JP6090450B2 - バッテリ車体取り付け構造 - Google Patents
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Description
本発明は、車載電源であるバッテリパックを、バッテリブラケットを介して車体へ取り付けたバッテリ車体取り付け構造に関する。
従来、バッテリ取付ブラケットに長穴を開けておき、車体が押された際に取付穴部でボルトがスライドして荷重を逃がすようにした蓄電パックの車載構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来の蓄電パックの車載構造にあっては、車体変形には対応できるが、ブラケット自体に衝突物からの荷重入力が加わると、荷重入力をブラケットの変形により吸収することができない、という問題があった。
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、衝突に対するバッテリ保護性能の確保と、バッテリ搭載自由度の確保と、の両立を図ることができるバッテリ車体取り付け構造を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、バッテリパックを車体へ取り付けたバッテリ車体取り付け構造において、
前記バッテリパックは、バッテリパックケース内にセルモジュールを内蔵したバッテリ本体と、該バッテリ本体から外方に突出して設けられ、車体に固定する車体固定点となるバッテリブラケットと、を有する。
前記車体のサイドメンバとクロスメンバの中心軸線をクラッシャブル境界線とし、前記クラッシャブル境界線から荷重入力方向側の領域を衝突時の荷重入力により潰されない車体領域とし、前記クラッシャブル境界線から荷重入力方向と対向側の領域を衝突時の荷重入力により潰される車体のクラッシャブルゾーンとする。
前記バッテリ本体を、前記衝突時の荷重入力により潰されない車体領域に配置する。
前記バッテリブラケットとして、前記バッテリ本体から衝突時の荷重入力方向と対向する方向に突出して設け、フロアパネルへの固定位置である前記車体固定点を前記車体のクラッシャブルゾーンに配置すると共に、前記バッテリ本体の潰れ強度よりも低い潰れ強度に設定したバッテリブラケットと、前記バッテリ本体と共に前記車体領域に配置され、前記バッテリ本体の潰れ強度よりも高い潰れ強度に設定されるバッテリブラケットと、を備える。
前記バッテリパックは、バッテリパックケース内にセルモジュールを内蔵したバッテリ本体と、該バッテリ本体から外方に突出して設けられ、車体に固定する車体固定点となるバッテリブラケットと、を有する。
前記車体のサイドメンバとクロスメンバの中心軸線をクラッシャブル境界線とし、前記クラッシャブル境界線から荷重入力方向側の領域を衝突時の荷重入力により潰されない車体領域とし、前記クラッシャブル境界線から荷重入力方向と対向側の領域を衝突時の荷重入力により潰される車体のクラッシャブルゾーンとする。
前記バッテリ本体を、前記衝突時の荷重入力により潰されない車体領域に配置する。
前記バッテリブラケットとして、前記バッテリ本体から衝突時の荷重入力方向と対向する方向に突出して設け、フロアパネルへの固定位置である前記車体固定点を前記車体のクラッシャブルゾーンに配置すると共に、前記バッテリ本体の潰れ強度よりも低い潰れ強度に設定したバッテリブラケットと、前記バッテリ本体と共に前記車体領域に配置され、前記バッテリ本体の潰れ強度よりも高い潰れ強度に設定されるバッテリブラケットと、を備える。
よって、バッテリ本体は、衝突時の荷重入力により潰されない車体領域に配置される。バッテリブラケットとして、車体固定点が車体のクラッシャブルゾーンに配置されると共に、バッテリ本体の潰れ強度よりも低い潰れ強度に設定されるバッテリブラケットと、バッテリ本体と共に車体領域に配置され、バッテリ本体の潰れ強度よりも高い潰れ強度に設定されるバッテリブラケットと、を備える。
すなわち、車体固定点が車体のクラッシャブルゾーンに配置されるバッテリブラケットは、バッテリ本体の潰れ強度よりも低い潰れ強度に設定され、バッテリ本体と共に車体領域に配置されるバッテリブラケットは、バッテリ本体の潰れ強度よりも高い潰れ強度に設定されている。このため、衝突時、車体変形による荷重入力をクラッシャブルゾーンに配置されるバッテリブラケットが受けると、バッテリ本体及び車体領域に配置されるバッテリブラケットを変形させることなく、クラッシャブルゾーンに配置されるバッテリブラケットのみが変形する。
このように、荷重入力に対する変形吸収機能をバッテリブラケットが分担する構成としたため、バッテリブラケットを車体のクラッシャブルゾーンに配置することができる。そして、荷重入力を受けても変形せず衝突に対するバッテリ保護性能が確保されるバッテリ本体は、クラッシャブルゾーン境界線までの最大限領域をバッテリ搭載可能領域として搭載することができる。
この結果、衝突に対するバッテリ保護性能の確保と、バッテリ搭載自由度の確保と、の両立を図ることができる。
すなわち、車体固定点が車体のクラッシャブルゾーンに配置されるバッテリブラケットは、バッテリ本体の潰れ強度よりも低い潰れ強度に設定され、バッテリ本体と共に車体領域に配置されるバッテリブラケットは、バッテリ本体の潰れ強度よりも高い潰れ強度に設定されている。このため、衝突時、車体変形による荷重入力をクラッシャブルゾーンに配置されるバッテリブラケットが受けると、バッテリ本体及び車体領域に配置されるバッテリブラケットを変形させることなく、クラッシャブルゾーンに配置されるバッテリブラケットのみが変形する。
このように、荷重入力に対する変形吸収機能をバッテリブラケットが分担する構成としたため、バッテリブラケットを車体のクラッシャブルゾーンに配置することができる。そして、荷重入力を受けても変形せず衝突に対するバッテリ保護性能が確保されるバッテリ本体は、クラッシャブルゾーン境界線までの最大限領域をバッテリ搭載可能領域として搭載することができる。
この結果、衝突に対するバッテリ保護性能の確保と、バッテリ搭載自由度の確保と、の両立を図ることができる。
以下、本発明のバッテリ車体取り付け構造を実現する最良の形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。
まず、構成を説明する。
実施例1におけるバッテリ車体取り付け構造の構成を、[バッテリ車体取り付け構造の全体構成]、[バッテリ車体取り付け構造の詳細構成]に分けて説明する。
実施例1におけるバッテリ車体取り付け構造の構成を、[バッテリ車体取り付け構造の全体構成]、[バッテリ車体取り付け構造の詳細構成]に分けて説明する。
[バッテリ車体取り付け構造の全体構成]
図1は、車両後部にバッテリパックを搭載するハイブリッド車に適用された実施例1のバッテリ車体取り付け構造を示す。以下、図1に基づき、バッテリ車体取り付け構造の全体構成を説明する。
図1は、車両後部にバッテリパックを搭載するハイブリッド車に適用された実施例1のバッテリ車体取り付け構造を示す。以下、図1に基づき、バッテリ車体取り付け構造の全体構成を説明する。
前記バッテリ車体取り付け構造は、図1に示すように、リアルーム1と、リアフロアパネル2(車体)と、リアホイールハウス3,3と、バッテリパック4と、スリンガー5,5’と、ガス排出ホース6と、を備えている。
前記リアルーム1は、リアフロアパネル2や左右のリアホイールハウス3,3や図外のバックドアなどによって囲まれる車両後部空間であり、バッテリパック4が搭載されると共に、ラゲージルームとして利用される。
前記バッテリパック4は、図外の走行用のモータ/ジェネレータの電源として搭載された二次電池であり、例えば、多数のセルを積層したセルモジュールを、バッテリパックケース内に設定したリチウムイオンバッテリなどが用いられる。このバッテリパック4は、バッテリ本体41と、バッテリブラケット42と、を有し、図1に示すように、バッテリブラケット42を介してリアフロアパネル2に対してボルト7により固定される。バッテリ本体41は、リアルーム1を車両後方側から視たとき左奥側位置(クラッシャブル境界線Cより車両前方側位置)に平置き状態にて配置される。そして、バッテリパック4の車両前後方向の2本の長辺位置には、それぞれ長辺に沿って車幅方向に延びるバッテリ冷却風ダクト8,9が配置されている。なお、バッテリパック4の車両前方側の位置には、車幅方向縦置き状態にてコントロールユニット10が配置されている。
前記スリンガー5,5’は、バッテリパック4をクレーンなどにより移動するために取り付けられ、バッテリパック4をハイブリッド車の組み付け位置へ移動させた後に取り外す一時的な仮止め部材である。一対のスリンガー5,5’は、バッテリパック4の車幅方向の2本の短辺位置に、それぞれ短辺に沿って2本のボルト11,11と2本のボルト12,12により固定されている。
前記ガス排出ホース6は、バッテリパック4内のガスを排出するためのバッテリ付属部品であり、ホース開口端の一方は、予めバッテリパック4の内部室まで挿し込まれた状態で取り付けられている。そして、ホース開口端の他方は、バッテリパック4と左側のリアホイールハウス7との間のリアフロアパネル2に開口されたガス排出穴21に挿し込むことにより組み付けられ、外気に開放される。
[バッテリ車体取り付け構造の詳細構成]
図2〜図4は、実施例1のバッテリ車体取り付け構造における要部構成を示す。以下、図2〜図4に基づき、バッテリ車体取り付け構造の詳細構成を説明する。
図2〜図4は、実施例1のバッテリ車体取り付け構造における要部構成を示す。以下、図2〜図4に基づき、バッテリ車体取り付け構造の詳細構成を説明する。
前記バッテリパック4は、図2に示すように、バッテリ本体41と、バッテリブラケット42と、を備えている。
前記バッテリ本体41は、ロアケースとアッパーケースにより構成されるバッテリパックケース内にセルモジュールなどを内蔵している。このバッテリ本体41は、図3に示すように、クラッシャブル境界線Cより車両前方側の衝突時の荷重入力により潰されない車体領域(クラッシャブルゾーン以外の領域)に配置している。
ここで、「クラッシャブルゾーン」とは、衝突条件(法規)による衝突時の荷重入力により潰される車体領域をいう。このクラッシャブルゾーンは、図3に示すように、サイドメンバ13,13とクロスメンバ15により囲まれる車両後部領域を、後面衝突時の荷重入力により潰される車体領域として規定し、クロスメンバ15の中心軸線をクラッシャブル境界線Cとして設定している。なお、サイドメンバ13,13は、フロアパネル(リアフロアパネル2を含む)の下面位置に左右一対配置され、クロスメンバ14,15は、左右一対のサイドメンバ13,13を車幅方向に繋いで車両前側位置にクロスメンバ14が配置され、車両後側位置にクロスメンバ15が配置される。つまり、バッテリ本体41が配置された領域は、サイドメンバ13,13とクロスメンバ14,15により囲まれ、衝突時の荷重入力により潰れることのない高剛性領域となっている。
ここで、「クラッシャブルゾーン」とは、衝突条件(法規)による衝突時の荷重入力により潰される車体領域をいう。このクラッシャブルゾーンは、図3に示すように、サイドメンバ13,13とクロスメンバ15により囲まれる車両後部領域を、後面衝突時の荷重入力により潰される車体領域として規定し、クロスメンバ15の中心軸線をクラッシャブル境界線Cとして設定している。なお、サイドメンバ13,13は、フロアパネル(リアフロアパネル2を含む)の下面位置に左右一対配置され、クロスメンバ14,15は、左右一対のサイドメンバ13,13を車幅方向に繋いで車両前側位置にクロスメンバ14が配置され、車両後側位置にクロスメンバ15が配置される。つまり、バッテリ本体41が配置された領域は、サイドメンバ13,13とクロスメンバ14,15により囲まれ、衝突時の荷重入力により潰れることのない高剛性領域となっている。
前記バッテリブラケット42は、バッテリ本体41から外方に突出して設けられ、車体であるリアフロアパネル2にバッテリパック4をボルト7により固定するための部材である。このバッテリブラケット42は、バッテリパックロアケースから車両後方に延出する4個のバッテリブラケット421,422,423,424と、バッテリパックロアケースから車両左右方向にそれぞれ延出する2個のバッテリブラケット425,426と、を有する。このうち、4個のバッテリブラケット421,422,423,424は、図3に示すように、クラッシャブル境界線Cより車両後方側であって、衝突時の荷重入力により潰される車体のクラッシャブルゾーンに配置され、バッテリ本体41の潰れ強度よりも低い潰れ強度に設定される。一方、2個のバッテリブラケット425,426は、図3に示すように、バッテリ本体41と共にクラッシャブル境界線Cより車両前方側の衝突時の荷重入力により潰されない車体領域に配置され、バッテリ本体41の潰れ強度よりも高い潰れ強度に設定される。
前記バッテリブラケット421,422,423,424は、衝突時のクラッシャブルゾーンに、バッテリ本体41から衝突時の荷重入力方向(車両前方)と対向する方向(車両後方)に突出して4個設けている。そして、各バッテリブラケット421,422,423,424に、バッテリ本体41と車体固定点Pとの間に、図4に示すように、衝突時の荷重入力により屈曲開始を促すブラケット屈曲開始部42aを有する屈曲構造Bを形成している。バッテリ本体41の潰れ強度よりも低い潰れ強度とする屈曲構造Bは、ブラケット屈曲開始部42aと、ブラケット屈曲開始部42aから斜めに立ち上がる第1傾斜部42bと、傾斜立ち上がり部42bの頂部42cから緩やかな傾斜角にて斜めに下がる第2傾斜部42dと、を有して山形に構成される。なお、バッテリブラケット421,422,423,424のそれぞれをボルト7によりリアフロアパネル2に固定したとき、ボルト7による固定位置が車体固定点Pとなる。
前記4個のバッテリブラケット421,422,423,424のうち、車体の潰れ強度が高い位置のバッテリブラケット421は、図3に示すように、ブラケット屈曲開始部42aから車体固定点Pまでの距離L1を最も長く設定している。そして、車体の潰れ強度が次に高い位置のバッテリブラケット424は、図3に示すように、ブラケット屈曲開始部42aから車体固定点Pまでの距離L2(<L1)を次に長く設定している。さらに、車体の潰れ強度が低い位置のバッテリブラケット422,423は、図3に示すように、ブラケット屈曲開始部42aから車体固定点Pまでの距離L3(<L2<L1)を最も短く設定している。ここで、車体の潰れ強度は、ブラケットの設定位置が、サイドメンバ13,13に近い位置であるほど高くて潰れにくく、サイドメンバ13,13から遠い位置であるほど低くて潰れやすい。
前記バッテリ本体41の車両後方面には、3個のバッテリブラケット421,422,423と同じ方向に突出するバッテリ冷却風ダクト8(バッテリダクト)を有する。そして、3個のバッテリブラケット421,422,423は、バッテリ冷却風ダクト8より車体固定点P側にブラケット屈曲開始部42aを設定している。なお、車幅方向両端位置のバッテリブラケット421,424には、バッテリパック4を車体に搭載するときにバッテリ搭載位置を決める位置決めピン16,16が下方に突出して設けられている。
次に、作用を説明する。
実施例1のバッテリ車体取り付け構造における作用を、[バッテリパックの車体取り付け作業手順]、[バッテリ保護とバッテリ搭載自由度の両立作用]に分けて説明する。
実施例1のバッテリ車体取り付け構造における作用を、[バッテリパックの車体取り付け作業手順]、[バッテリ保護とバッテリ搭載自由度の両立作用]に分けて説明する。
[バッテリパックの車体取り付け作業手順]
バッテリパック4の車体取り付け作業手順は、(a)スリンガー固定手順、(b)バッテリ移動手順、(c)バッテリ固定手順、(d)ガス排出ホース組み付け手順、(e)スリンガー取り外し手順、を経過してなされる。以下、各手順を説明する。なお、バッテリ固定手順とガス排出ホース組み付け手順については、バッテリ固定手順を、ガス排出ホース組み付け手順の後にしても良い。
バッテリパック4の車体取り付け作業手順は、(a)スリンガー固定手順、(b)バッテリ移動手順、(c)バッテリ固定手順、(d)ガス排出ホース組み付け手順、(e)スリンガー取り外し手順、を経過してなされる。以下、各手順を説明する。なお、バッテリ固定手順とガス排出ホース組み付け手順については、バッテリ固定手順を、ガス排出ホース組み付け手順の後にしても良い。
(a)スリンガー固定手順
1個のバッテリパック4に対し、2本のスリンガー5,5’と、4本のボルト11,11,12,12を用意する。そして、車載状態で左側となるバッテリパック4の短辺位置に2本のボルト11,11によりスリンガー5を固定する。同様に、車載状態で右側となるバッテリパック4の短辺位置に2本のボルト12,12によりスリンガー5’を固定する。スリンガー5,5’をボルト固定した後、スリンガー5のホース開口からガス排出ホース6を差し込み、ホース保持部に対してガス排出ホース6を保持する。
1個のバッテリパック4に対し、2本のスリンガー5,5’と、4本のボルト11,11,12,12を用意する。そして、車載状態で左側となるバッテリパック4の短辺位置に2本のボルト11,11によりスリンガー5を固定する。同様に、車載状態で右側となるバッテリパック4の短辺位置に2本のボルト12,12によりスリンガー5’を固定する。スリンガー5,5’をボルト固定した後、スリンガー5のホース開口からガス排出ホース6を差し込み、ホース保持部に対してガス排出ホース6を保持する。
(b)バッテリ移動手順
スリンガー5,5’がボルト固定されると共にガス排出ホース6が保持されているバッテリパック4が置かれているバッテリ置き場から、ハイブリッド車のバッテリ搭載位置である車両後部まで、バッテリパック4を移動する。このとき、スリンガー5,5’のフック穴に対し、ワイヤ端部のフックを係留する。そして、クレーンにより水平に保ったままでバッテリパック4を吊り上げ、バッテリ置き場から車両後部までクレーンにより移動し、吊り上げているバッテリパック4をリアフロアパネル2のバッテリ固定位置にて降ろし、係留していたフックを外す。
スリンガー5,5’がボルト固定されると共にガス排出ホース6が保持されているバッテリパック4が置かれているバッテリ置き場から、ハイブリッド車のバッテリ搭載位置である車両後部まで、バッテリパック4を移動する。このとき、スリンガー5,5’のフック穴に対し、ワイヤ端部のフックを係留する。そして、クレーンにより水平に保ったままでバッテリパック4を吊り上げ、バッテリ置き場から車両後部までクレーンにより移動し、吊り上げているバッテリパック4をリアフロアパネル2のバッテリ固定位置にて降ろし、係留していたフックを外す。
(c)バッテリ固定手順
リアフロアパネル2のバッテリ固定位置までクレーン移動させたバッテリパック4を、リアフロアパネル2に対してボルト固定する。このボルト固定は、バッテリパックロアケースから車両後方側に延出する4個のバッテリブラケット421,422,423,424を4本のボルト7により固定する。そして、バッテリパックロアケースから車両左右方向にそれぞれ延出するブラケット425,426を2本のボルト7により固定する。
リアフロアパネル2のバッテリ固定位置までクレーン移動させたバッテリパック4を、リアフロアパネル2に対してボルト固定する。このボルト固定は、バッテリパックロアケースから車両後方側に延出する4個のバッテリブラケット421,422,423,424を4本のボルト7により固定する。そして、バッテリパックロアケースから車両左右方向にそれぞれ延出するブラケット425,426を2本のボルト7により固定する。
(d)ガス排出ホース組み付け手順
バッテリパック4を固定すると、スリンガー5,5’を取り外す前、スリンガー5のホース保持部に保持されているガス排出ホース6をホース開口から抜き取る。そして、バッテリパック4とリアホイールハウス7との間のリアフロアパネル2に開口されたガス排出穴21に対し挿し込むことによりガス排出ホース6を組み付ける。
バッテリパック4を固定すると、スリンガー5,5’を取り外す前、スリンガー5のホース保持部に保持されているガス排出ホース6をホース開口から抜き取る。そして、バッテリパック4とリアホイールハウス7との間のリアフロアパネル2に開口されたガス排出穴21に対し挿し込むことによりガス排出ホース6を組み付ける。
(e)スリンガー取り外し手順
ガス排出ホース6を組み付けた後、2本のボルト11,11を緩めて抜くことで、一方のスリンガー5をバッテリパック4から取り外す。同様に、2本のボルト12,12を緩めて抜くことで、他方のスリンガー5’をバッテリパック4から取り外す。
ガス排出ホース6を組み付けた後、2本のボルト11,11を緩めて抜くことで、一方のスリンガー5をバッテリパック4から取り外す。同様に、2本のボルト12,12を緩めて抜くことで、他方のスリンガー5’をバッテリパック4から取り外す。
[バッテリ保護とバッテリ搭載自由度の両立作用]
上記車体取り付け作業手順により車体に取り付けられるバッテリパック4について、後面衝突に対するバッテリ本体41の保護性能の確保と、バッテリ本体41の搭載自由度の確保と、の両立作用を、図3〜図5に基づき説明する。
上記車体取り付け作業手順により車体に取り付けられるバッテリパック4について、後面衝突に対するバッテリ本体41の保護性能の確保と、バッテリ本体41の搭載自由度の確保と、の両立作用を、図3〜図5に基づき説明する。
まず、バッテリパックの車体取り付けに関し、バッテリ本体とバッテリブラケット、バッテリブラケットと車体は、それぞれが衝突しても離れないことが前提である(法規)。したがって、バッテリ本体は、衝突時、クラッシャブルゾーンには配置できないため、バッテリ本体の搭載可能領域が限られ、搭載できるバッテリ容量の制約となっていた。そして、バッテリ本体を車体に取り付けるバッテリブラケットについても、クラッシャブルゾーンに配置すると、車体の変形に伴ってバッテリブラケットがバッテリ本体を変形させるため、クラッシャブルゾーンには配置できない。この結果、バッテリ本体の保護性能を確保しようとすれば、バッテリ搭載可能領域が制約されていた。
これに対し、実施例1では、バッテリ本体41を、衝突時の荷重入力により潰されない車体領域に配置した。そして、バッテリブラケット42を、衝突時の荷重入力により潰される車体のクラッシャブルゾーンに配置すると共に、バッテリ本体1の潰れ強度よりも低い潰れ強度に設定する構成を採用した。
すなわち、バッテリブラケット42は、バッテリ本体41の潰れ強度よりも低い潰れ強度に設定されているため、衝突時、車体変形による荷重入力をバッテリブラケット42が受けると、バッテリ本体41を変形させることなく、バッテリブラケット42のみが変形する。つまり、図4の矢印Dに示すように、バッテリブラケット42が車体変形による荷重入力を受けると、ブラケット屈曲開始部42aを支点にして曲がり変形を生じる。
このように、荷重入力に対する変形吸収機能をバッテリブラケット42が分担する構成としたため、バッテリブラケット42を、クラッシャブルゾーン境界線Cより車両後方側の車体のクラッシャブルゾーンに配置することができる。そして、荷重入力を受けても変形せず衝突に対するバッテリ保護性能が確保されるバッテリ本体41は、クラッシャブルゾーン境界線Cまでの最大限領域をバッテリ搭載可能領域として搭載することができる。
この結果、衝突に対するバッテリ保護性能の確保と、バッテリ搭載自由度の確保と、の両立を図ることができる。
すなわち、バッテリブラケット42は、バッテリ本体41の潰れ強度よりも低い潰れ強度に設定されているため、衝突時、車体変形による荷重入力をバッテリブラケット42が受けると、バッテリ本体41を変形させることなく、バッテリブラケット42のみが変形する。つまり、図4の矢印Dに示すように、バッテリブラケット42が車体変形による荷重入力を受けると、ブラケット屈曲開始部42aを支点にして曲がり変形を生じる。
このように、荷重入力に対する変形吸収機能をバッテリブラケット42が分担する構成としたため、バッテリブラケット42を、クラッシャブルゾーン境界線Cより車両後方側の車体のクラッシャブルゾーンに配置することができる。そして、荷重入力を受けても変形せず衝突に対するバッテリ保護性能が確保されるバッテリ本体41は、クラッシャブルゾーン境界線Cまでの最大限領域をバッテリ搭載可能領域として搭載することができる。
この結果、衝突に対するバッテリ保護性能の確保と、バッテリ搭載自由度の確保と、の両立を図ることができる。
上記作用を図5に基づいて説明する。車両後部からの荷重入力に対しては、バッテリ本体41より後方、かつ、クラッシャブルゾーンに設置されたバッテリブラケット42が、バッテリ本体41が潰れるよりも先に潰れる。このため、バッテリ本体41への荷重入力及び変形を抑制することできる。そして、車体変形による荷重入力をバッテリブラケット42が受けることで屈曲を開始するブラケット屈曲開始部42aを、バッテリブラケット42の途中位置に設けることで、バッテリブラケット42のみが変形することができる。
実施例1では、バッテリブラケット42を、バッテリ本体41と車体固定点Pとの間に、衝突時の荷重入力により屈曲を開始するブラケット屈曲開始部42aを有する屈曲構造Bを形成する構成を採用した。
このように、クラッシャブルゾーンに、バッテリ本体41よりも潰れやすいバッテリブラケット42を配置し、バッテリ本体41と車体固定点Pの間に、屈曲を誘発する曲げ形状の屈曲構造Bを設けた。このため、衝突時に車体固定点Pが変形・移動した際に、バッテリ本体41を押す前に、バッテリブラケット42を屈曲させることができ、確実にバッテリ本体41を変形させずにバッテリブラケット42のみを変形させることができる。
このように、クラッシャブルゾーンに、バッテリ本体41よりも潰れやすいバッテリブラケット42を配置し、バッテリ本体41と車体固定点Pの間に、屈曲を誘発する曲げ形状の屈曲構造Bを設けた。このため、衝突時に車体固定点Pが変形・移動した際に、バッテリ本体41を押す前に、バッテリブラケット42を屈曲させることができ、確実にバッテリ本体41を変形させずにバッテリブラケット42のみを変形させることができる。
実施例1では、4個のバッテリブラケット421,422,423,424のうち、車体の潰れ強度が高い位置のバッテリブラケット421は、ブラケット屈曲開始部42aから車体固定点Pまでの距離L1を長く設定した。そして、車体の潰れ強度の低い位置のバッテリブラケット422,423,424は、車体の潰れ強度が低くなるほど、ブラケット屈曲開始部42aから車体固定点Pまでの距離L2,L3を短く設定する構成を採用した。
この構成により、図3に示すように、車両中心位置からバッテリパック4側にオフセットしたオフセット衝突時、バリア(衝突物)が当たる側の車体が早期に大きく変形するというように、車体変形モードに左右差が生じる。この車体変形モードの左右差に対応したブラケット形状とすることにより、4個のバッテリブラケット421,422,423,424のブラケット屈曲タイミングを揃えることで、荷重入力吸収力を最大化できる。
すなわち、オフセット衝突時には、衝突物が車両の左右方向に偏っており、車両の左右両端にあるサイドメンバ13,13付近は変形量が小さく、中央寄りになるほど変形量が大きい。このため、4個のバッテリブラケット421,422,423,424の左右位置に応じて、ブラケット屈曲開始部42aから車体固定点Pまでの距離を、距離L1,L2,L3,L3というように変えることで、これらのブラケット421,422,423,424の屈曲開始タイミングを揃えることができる。この結果、荷重入力を分散して吸収できることになり、荷重入力の吸収力を最大化できる。
この構成により、図3に示すように、車両中心位置からバッテリパック4側にオフセットしたオフセット衝突時、バリア(衝突物)が当たる側の車体が早期に大きく変形するというように、車体変形モードに左右差が生じる。この車体変形モードの左右差に対応したブラケット形状とすることにより、4個のバッテリブラケット421,422,423,424のブラケット屈曲タイミングを揃えることで、荷重入力吸収力を最大化できる。
すなわち、オフセット衝突時には、衝突物が車両の左右方向に偏っており、車両の左右両端にあるサイドメンバ13,13付近は変形量が小さく、中央寄りになるほど変形量が大きい。このため、4個のバッテリブラケット421,422,423,424の左右位置に応じて、ブラケット屈曲開始部42aから車体固定点Pまでの距離を、距離L1,L2,L3,L3というように変えることで、これらのブラケット421,422,423,424の屈曲開始タイミングを揃えることができる。この結果、荷重入力を分散して吸収できることになり、荷重入力の吸収力を最大化できる。
実施例1では、バッテリ本体41は、バッテリブラケット421,422,423と同じ方向に突出するバッテリ冷却風ダクト8を有する。そして、バッテリブラケット421,422,423は、バッテリ冷却風ダクト8より車体固定点P側にブラケット屈曲開始部42aを設定する構成を採用した。
このように、バッテリブラケット421,422,423が屈曲していく方向にバッテリ冷却風ダクト8を配置することで(図4参照)、バッテリ冷却風ダクト8が衝撃吸収材として作用する。このため、バッテリ本体41の保護性能を高めることができる。
このように、バッテリブラケット421,422,423が屈曲していく方向にバッテリ冷却風ダクト8を配置することで(図4参照)、バッテリ冷却風ダクト8が衝撃吸収材として作用する。このため、バッテリ本体41の保護性能を高めることができる。
次に、効果を説明する。
実施例1のバッテリ車体取り付け構造にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
実施例1のバッテリ車体取り付け構造にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
(1) バッテリパック4を車体(リアフロアパネル2)へ取り付けたバッテリ車体取り付け構造において、
前記バッテリパック4は、バッテリパックケース内にセルモジュールを内蔵したバッテリ本体41と、該バッテリ本体41から外方に突出して設けられ、車体に固定する車体固定点Pとなるバッテリブラケット421,422,423,424と、を有し、
前記バッテリ本体41を、衝突時の荷重入力により潰されない車体領域に配置し、
前記バッテリブラケット421,422,423,424を、衝突時の荷重入力により潰される車体のクラッシャブルゾーンに配置すると共に、前記バッテリ本体41の潰れ強度よりも低い潰れ強度に設定した(図2)。
このため、衝突に対するバッテリ保護性能の確保と、バッテリ搭載自由度の確保と、の両立を図ることができる。
前記バッテリパック4は、バッテリパックケース内にセルモジュールを内蔵したバッテリ本体41と、該バッテリ本体41から外方に突出して設けられ、車体に固定する車体固定点Pとなるバッテリブラケット421,422,423,424と、を有し、
前記バッテリ本体41を、衝突時の荷重入力により潰されない車体領域に配置し、
前記バッテリブラケット421,422,423,424を、衝突時の荷重入力により潰される車体のクラッシャブルゾーンに配置すると共に、前記バッテリ本体41の潰れ強度よりも低い潰れ強度に設定した(図2)。
このため、衝突に対するバッテリ保護性能の確保と、バッテリ搭載自由度の確保と、の両立を図ることができる。
(2) 前記バッテリブラケット421,422,423,424は、前記バッテリ本体41と前記車体固定点Pとの間に、衝突時の荷重入力により屈曲を開始するブラケット屈曲開始部42aを有する屈曲構造Bを形成した(図4)。
このため、(1)の効果に加え、衝突時に車体固定点Pが変形・移動した際、バッテリ本体41を変形させず、確実にバッテリブラケット42のみを変形させることができる。
このため、(1)の効果に加え、衝突時に車体固定点Pが変形・移動した際、バッテリ本体41を変形させず、確実にバッテリブラケット42のみを変形させることができる。
(3) 前記バッテリブラケット421,422,423,424を、前記バッテリ本体41から衝突時の荷重入力方向と対向する方向に突出して複数個設け、
前記複数個のバッテリブラケット421,422,423,424のうち、車体の潰れ強度が高い位置のバッテリブラケット421は、前記ブラケット屈曲開始部42aから前記車体固定点Pまでの距離L1を長く設定し、車体の潰れ強度の低い位置のバッテリブラケット422,423,424は、車体の潰れ強度が低くなるほど、前記ブラケット屈曲開始部42aから前記車体固定点Pまでの距離L2,L3を短く設定した(図3)。
このため、(2)の効果に加え、オフセット衝突があっても、バッテリブラケット421,422,423,424のブラケット屈曲タイミングを揃えることで、荷重入力の吸収力を最大化することができる。
前記複数個のバッテリブラケット421,422,423,424のうち、車体の潰れ強度が高い位置のバッテリブラケット421は、前記ブラケット屈曲開始部42aから前記車体固定点Pまでの距離L1を長く設定し、車体の潰れ強度の低い位置のバッテリブラケット422,423,424は、車体の潰れ強度が低くなるほど、前記ブラケット屈曲開始部42aから前記車体固定点Pまでの距離L2,L3を短く設定した(図3)。
このため、(2)の効果に加え、オフセット衝突があっても、バッテリブラケット421,422,423,424のブラケット屈曲タイミングを揃えることで、荷重入力の吸収力を最大化することができる。
(4) 前記バッテリ本体41は、前記バッテリブラケット421,422,423と同じ方向に突出するバッテリダクト(バッテリ冷却風ダクト8)を有し、
前記バッテリブラケット421,422,423は、前記バッテリダクト(バッテリ冷却風ダクト8)より前記車体固定点P側に前記ブラケット屈曲開始部42aを設定した(図4)。
このため、(3)の効果に加え、衝突時、バッテリ冷却風ダクト8が衝撃吸収材として作用することで、バッテリ本体41の保護性能を高めることができる。
前記バッテリブラケット421,422,423は、前記バッテリダクト(バッテリ冷却風ダクト8)より前記車体固定点P側に前記ブラケット屈曲開始部42aを設定した(図4)。
このため、(3)の効果に加え、衝突時、バッテリ冷却風ダクト8が衝撃吸収材として作用することで、バッテリ本体41の保護性能を高めることができる。
以上、本発明のバッテリ車体取り付け構造を実施例1に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例1に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加などは許容される。
実施例1では、バッテリブラケット421,422,423,424を、バッテリ本体41の潰れ強度よりも低い潰れ強度に設定する構造として、屈曲構造Bを形成する例を示した。しかし、バッテリブラケットを、バッテリ本体の潰れ強度よりも低い潰れ強度に設定する構造としては、例えば、図6に示すように、バッテリブラケットを、バッテリ本体に固定される厚板ブラケット部と、厚板ブラケット部に溶接固定される薄板ブラケット部と、により構成しても良い。この場合、薄板ブラケット部の厚み設定により屈曲開始部や潰れ位置をコントロールすることができる。さらに、屈曲構造や組み合わせブラケット構造以外にも、バッテリ本体の潰れ強度よりも低い潰れ強度に設定できるような構造であれば良い。
実施例1では、衝突のうち、荷重入力方向が車両前方となる後面衝突のみに対応する例を示した。しかし、衝突のうち、図7に示すように、荷重入力方向が車両前後方向と車幅方向に対応する例としても良い。この場合、後面衝突と側面衝突、あるいは、前面衝突と側面衝突等のように、複数の荷重入力方向に対応することができる。
実施例1では、本発明のバッテリ車体取り付け構造を、ハイブリッド車の車両後部に搭載されたバッテリパックに適用する例を示した。しかし、本発明のバッテリ車体取り付け構造は、車両前部などの様々な位置に搭載されるバッテリに対し適用することができる。さらに、電気自動車やエンジン車などに搭載されるバッテリに対しても適用することができる。
本出願は、2013年8月7日に日本国特許庁に出願された特願2013−164330に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。
Claims (4)
- バッテリパックを車体へ取り付けたバッテリ車体取り付け構造において、
前記バッテリパックは、バッテリパックケース内にセルモジュールを内蔵したバッテリ本体と、該バッテリ本体から外方に突出して設けられ、車体に固定する車体固定点となるバッテリブラケットと、を有し、
前記車体のサイドメンバとクロスメンバの中心軸線をクラッシャブル境界線とし、前記クラッシャブル境界線から荷重入力方向側の領域を衝突時の荷重入力により潰されない車体領域とし、前記クラッシャブル境界線から荷重入力方向と対向側の領域を衝突時の荷重入力により潰される車体のクラッシャブルゾーンとしたとき、
前記バッテリ本体を、前記衝突時の荷重入力により潰されない車体領域に配置し、
前記バッテリブラケットとして、前記バッテリ本体から衝突時の荷重入力方向と対向する方向に突出して設け、フロアパネルへの固定位置である前記車体固定点を前記車体のクラッシャブルゾーンに配置すると共に、前記バッテリ本体の潰れ強度よりも低い潰れ強度に設定したバッテリブラケットと、前記バッテリ本体と共に前記車体領域に配置され、前記バッテリ本体の潰れ強度よりも高い潰れ強度に設定されるバッテリブラケットと、を備える
ことを特徴とするバッテリ車体取り付け構造。 - 請求項1に記載されたバッテリ車体取り付け構造において、
前記バッテリブラケットは、前記バッテリ本体と前記車体固定点との間に、衝突時の荷重入力により屈曲を開始するブラケット屈曲開始部を有する屈曲構造を形成した
ことを特徴とするバッテリ車体取り付け構造。 - 請求項2に記載されたバッテリ車体取り付け構造において、
前記バッテリブラケットを、前記バッテリ本体から衝突時の荷重入力方向と対向する方向に突出して複数個設け、
前記複数個のバッテリブラケットのうち、車体の潰れ強度が高い位置のバッテリブラケットは、前記ブラケット屈曲開始部から前記車体固定点までの距離を長く設定し、車体の潰れ強度の低い位置のバッテリブラケットは、車体の潰れ強度が低くなるほど、前記ブラケット屈曲開始部から前記車体固定点までの距離を短く設定した
ことを特徴とするバッテリ車体取り付け構造。 - 請求項3に記載されたバッテリ車体取り付け構造において、
前記バッテリ本体は、前記バッテリブラケットと同じ方向に突出するバッテリダクトを有し、
前記バッテリブラケットは、前記バッテリダクトより前記車体固定点側に前記ブラケット屈曲開始部を設定した
ことを特徴とするバッテリ車体取り付け構造。
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