーム２０の強度（剛性）をより一層向上させることができる。

また、延性部材６６の後端部６６Ａに前端部８６Ａ、８８Ａが接合され、延性部材６８の前端部６８Ａに後端部８６Ｂ、８８Ｂが接合されている延性部材８６、８８の場合、バッテリフレーム２０に過大な荷重が入力されたときには、その接合部分の破断（剥離）が懸念されるが、延性部材７６、７８の場合には、車両前側の第１締結部４０と車両後側の第１締結部４０とを含んで接合されているため、そのような懸念がない。

以上、本実施形態に係る車両用電池搭載構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車両用電池搭載構造１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、本実施形態に係る延性部材（金属部材）は、高張力鋼板や超高張力鋼板で成形されるものに限定されるものではなく、ある程度の硬度を持ったアルミニウム合金や鉄等で成形されていてもよい。

更に、本実施形態に係る延性部材は、バッテリフレーム２０に接着剤によって接合される構成に限定されるものではなく、例えばリベット等の接合部材によって接合される構成とされてもよい。また、延性部材５６、５８に対する延性部材７６、７８の接合、延性部材６６、６８に対する延性部材７６、７８又は延性部材８６、８８の接合、更にはアッパパネルのフランジ部とロアパネルのフランジ部との接合は、スポット溶接や接着剤等によって接合すればよく、特に限定されるものではない。

また、本実施形態に係る延性部材は、隣接する第１締結部４０と第２締結部５０との間に架設される構成に限定されるものではない。更に、本実施形態に係るバッテリフレーム２０は、燃料電池スタック３０を支持するものに限定されるものではない。

１０ 車両用電池搭載構造
１２ フロアパネル（車体）
２０ バッテリフレーム
２２ アッパフレーム（バッテリフレームアッパ）
２３ 外周部
２４ ロアフレーム（バッテリフレームロア）
２７ 張出部（外周部）
３０ 燃料電池スタック（電池）
４０ 第１締結部
５０ 第２締結部
５２ 延性部材
５４ 延性部材
５６ 延性部材
５８ 延性部材
６０ 締結組
６２ アッパパネル（アッパ部材）
６４ ロアパネル（ロア部材）
６６ 延性部材
６８ 延性部材
７０ 締結組
７２ アッパパネル（アッパ部材）
７４ ロアパネル（ロア部材）
７６ 延性部材
７７ 延性部材
７８ 延性部材
８０ 締結組
８２ アッパパネル（アッパ部材）
８４ ロアパネル（ロア部材）
８６ 延性部材
８８ 延性部材
９０ 締結組

Claims (6)

1. 車両のフロア部の車体下方側に配置された繊維強化樹脂製のバッテリフレームと、
   前記バッテリフレームに搭載された電池と、
   板状に形成され、前記バッテリフレームに一体的に設けられた複数の延性部材と、
   前記延性部材を含んで前記フロア部に前記バッテリフレームを締結固定する複数の第１締結部と、
   前記延性部材に前記電池を締結固定する複数の第２締結部と、
   を有し、
   前記延性部材は、前記バッテリフレームの前記第１締結部と前記第２締結部との間に亀裂又は破断が発生しても、前記電池が前記バッテリフレームから脱落するのを抑制又は防止できる金属で形成されている車両用電池搭載構造。
2. 前記延性部材は、隣接する前記第１締結部と前記第２締結部との間に架設されている請求項１に記載の車両用電池搭載構造。
3. 隣接する前記第１締結部と前記第２締結部とからなる複数の締結組は、車体前後方向及び車幅方向に離間されており、
   前記延性部材は、前記複数の締結組を車体前後方向に連結するか、又は車幅方向に連結するように延在されている請求項１に記載の車両用電池搭載構造。
4. 隣接する前記第１締結部と前記第２締結部とからなる複数の締結組は、車体前後方向及び車幅方向に離間されており、
   前記延性部材は、前記複数の締結組を車体前後方向及び車幅方向に連結するように延在されている請求項１に記載の車両用電池搭載構造。
5. 前記バッテリフレームは、それぞれの外周部が互いに接合されることで閉断面を構成するバッテリフレームアッパとバッテリフレームロアとを有しており、
   前記延性部材は、前記閉断面内に設けられている請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車両用電池搭載構造。
6. 前記延性部材は、それぞれのフランジ部が互いに接合されることで閉断面を構成するアッパ部材とロア部材とを有しており、
   前記外周部側における前記アッパ部材のフランジ部と前記ロア部材のフランジ部とが、前記バッテリフレームアッパの外周部と前記バッテリフレームロアの外周部との間に挟まれて互いに接合されている請求項５に記載の車両用電池搭載構造。

Images