JP6037131B2 - 車両用蓄電装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の蓄電池からなる蓄電池群と、前記蓄電池群を収納するケースと、前記蓄電池群を挟むように保持する一対の保持部材と、前記保持部材の端部から前記ケースの外部に突出して車室内の支持部に固定される筒状の突出部とを備え、前記突出部の一端は前記ケース内に開口して他端は前記車室内に開口する車両用蓄電装置に関する。

蓄電装置が複数の蓄電池を収納するケースを車幅方向に貫通する前後一対の吊り下げフレームを備え、ケースから突出する吊り下げフレームの先端を左右のリヤサイドフレームにボルトで締結することで蓄電装置を車体に支持するものが、下記特許文献１により公知である。

特開２００９−１４６８８１号公報

ところで、自動車の車室（トランクルーム）内に配置される蓄電装置のケース内に収納される蓄電池やＰＣＵ（パワー・コントロール・ユニット）等の制御装置は、蓄電池の充放電中に低周波の騒音を発生することが知られている。従って、前記吊り下げフレームがパイプ状の中空部材で構成されており、その両端部がケース内および車室内に開放していると、前記騒音が中空の吊り下げフレームの内部を通って車室内に伝搬してしまい、乗員に不快感を与える可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、蓄電装置のケース内で発生した騒音が蓄電池群の保持部材を介して車室内に伝播するのを防止することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、複数の蓄電池からなる蓄電池群と、前記蓄電池群を収納するケースと、前記蓄電池群を挟むように保持する一対の保持部材と、前記保持部材の端部から前記ケースの外部に突出して車室内の支持部に固定される筒状の突出部とを備え、前記突出部の一端は前記ケース内に開口して他端は前記車室内に開口する車両用蓄電装置であって、前記突出部に前記ケース内および前記車室内の連通を遮断する閉塞部を設けたことを特徴とする車両用蓄電装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記突出部の断面積は前記ケース側から前記車室側に向けて減少し、前記閉塞部は前記突出部の内部に設けられることを特徴とする車両用蓄電装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記閉塞部は前記突出部の内面に面接触することを特徴とする車両用蓄電装置が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項３の構成に加えて、前記面接触する部分に弾性部材を介在させたことを特徴とする車両用蓄電装置が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、前記閉塞部は前記突出部の内面を構成する複数の面のうちの少なくとも二つの面に溶接されることを特徴とする車両用蓄電装置が提案される。

尚、実施の形態のトランクルーム１０は本発明の車室に対応し、実施の形態のフロアパネル１１は本発明の支持部に対応し、実施の形態の前部保持部材１４および後部保持部材１５は本発明の保持部材に対応し、実施の形態のバッテリモジュール２２は本発明の蓄電池群に対応し、実施の形態のバッテリセル２３は本発明の蓄電池に対応し、実施の形態の第１〜第３突出部３１Ａ〜３１Ｃは本発明の突出部に対応し、実施の形態の第１〜第３閉塞部３４Ａ〜３４Ｃは本発明の閉塞部に対応する。

請求項１の構成によれば、車両用蓄電装置は、複数の蓄電池からなる蓄電池群と、蓄電池群を収納するケースと、蓄電池群を挟むように保持する一対の保持部材と、保持部材の端部からケースの外部に突出して車室内の支持部に固定される筒状の突出部とを備え、突出部の一端はケース内に開口して他端は車室内に開口するので、ケース内で蓄電池等が発生した騒音が筒状の突出部を介して車室内に伝播して騒音の原因となるが、突出部にケース内および車室内の連通を遮断する閉塞部を設けたので、騒音を閉塞部で遮って車室内に伝播するのを阻止し、車室の静粛性を確保することができる。

また請求項２の構成によれば、突出部の断面積はケース側から車室側に向けて減少し、閉塞部は突出部の内部に設けられるので、突出部がケース内に開口する開口端に閉塞部を設ける場合に比べて閉塞部を小型化することができる。

また請求項３の構成によれば、閉塞部は突出部の内面に面接触するので、接触部の面圧を低下させて振動等による損傷や異常摩耗を防止することができる。

また請求項４の構成によれば、閉塞部および突出部の内面が面接触する部分に弾性部材を介在させたので、弾性部材により隙間を埋めて騒音の漏れを一層確実に阻止することができる。

また請求項５の構成によれば、閉塞部は突出部の内面を構成する複数の面のうちの少なくとも二つの面に溶接されるので、閉塞部により突出部の剛性を効果的に高めて突出部の捩じれ変形を防止することができ、これにより閉塞部が突出部に溶接されない部分に隙間が形成されるのを防止して騒音の漏れを一層確実に阻止することができる。

バッテリパックが搭載される車体後部の斜視図。 バッテリパックの分解斜視図。 前部保持部材および後部保持部材の平面図（上部部材を取り付けた状態） 前部保持部材および後部保持部材の平面図（上部部材を外した状態） 図４の５Ａ、５Ｂおよび５Ｃ方向矢視図。 図３の６−６線断面図。 図３の７−７線断面図。 図３の８−８線断面図。

以下、図１〜図８に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１および図２に示すように、ハイブリッド自動車の車体後部のトランクルーム１０のフロアパネル１１に下向きに凹む凹部１１ａが形成されており、この凹部１１ａにバッテリパック１２が搭載される。バッテリパック１２は、上面が開放する容器状に形成された合成樹脂製のケース本体１３ａと、板状に形成されてケース本体１３ａの上面開口部を閉塞する金属製のカバー１３ｂとからなるケース１３を備える。ケース１３の前部および後部から金属製の前部保持部材１４および後部保持部材１５が車幅方向外側に延びており、それらの両端部をフロアパネル１１の上面にボルト１６…で固定することでバッテリパック１２が凹部１１ａ内に吊り下げ支持される。

前部保持部材１４および後部保持部材１５の車幅方向中間部はそれぞれ板状の前壁１７および後壁１８になっており、前壁１７および後壁１８の下端間が底壁１９で一体に接続されるとともに、前壁１７および後壁１８の左端間が左側側壁２０で接続され、前壁１７および後壁１８の右端間が右側側壁２１で接続される。

前部保持部材１４および後部保持部材１５の間には、４個のバッテリモジュール２２…が支持される。バッテリモジュール２２は、例えばリチウムイオンバッテリよりなる１２個のバッテリセル２３…を積層し、その積層方向両端部に積層した一対のエンドプレート２４，２４の四隅どうしを４本のフレーム２５…で接続して構成される。４個のバッテリモジュール２２…は、バッテリセル２３…の積層方向を前後方向に整列させた状態で車幅方向に並置され、一対のエンドプレート２４，２４がそれぞれ前部保持部材１４の前壁１７および後部保持部材１５の後壁１８に締結される。

前部保持部材１４の前壁１７および後部保持部材１５の後壁１８間であって、４個のバッテリモジュール２２…の左側に、バッテリモジュール２２…の高圧直流電流を３相交流に変換するインバータや、前記高圧直流電流を低圧電流に降圧するＤＣ−ＤＣコンバータ等を含むＰＣＵ（パワー・コントロール・ユニット）２６が搭載される。

前部保持部材１４の前面には、バッテリモジュール２２…およびＰＣＵ２６を図示せぬケーブルを介して接続するジャンクションボード２７が固定される。ジャンクションボード２７には、バッテリモジュール２２…およびＰＣＵ２６間の電気的接続を遮断するコンタクタやヒューズが設けられる。ＰＣＵ２６の後方の後部保持部材１５の後壁１８の後面に、バッテリモジュール２２…に冷却空気を供給して冷却するための冷却ファン２８が設けられる。

次に、図３〜図８に基づいて前部保持部材１４および後部保持部材１５の構造を詳細に説明する。

図３および図４に示すように、前部保持部材１４の車幅方向両端には、ケース１３の外部に突出する第１突出部３１Ａおよび第４突出部３１Ｄが設けられるとともに、後部保持部材１５の車幅方向両端には、ケース１３の外部に突出する第２突出部３１Ｂおよび第３突出部３１Ｃが設けられる。

第１突出部３１Ａは、前部保持部材１４の前壁１７の延長部１７ａと、延長部１７ａの下面に溶接された下部部材３２Ａと、延長部１７ａの上面および下部部材３２Ａに溶接された上部部材３３Ａとを備えて閉断面の筒状に形成されており、その内部に金属板を所定形状に折り曲げた第１閉塞部３４Ａが溶接される。

第２突出部３１Ｂおよび第３突出部３１Ｃは第１突出部３１Ａと同様の構造であり、後部保持部材１５の後壁１８の両端の延長部１８ａ，１８ｂと、そこに溶接される下部部材３２Ｂ，３２Ｃおよび上部部材３３Ｂ，３３Ｃとにより閉断面の筒状に形成されており、その内部に金属板を所定形状に折り曲げた第２閉塞部３４Ｂおよび第３閉塞部３４Ｃが溶接される。但し、第４突出部３１Ｄだけは、前壁１７の延長部１７ｂ、下部部材３２Ｄおよび上部部材３３Ｄにより閉断面の筒状に形成された部分の内部に閉塞部を備えていない。

そして第１〜第４突出部３１Ａ〜３１Ｄの内部に、下部部材３２Ａ〜３２Ｄおよび上部部材３３Ａ〜３３Ｄ間を接続するカラー３５…が設けられており、これらのカラー３５…を貫通するボルト１６…（図１および図２参照）により前部保持部材１４および後部保持部材１５がフロアパネル１１に固定される。

図３、図４、図５（Ａ）および図６から明らかなように、第１閉塞部３４Ａは、矩形状の仕切壁ａの下端から右側に延びるフランジ部ｂと、仕切壁ａの上端から左側に延びるフランジ部ｃと、仕切壁ａの前端から右側に延びるフランジ部ｄとを備える。そしてフランジ部ｂを下部部材３２Ａの上面に溶接し、フランジ部ｃを上部部材３３Ａの下面に僅かな隙間を介して対向させ、フランジ部ｄを延長部１７ａの後面に溶接することで、仕切壁ａにより閉断面の第１突出部３１Ａの車幅方向内端を閉塞し、ケース１３の内外が中空の第１突出部３１Ａにより連通するのを防止する。

図３、図４、図５（Ｂ）および図７から明らかなように、第２閉塞部３４Ｂは、前後方向に延びる断面コ字状の仕切壁ｅ，ｆ，ｇと、仕切壁ｅから左側に延びるフランジ部ｈと、仕切壁ｇから右側に延びる延長壁ｉと、延長壁ｉの後端から下方に延びるフランジ部ｊｄとを備える。そしてフランジ部ｈを下部部材３２Ｂの上面に溶接し、フランジ部ｊを後部保持部材１５の延長部１８ａの前面に溶接し、仕切壁ｆを上部部材３３Ｂの下面に僅かな隙間を介して対向させることで、仕切壁ｅ，ｆ，ｇにより閉断面の第２突出部３１Ｂの車幅方向内端を閉塞し、ケース１３の内外が中空の第２突出部３１Ｂにより連通するのを防止する。

図３、図４、図５（Ｃ）および図８から明らかなように、第３閉塞部３４Ｃは、前後方向に延びる矩形状の仕切壁ｋと、仕切壁ｋの下端から右側に延びるフランジ部ｍと、仕切り壁ｋの上端から右側に延びるフランジ部ｎと、仕切壁ｋの後端から左側に延びるフランジ部ｏとを備える。そしてフランジ部ｍを下部部材３２Ｂの上面に溶接し、フランジ部ｎを上部部材３３Ｂの下面に僅かな隙間を介して対向させ、フランジ部ｏを後部保持部材１５の延長部１８ｂの前面に溶接することで、仕切壁ｋにより閉断面の第３突出部３１Ｃの車幅方向内端を閉塞し、ケース１３の内外が中空の第３突出部３１Ｃにより連通するのを防止する。

尚、第４突出部３１Ｄは断面の一部が閉じていてケース１３の内外を連通させることがないため、その内部に閉塞部は設けられていない。

図５（Ａ）に示す第１閉塞部３４Ａは、フランジ部ｂが下部部材３２Ａの上面に溶接され、フランジ部ｄが前部保持部材１４の後面に溶接されるが、フランジ部ｃは溶接の作業性が悪いために上部部材３３Ａの下面に溶接されず、そこに形成される隙間が弾性部材３６（図６参照）でシールされる。

図５（Ｂ）に示す第２閉塞部３４Ｂは、フランジ部ｈが下部部材３２Ｂの上面に溶接され、フランジ部ｊが後部保持部材１５の前面に溶接されるが、仕切壁ｆは溶接の作業性が悪いために上部部材３３Ｂの下面に溶接されず、そこに形成される隙間が弾性部材３６（図６参照）でシールされる。

図５（Ｃ）に示す第３閉塞部３４Ｃは、フランジ部ｍが下部部材３２Ｃの上面に溶接され、フランジ部ｏが後部保持部材１５の前面に溶接されるが、フランジ部ｎは溶接の作業性が悪いために上部部材３３Ｃの下面に溶接されず、そこに形成される隙間が弾性部材３６（図６参照）でシールされる。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

ケース１３内に収納されたバッテリセル２３…は充放電されるときに低周波の騒音を発生し、またケース１３内に収納されたＰＣＵ２６の内部に設けられたコンデンサも通電時に低周波の騒音を発生する。ケース１３の内部空間は、ケース１３を内外に貫通する前部保持部材１４および後部保持部材１５の第１〜第４突出部３１Ａ〜３１Ｄのうち、中空の筒状に形成された第１〜第３突出部３１Ａ〜３１Ｃの内部を通してトランクルーム１０に連通するので、前記騒音が第１〜第３突出部３１Ａ〜３１Ｃを介してトランクルーム１０内に伝搬され、乗員の耳に届いて不快感を与える可能性がある、
しかしながら、本実施の形態によれば、第１〜第３突出部３１Ａ〜３１Ｃの内部に第１〜第３閉塞部３４Ａ〜３４Ｃを設け、ケース１３の内部空間とトラクルーム１０との連通を阻止したので、バッテリセル２３…やＰＣＵ２６が発する低周波の騒音を第１〜第３閉塞部３４Ａ〜３４Ｃで遮断することで、騒音による乗員の不快感を解消することができる。

また第１〜第３突出部３１Ａ〜３１Ｃの断面積はケース１３の内部空間側からトラクルーム１０側に向けて次第に減少するため、第１〜第３閉塞部３４Ａ〜３４Ｃを第１〜第３突出部３１Ａ〜３１Ｃへの騒音の入口部の外側（ケース１３の内部空間側）に設けると、その寸法が大型化する可能性があるが、第１〜第３閉塞部３４Ａ〜３４Ｃを断面積が小さい第１〜第３突出部３１Ａ〜３１Ｃの内部に設けることで、それらを小型化することができる。

また第１閉塞部３４Ａのフランジ部ｃ、第２閉塞部３４Ｂの仕切壁ｆおよび第３閉塞部３４Ｃのフランジ部ｎは、それぞれ第１〜第３上部部材３３Ａ〜３３Ｃの下面との間に弾性部材３６…を配置してシールされるので、騒音の伝搬を一層確実に阻止することができる。

尚、弾性部材３６…を廃止してフランジ部ｃ、仕切壁ｆおよびフランジ部ｎを第１〜第３上部部材３３Ａ〜３３Ｃの下面に直接面接触させても良い。このとき、接触部が線接触していると振動による摩耗により損傷が発生する虞があるが、面接触により接触面圧を低下させて摩耗による損傷を回避することができる。

また第１〜第３閉塞部３４Ａ〜３４Ｃの各２個のフランジ部が、第１〜第３突出部３１Ａ〜３１Ｃの内面のうちの異なる二つの面に溶接されるので、第１〜第３閉塞部３４Ａ〜３４Ｃによって第１〜第３突出部３１Ａ〜３１Ｃの剛性を効果的に高め、第１〜第３突出部３１Ａ〜３１Ｃの捩じれ変形を防止することができる。これにより、第１〜第３閉塞部３４Ａ〜３４Ｃが第１〜第３突出部３１Ａ〜３１Ｃの内面に溶接されない部分に隙間が形成されるのを防止し、騒音の漏れを一層確実に阻止することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態では第１閉塞部３４Ａ、第２閉塞部３４Ｂおよび第３閉塞部３４Ｃが独立した部材で構成されているが、それらを前部保持部材１４、後部保持部材１５、下部部材３２Ａ〜３２Ｃあるいは上部部材３３Ａ〜３３Ｃと一体に形成しても良い。

また実施の形態では第１〜第３閉塞部３４Ａ〜３４Ｃが各々２カ所で第１〜第３突出部３１Ａ〜３１Ｃの内面に溶接されているが、３カ所以上で第１〜第３突出部３１Ａ〜３１Ｃの内面に溶接しても良い。

１０ トランクルーム（車室）
１１ フロアパネル（支持部）
１３ ケース
１４ 前部保持部材（保持部材）
１５ 後部保持部材（保持部材）
２２ バッテリモジュール（蓄電池群）
２３ バッテリセル（蓄電池）
３１Ａ 第１突出部（突出部）
３１Ｂ 第２突出部（突出部）
３１Ｃ 第３突出部（突出部）
３４Ａ 第１閉塞部（閉塞部）
３４Ｂ 第２閉塞部（閉塞部）
３４Ｃ 第３閉塞部（閉塞部）
３６ 弾性部材

Claims (5)

1. 複数の蓄電池（２３）からなる蓄電池群（２２）と、前記蓄電池群（２２）を収納するケース（１３）と、前記蓄電池群（２２）を挟むように保持する一対の保持部材（１４，１５）と、前記保持部材（１４，１５）の端部から前記ケース（１３）の外部に突出して車室（１０）内の支持部（１１）に固定される筒状の突出部（３１Ａ〜３１Ｃ）とを備え、前記突出部（３１Ａ〜３１Ｃ）の一端は前記ケース（１３）内に開口して他端は前記車室（１０）内に開口する車両用蓄電装置であって、
   前記突出部（３１Ａ〜３１Ｃ）に前記ケース（１３）内および前記車室（１０）内の連通を遮断する閉塞部（３４Ａ〜３４Ｃ）を設けたことを特徴とする車両用蓄電装置。
2. 前記突出部（３１Ａ〜３１Ｃ）の断面積は前記ケース（１３）側から前記車室（１０）側に向けて減少し、前記閉塞部（３４Ａ〜３４Ｃ）は前記突出部（３１Ａ〜３１Ｃ）の内部に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の車両用蓄電装置。
3. 前記閉塞部（３４Ａ〜３４Ｃ）は前記突出部（３１Ａ〜３１Ｃ）の内面に面接触することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の車両用蓄電装置。
4. 前記面接触する部分に弾性部材（３６）を介在させたことを特徴とする、請求項３に記載の車両用蓄電装置。
5. 前記閉塞部（３４Ａ〜３４Ｃ）は前記突出部（３１Ａ〜３１Ｃ）の内面を構成する複数の面のうちの少なくとも二つの面に溶接されることを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車両用蓄電装置。

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