JP6450966B2 - Battery pack - Google Patents
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Description
本発明は、電池パックに関する。 The present invention relates to a battery pack.
従来の電動車両には、電池モジュール及び該電池モジュールを支持するトレイが設けられている。そして、電池モジュールがトレイの底面に直接置かれているため、トレイは底面において電池モジュールの全ての重量及び負荷を受けている。 A conventional electric vehicle is provided with a battery module and a tray for supporting the battery module. Since the battery module is placed directly on the bottom surface of the tray, the tray receives the entire weight and load of the battery module on the bottom surface.
従来の電動車両は、悪路走行等によって上下加速度を受けた場合、トレイ自体の曲げ剛性が低いと、下向きの負荷が発生した際にトレイの底面が大きく撓む。これによって、電池モジュールの車体に対する相対変位量が大きくなり、電池モジュールのバスバーの変形や固定ボルトの緩みが発生する等の悪影響を及ぼす可能性があり、最悪の場合、断線や漏電が発生することもあり得る。 When a conventional electric vehicle receives vertical acceleration due to rough road traveling or the like, if the bending rigidity of the tray itself is low, the bottom surface of the tray is greatly bent when a downward load is generated. As a result, the amount of relative displacement of the battery module relative to the vehicle body increases, which may cause adverse effects such as deformation of the battery module bus bar and loosening of the fixing bolts. In the worst case, disconnection or leakage may occur. There is also a possibility.
上記特許文献1では、トレイにサイドフレーム等を設けることにより、補強する技術が開示されている。しかしながら、該技術を用いても、悪路走行等による上下加速度が大きくなると、トレイの底面の撓みが発生してしまい、やはり上記悪影響を及ぼす可能性がある。
In the
したがって、本発明では、電動車両が上下加速度を受けた際の負荷による、電池モジュールのバスバー変形及び固定ボルト緩み等を、より低減する、電池パックを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a battery pack that further reduces bus bar deformation, loosening of fixing bolts, and the like of a battery module due to a load when the electric vehicle receives vertical acceleration.
上記課題を解決する第1の発明に係る電池パックは、
電池を収納し、車両の車体フレームに取り付けられる電池パックであって、
前記電池パックは、
前記電池を収容するトレイと、
前記電池と前記トレイとの間で前記電池を支持するロアホルダと、
前記トレイの側面の内側に取り付けられ、前記トレイの側面の延在方向と同一方向に延在し、前記ロアホルダが固定された第1のフレームとを備え、
前記ロアホルダは、
前記電池を支持する底面と、
前記電池を仕切り、前記第1のフレームの延在方向と交差する方向に延在する仕切板と、
前記第1のフレームに固定されるフランジ部が設けられたブラケットとを有し、
前記ブラケットは、前記仕切板の端部に対向して配設される
ことを特徴とする。
The battery pack according to the first invention for solving the above-described problems is,
A battery pack that houses a battery and is attached to a vehicle body frame,
The battery pack is
A tray for accommodating the battery;
A lower holder that supports the battery between the battery and the tray;
Mounted inside the side surface of the tray, extend in the extending direction and the same direction of the side surface of the tray, and a first frame in which the Roahoruda is fixed,
The lower holder is
A bottom surface supporting the battery;
A partition plate that partitions the battery and extends in a direction intersecting with an extending direction of the first frame;
A bracket provided with a flange portion fixed to the first frame,
The bracket is disposed to face an end of the partition plate .
上記課題を解決する第2の発明に係る電池パックは、
上記第1の発明に係る電池パックにおいて、
前記第1のフレームは、前記トレイの対向する一対の側面の内側にそれぞれ取り付けられ、
前記電池パックは、
前記トレイの内側で前記第1のフレーム同士を連結する第2のフレームと、
前記電池を上方から狭装するアッパホルダとを備え、
前記アッパホルダは、前記第2のフレームに固定される
ことを特徴とする。
A battery pack according to a second invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the battery pack according to the first invention,
The first frames are respectively attached to the inside of a pair of opposing side surfaces of the tray,
The battery pack is
A second frame connecting the first frames inside the tray;
An upper holder for narrowing the battery from above,
The upper holder is fixed to the second frame.
上記課題を解決する第3の発明に係る電池パックは、
上記第1又は2の発明に係る電池パックにおいて、
前記電池パックは、
前記トレイの側面の外側に取り付けられ、前記第1のフレームと同一方向に延在する第3のフレームを備え、
前記第1のフレームは、前記トレイの底面の内側に取り付けられ、
前記第3のフレームは、前記トレイの底面の外側に取り付けられ、
前記第1のフレーム及び前記第3のフレームの前記トレイの底面に取り付けられる部分は、前記車両の平面視において重なっている
ことを特徴とする。
A battery pack according to a third invention for solving the above-mentioned problem is as follows.
In the battery pack according to the first or second invention,
The battery pack is
A third frame attached to the outside of the side surface of the tray and extending in the same direction as the first frame;
The first frame is attached to the inside of the bottom surface of the tray;
The third frame is attached to the outside of the bottom surface of the tray,
The portions of the first frame and the third frame that are attached to the bottom surface of the tray overlap in a plan view of the vehicle.
上記課題を解決する第4の発明に係る電池パックは、
上記第3の発明に係る電池パックにおいて、
前記第3のフレームの側面に、前記車体フレームに固定される固定部を備える
ことを特徴とする。
A battery pack according to a fourth invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the battery pack according to the third invention,
A fixing portion fixed to the vehicle body frame is provided on a side surface of the third frame.
本発明に係る電池パックによれば、電動車両が上下加速度を受けた際の負荷による、電池モジュールのバスバー変形及び固定ボルト緩み等を、より低減することができる。 According to the battery pack of the present invention, the bus bar deformation of the battery module, the loosening of the fixing bolt, and the like due to the load when the electric vehicle receives vertical acceleration can be further reduced.
以下、本発明に係る電池パックを実施例にて図面を用いて説明する。 Hereinafter, the battery pack according to the present invention will be described with reference to the drawings in the embodiments.
[実施例1]
本発明の実施例1に係る電池パックは、電動車両に備わる電池モジュールをトレイにより支持する電池パックである。以下、本発明の実施例1に係る電池パックについて、図1〜4を用いて説明する。
[Example 1]
The battery pack according to
図1は、本発明の実施例1に係る電池パックを分解した状態を示す斜視図である。また、図2は、本発明の実施例1に係る電池パックを示す斜視図である(ただし、図1で表しているカバー15については、図2では省略してある)。なお、図1,2中の白抜き矢印Frは車両前方の方向を表している。また、図3は、本発明の実施例1における電池モジュール及びホルダの斜視図である。さらに、図4は、図2のA‐A矢視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a state in which the battery pack according to
本発明の実施例1に係る電池パックは、車両走行用の電池を収納し、車両の車体フレーム(サイドメンバ又はクロスメンバ)に取り付けられる電池パックである。なお、本発明の実施例1に係る電池パックは、少なくとも2つのサイドメンバに取り付けられていればよく、クロスメンバに取り付けられてもよい。そして、本発明の実施例1に係る電池パックは、図1,2に示すように、トレイ11、ロアホルダ12、電池モジュール13、アッパホルダ14、及び、カバー15を備える。
The battery pack according to the first embodiment of the present invention is a battery pack that houses a battery for vehicle travel and is attached to a vehicle body frame (side member or cross member) of the vehicle. The battery pack according to
トレイ11は、電池モジュール13を収容するものである。また、トレイ11は、長手方向が車両前後方向を向くように車載され、クロスフレーム21(第2のフレーム)、底部部材22、サイドインナフレーム23(第1のフレーム)、及び、サイドアウタフレーム24(第3のフレーム)を備え、ロアホルダ12を支持する。
The
サイドインナフレーム23は、トレイ11の車幅方向に対向する一対の側面の内側にそれぞれ取り付けられ、図4に示すように、それぞれ該側面内側との間に空隙を有するようにして、車両前後方向(トレイ11の側面の延在方向と同一方向)に延在している。また、サイドインナフレーム23は、フランジ部23aを有する。
The side
また、サイドインナフレーム23は、トレイ11の底面(の車幅方向両端部)の内側に、スポット溶接で固定されることで、取り付けられる(図4中のa‐1で示す部分)。なお、この部分は、後述のサイドアウタフレーム24の下面も、トレイ11の底面の下方から重なって固定されているため、曲げ剛性が特に高くなっている。
Further, the side
フランジ部23aは、図4に示すように、サイドインナフレーム23の車幅方向端部において、トレイ11の底面より上方に離間した位置に、車幅方向外側に向けて延設され、トレイ11の側面内側に接しており、スポット溶接で固定されている(図4中のa‐2で示す部分)。
As shown in FIG. 4, the
図1に示すように、クロスフレーム21は、トレイ11の内側において、車両前後方向に複数並び、それぞれ、車幅方向に延在しサイドインナフレーム23同士を連結する。また、底部部材22は、車両前後方向に複数並び、それぞれ、トレイ11の底面において車幅方向に延在する。
As shown in FIG. 1, a plurality of cross frames 21 are arranged in the vehicle front-rear direction inside the
サイドアウタフレーム24は、トレイ11の車幅方向に対向する一対の側面の外側において、それぞれ車両前後方向(サイドインナフレーム23と同一方向)に延在している。また、サイドアウタフレーム24は、トレイ11の底面(の車幅方向両端部)の外側に取り付けられる(図4中のa‐1で示す部分の下方)。
The side
つまり、図4に示すように、サイドインナフレーム23及びサイドアウタフレーム24のトレイ11の底面に取り付けられる部分は、車両の平面視において重なっている。
That is, as shown in FIG. 4, portions of the side
また、サイドアウタフレーム24の側面には、車体フレームに固定される複数の固定部27が接続されている。
A plurality of fixing
ロアホルダ12は、図1〜4に示すように、仕切板25及びブラケット26を備え、電池モジュール13とトレイ11との間で電池モジュール13を支持する。また、ロアホルダ12は、図4に示すように、底面の一部が底部部材22(トレイ11の底面)に接するように曲げられている(図4中b)。また、底面の厚さを一定とし、底面全体が底部部材22に接するようにしてもよい。あるいは、ロアホルダ12の底面が底部部材22に接しないようにしてもよい。
As illustrated in FIGS. 1 to 4, the
なお、電池モジュール13は、車両前後方向に複数並び、長手方向が車幅方向を向くようにして、ロアホルダ12に収納される。
Note that a plurality of
仕切板25は、車両前後方向に複数並び、それぞれ、車幅方向(サイドインナフレーム23の延在方向と交差する方向)に延在し、ロアホルダ12の車幅方向に対向する一対の側面を連結する。そして、仕切板25間のスペース毎に電池モジュール13が収められる。
A plurality of
また、ブラケット26は、車両前後方向に複数並び、ロアホルダ12の車幅方向に対向する一対の側面に対し、外側からボルト締結により固定されている。特に、図3に示すように、この一対の側面において、仕切板25の配置に対応する位置に、仕切板25の端部に対向するように、外側から固定されるものとするのが好ましい。また、ブラケット26には、下端に車幅方向外側に延設されるフランジ部26aが配される。
A plurality of
フランジ部26aは、サイドインナフレーム23のフランジ部23aに対し、上方からボルト31及びウェルドナット32によって固定される。
The
なお、上述において、フランジ部26aは、複数のブラケット26にそれぞれ配されるものとして説明したが、フランジ部26aは、直にロアホルダ12に配されるものとしてもよい。
In the above description, the
ただし、ロアホルダ12の仕切板25が配設される側面は曲げ剛性が高くなるため、フランジ部26aは、ロアホルダ12の車幅方向に対向する一対の側面において、それぞれ仕切板25の配置に対応する位置に配されるものとする方がより好ましい。
However, since the bending rigidity of the side surface on which the
すなわち、ロアホルダ12は、フランジ部26aを有し、底面の少なくとも一部がトレイ11底面の底部部材22に、フランジ部26aがサイドインナフレーム23のフランジ部23aに、それぞれ支持されるものである。換言すれば、ロアホルダ12は、トレイ11の底面及びサイドインナフレーム23に固定され、支持されるものである。
That is, the
アッパホルダ14は、図1,2に示すように、電池モジュール13の上面に配設され、複数の電池モジュール13を上方から纏めて狭装する。図1,2では、一例として、全8個の電池モジュール13に対し全4個のアッパホルダ14を設け、1個のアッパホルダ14が4個の電池モジュール13の車幅方向端部を纏めて狭装するものとしている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
さらに、アッパホルダ14は、車両前後方向両端部において、下端に車両前後方向外側に延設されるフランジ部14aを有する(図1では、一部のアッパホルダ14の車両前方側端部のフランジ部14aしか表されていないが、車両後方側端部もフランジ部14aを有している)。フランジ部14aは、トレイ11のクロスフレーム21に対し、それぞれボルト締結により固定される。すなわち、アッパホルダ14は、車両前後方向両端部において、トレイ11に固定される。
Furthermore, the
なお、カバー15は、アッパホルダ14の上方から、ロアホルダ12、電池モジュール13、及び、アッパホルダ14を覆うようにして、トレイ11に固定される。
The
本発明の実施例1に係る電池パックは、上記構成とすることで、電動車両が上下加速度を受けた際に発生する負荷のうち、特に下向きの負荷については、従来トレイ11の底面のみで受けていたものが、トレイ11の底面とサイドインナフレーム23(フランジ部23a)とに分散される。これにより、本発明の実施例1に係る電池パックは、電動車両が上下加速度を受けた際の負荷に対する変形を抑えることができる。よって電池モジュール13の変位量も抑えることができる。
The battery pack according to the first embodiment of the present invention has the above-described configuration, and among the loads generated when the electric vehicle receives vertical acceleration, particularly the downward load is received only on the bottom surface of the
また、上述したように、ロアホルダ12の仕切板25が配設される側面は曲げ剛性が高くなるため、フランジ部26aは、ロアホルダ12の車幅方向に対向する一対の側面において、それぞれ仕切板25の配置に対応する位置に配されるものとすると、より変形を抑えることができる。
Further, as described above, the side surface of the
特に、トレイ11の底面の車幅方向両端部は、サイドインナフレーム23及びサイドアウタフレーム24の下面と重なっている(図4中a周辺)ため、曲げ剛性が高い。下向きの負荷は、この曲げ剛性が高い部分の上方に位置するフランジ部23aに対して加わるため、より変形を抑えることができる。
In particular, both end portions in the vehicle width direction of the bottom surface of the
また、電動車両が上下加速度を受けた際に発生する負荷のうち、上向きの負荷については、トレイ11のクロスフレーム21に固定される、アッパホルダ14のフランジ部14aによって受けることで、よって電池モジュール13の変位量を抑えることができる。
Further, among the loads generated when the electric vehicle receives vertical acceleration, the upward load is received by the
本発明の実施例1に係る電池パックは、トレイの底面のみで電池モジュールを支持する従来構造に比べ、車両が上下加速度を受けた場合の変形量が4割減少することが確認された。このように、本発明の実施例1に係る電池パックは、変形量及び電池モジュールの変位量を低減することができるため、バスバーの変形及びボルトの緩み等の発生を防ぐことができるものである。 In the battery pack according to Example 1 of the present invention, it was confirmed that the deformation amount when the vehicle is subjected to vertical acceleration is reduced by 40% compared to the conventional structure in which the battery module is supported only by the bottom surface of the tray. As described above, since the battery pack according to the first embodiment of the present invention can reduce the deformation amount and the displacement amount of the battery module, it can prevent the deformation of the bus bar and the loosening of the bolts. .
よって、本発明の実施例1に係る電池パックは、電動車両が上下加速度を受けた際の負荷による、電池モジュールのバスバー変形及び固定ボルト緩み等を、より低減することができる。 Therefore, the battery pack according to the first embodiment of the present invention can further reduce the bus bar deformation of the battery module and the loosening of the fixing bolt due to the load when the electric vehicle receives vertical acceleration.
本発明は、電池パックとして好適である。 The present invention is suitable as a battery pack.
11 トレイ
12 ロアホルダ
13 電池モジュール
14 アッパホルダ
14a フランジ部(第3フランジ部)
15 カバー
21 クロスフレーム(第2のフレーム)
22 底部部材
23 サイドインナフレーム(第1のフレーム)
23a フランジ部(第2フランジ部)
24 サイドアウタフレーム
25 仕切板
26 ブラケット
26a フランジ部(第1フランジ部)
27 固定部
31 ボルト
32 ウェルドナット
11
15
22
23a Flange (second flange)
24 Side
27 Fixing
Claims (4)
前記電池パックは、
前記電池を収容するトレイと、
前記電池と前記トレイとの間で前記電池を支持するロアホルダと、
前記トレイの側面の内側に取り付けられ、前記トレイの側面の延在方向と同一方向に延在し、前記ロアホルダが固定された第1のフレームとを備え、
前記ロアホルダは、
前記電池を支持する底面と、
前記電池を仕切り、前記第1のフレームの延在方向と交差する方向に延在する仕切板と、
前記第1のフレームに固定されるフランジ部が設けられたブラケットとを有し、
前記ブラケットは、前記仕切板の端部に対向して配設される
ことを特徴とする、電池パック。 A battery pack that houses a battery and is attached to a vehicle body frame,
The battery pack is
A tray for accommodating the battery;
A lower holder that supports the battery between the battery and the tray;
Mounted inside the side surface of the tray, extend in the extending direction and the same direction of the side surface of the tray, and a first frame in which the Roahoruda is fixed,
The lower holder is
A bottom surface supporting the battery;
A partition plate that partitions the battery and extends in a direction intersecting with an extending direction of the first frame;
A bracket provided with a flange portion fixed to the first frame,
The battery pack according to claim 1, wherein the bracket is disposed to face an end of the partition plate .
前記電池パックは、
前記トレイの内側で前記第1のフレーム同士を連結する第2のフレームと、
前記電池を上方から狭装するアッパホルダとを備え、
前記アッパホルダは、前記第2のフレームに固定される
ことを特徴とする、請求項1に記載の電池パック。 The first frames are respectively attached to the inside of a pair of opposing side surfaces of the tray,
The battery pack is
A second frame connecting the first frames inside the tray;
An upper holder for narrowing the battery from above,
The battery pack according to claim 1, wherein the upper holder is fixed to the second frame.
前記トレイの側面の外側に取り付けられ、前記第1のフレームと同一方向に延在する第3のフレームを備え、
前記第1のフレームは、前記トレイの底面の内側に取り付けられ、
前記第3のフレームは、前記トレイの底面の外側に取り付けられ、
前記第1のフレーム及び前記第3のフレームの前記トレイの底面に取り付けられる部分は、前記車両の平面視において重なっている
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の電池パック。 The battery pack is
A third frame attached to the outside of the side surface of the tray and extending in the same direction as the first frame;
The first frame is attached to the inside of the bottom surface of the tray;
The third frame is attached to the outside of the bottom surface of the tray,
Wherein said portion attached to the bottom surface of the tray of the first frame and the third frame is characterized by overlapping in a plan view of the vehicle, the battery pack according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする、請求項3に記載の電池パック。 The battery pack according to claim 3 , further comprising a fixing portion that is fixed to the vehicle body frame on a side surface of the third frame.
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