JP6943902B2 - 車両用電池取付構造 - Google Patents

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Description

本開示は、電気自動車、ハイブリッド車等に搭載される電池の取付構造に関する。
下記特許文献1には、電気自動車の床下に予め設けられた取付部に、電池が収納された電池ケースを取り付けるように構成された車両用電池取付構造が提案されている。
特開2013−067255号公報
ところで、電気自動車、ハイブリッド車等において必要とされる電池の容量は、車種、車両のグレード等の車両の種別によって異なる。このため、取付部の位置は車両の種別によって異なる。一方で、車両においては、車両のボデー等の部品を共用化できるようにすることが求められる。
しかしながら、上記の車両用電池取付構造では、車両のボデーを共用化しようとすると、取付部の位置が電池の容量に拘わらず同じ位置に構成されるため、電池の容量によってはデッドスペースが生じるという問題があった。
本開示の一側面は、車両用電池取付構造において、車両を構成する部品を共用化できるようにしつつ、電池を搭載するスペースを有効利用できるようにすることが望ましい。
本開示の一態様は、車両に搭載される車両用電池取付構造であって、上側部材と、下側部材と、接続部材と、複数の取付部と、を備える。
上側部材は、車両用電池の上部に位置し、車両のボデーの一部を構成する。下側部材は、車両用電池の下部にて車両用電池を保持するように構成される。接続部材は、上側部材および下側部材を接続するように構成される。
取付部は、上側部材に配置され、接続部材を取付可能に構成される。接続部材は、複数の取付部のうちの少なくとも何れかに接続される。
このような構成によれば、車両のボデーの一部を構成する上側部材に、複数の取付部が備えられ、複数の取付部の何れかを選択的に用いて車両用電池を保持することができる。よって、上側部材の構成を変更することなく、車両用電池の容量に応じて、スペースの効率が良くなるように接続部材の位置を変更することができる。
本構成では、例えば、車両用電池の大きさに応じて、車両用電池の外周に最も近い取付部に接続部材を接続するようにするとよい。すると、車両用電池の容量が大きい場合には、車両用電池のためのスペースを確保することができ、車両用電池の容量が小さい場合には、車両用電池が小さくなることで空いたスペースを接続部材に占有されることなく利用することができる。ただし、本構成では、このように接続部材の位置を変更する際に、上側部材の変更を必要としない。
したがって、本構成では、車両を構成する部品を共用化できるようにしつつ、電池を搭載するスペースを有効利用することができる。
本開示の一態様では、上側部材から突出する凸形状に構成された複数の補強部材をさらに備え、複数の取付部は、複数の補強部材のそれぞれに配置されるように構成されてもよい。
このような構成によれば、上側部材に加わる負荷を、複数の補強部材に分散して担わせることができるので、1つの補強部材のみを備える構成と比較して、個々の補強部材の断面積を小さくすることができる。よって、補強部材を凸形状とする場合における上側部材からの突出量を小さくすることができるので、上側部材から補強部材が突出する側の空間を利用しやすくすることができる。
本開示の一態様では、複数の取付部は、車両用電池の中心からの距離が異なるように構成され、車両用電池の中心から近い側の取付部を近側取付部、車両用電池の中心から遠い側の取付部を遠側取付部とすると、近側取付部に接続部材が接続されてもよい。そして、車両用電池から見て接続部材を隔てた位置に、車両の内燃機関の排気管が配置されてもよい。
このような構成によれば、近側取付部を利用して接続部材を取り付ける場合に、車両用電池から見て接続部材を隔てた位置に排気管が配置されるので、接続部材を近側取付部に取り付ける場合の空きスペースを利用して排気管を配置することができる。よって、空きスペースを有効利用することができる。
本開示の一態様では、遠側取付部に接続部材が接続され、近側取付部の真下には車両用電池が配置されてもよい。
このような構成によれば、遠側取付部を利用して接続部材を取り付ける場合に、近側取付部の真下の領域を含むように車両用電池を配置するので、接続部材よりも近側取付部側の領域を有効利用することができる。
本開示の一態様では、複数の取付部は、上側部材から下側に突出する凸形状に構成され、近側取付部の下側への突出量は、遠側取付部の下側への突出量よりも小さく構成されてもよい。
このような構成によれば、近側取付部の下側への突出量が相対的に小さく構成されるので、近側取付部が車両用電池を配置する領域を占有しにくくすることができる。よって、車両用電池の容量を大きくしやすくすることができる。
第1実施形態においてハイブリッド車における車両用電池取付構造の配置を示す平面図である。 図1におけるII−II断面図である。 第1実施形態において電気自動車における車両用電池取付構造の配置を示す平面図である。 図3におけるIV−IV断面図である。 第2実施形態の車両用電池取付構造の配置を示す平面図である。 他の実施形態における車両用電池取付構造を示す断面図である。 車両左側における車両用電池取付構造を示す断面図である。
以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
[1.第1実施形態]
[1−1.構成]
本開示の一態様の車両用電池取付構造1Aは、図1に示すように、車両100Aの床下に配置される。図1に示す例では、車両100Aは、内燃機関71、排気管72、および車両用電池10Aを備えるハイブリッド車として構成される。
なお、図1では、紙面左右方向が車両100Aの前後方向であり、紙面右側のRr方向が車両100Aの後方側である。また、紙面上下方向が車両100Aの左右方向であり、紙面上側のRh方向が車両右側である。
車両用電池取付構造1Aは、電気自動車、ハイブリッド車等、車両100Aの駆動に利用される車両用電池10Aを、車両100Aのボデーに組み付けるための構造体である。車両用電池取付構造1Aは、車両100Aの左右方向の両端部に位置するサイドレール61の間の領域に配置される。サイドレール61は、車両100Aの床下部分の形状を維持するための構造体である床下構造体の一部である。
車両用電池取付構造1Aは、図1および図2に示すように、上側部材20と、下側部材40Aと、接続部材50と、複数の取付部31,32と、を備える。また、車両用電池取付構造1Aは、複数の補強部材30Aを備えてもよい。
下側部材40Aは、車両用電池10Aの下部にて車両用電池10Aを保持する。より詳細には、下側部材40Aは、車両用電池10Aの下面の全体を覆う板状のパネルとして構成され、車両用電池10Aの下面を保護するとともに、車両用電池10Aの下面を保持する。
上側部材20は、車両用電池10Aの上部に位置し、車両100Aのボデーの一部を構成する。より詳細には、上側部材20は、板状のパネルとして構成され、車両100Aの床下構造体の一部であって、車両100Aにおける車室と床下空間とを隔てる隔壁として機能する。上側部材20は、上部に図示しない座席等が配置され、乗員の重量等を支える必要があるため、複数の補強部材30Aによって補強される。
複数の補強部材30Aは、上側部材20から下側に突出する凸形状に構成される。詳細には、複数の補強部材30Aは、車両100Aの前後方向に沿って延びる角柱状に構成される。ただし、複数の補強部材30Aの形状は、一部が切り欠かれた柱状であってもよい。
また、複数の補強部材30Aは、車両100Aの前後方向と直交する任意の仮想平面で複数の補強部材30Aを切断したときに、上側部材20の下面20Aから下側に突出するように構成される。複数の補強部材30Aの下側への突出量は等しくなるように構成される。
そして、複数の補強部材30Aには、車両用電池10Aが取り付けられる。複数の補強部材30Aに車両用電池10Aが取り付けられるのは、上側部材20を構成する部位のうちで、補強部材30Aが充分な強度を得られる部位だからである。
複数の補強部材30Aは、それぞれ、車両用電池10Aを取り付けるための複数の取付部31,32を備える。複数の取付部31,32は、接続部材50を取り付けるための部位である。
ここで、複数の取付部31,32は、車両用電池10Aの中心からの距離が異なるように構成されており、車両用電池10Aの中心から近い側の取付部を近側取付部31、車両用電池10Aの中心から遠い側の取付部を遠側取付部32とする。なお、車両用電池10Aの中心とは、図1等に示す平面図における車両用電池10Aの図心、或いは重心を示す。本実施形態の構成では、近側取付部31は、車両100Aの左右方向の中心側に位置する取付部であり、遠側取付部32は、車両100Aの左右方向の両端側に位置する取付部である。
本実施形態の構成では、上側部材20に加わる負荷を、複数の補強部材30Aにて分散して担わせる。これに対して、上側部材20に加わる負荷を1つの補強部材で担わせる場合には、例えば、図2および図4の破線にて示す補強部材35のように、個々の補強部材30Aよりも大きな断面積が必要となる。
この場合、本実施形態の複数の取付部31,32よりも、上側部材20の下面20Aから下側への突出量が大きくなり、上側部材20よりも下側の空間が利用しにくくなる。しかし、本実施形態の構成では、上側部材20の下面20Aから下側への突出量を抑制できるので、上側部材20よりも下側に、より大きな空間を確保できる。
接続部材50は、上側部材20および下側部材40Aを接続するように構成され、複数の取付部31,32のうちの少なくとも何れかに接続される。詳細には、接続部材50は、柱状に構成され、車両用電池10Aを保持した状態の下側部材40Aに固定され、この状態で、取付部31,32のうちの何れかに取り付けられる。
接続部材50と取付部31,32とは、任意の手法で取り付けられる。例えば、接続部材50にネジ山を有するボルトが備えられているとともに、取付部31,32には、複数のネジ穴が備えられており、接続部材50のボルトをネジ穴に蝶合させることによる取付手法を採用できる。なお、溶接等の取付手法を採用してもよい。また、接続部材50はボルト等の部材のみから構成されてもよい。
ここで、図1、図2に示す車両100Aでは、近側取付部31に接続部材50が接続される。そして、車両用電池10Aから見て接続部材50を隔てた位置、換言すれば、遠側取付部32の真下となる位置に、車両100Aの内燃機関71の排気管72が配置される。
この構成では、車両用電池10Aと排気管72とをなるべく離して配置できるので、排気の熱が車両用電池10Aに伝わることを抑制することができる。また、車両用電池取付構造1Aでは、車両用電池10Aの容量が比較的小さい場合に、車両用電池10が小さいことによる空きスペースを接続部材50に邪魔されることなく利用することができるようにしている。
次に、図3には、電気自動車として構成される車両100Bを示す。車両100Bでは、上述した車両100Aの内燃機関71、排気管72を備えることなく、車両用電池10Aよりも大型の車両用電池10Bを備える。
車両100Bでは、車両100Aと床下構造体が共通化されている。例えば、車両100Aと車両100Bとは、同一車種であるが異なるグレードの車両として構成されており、グレードによって内燃機関71を有するか否か等の構造が異なるが、外見上の相違はほとんどないように構成される。
車両100Bの車両用電池取付構造1Bでは、複数の補強部材30Aを含む上側部材20が車両100Aの車両用電池取付構造1Aと共通化されている。一方で、車両100Bの車両用電池取付構造1Bでは、図3、図4に示すように、車両用電池10Bおよび下側部材40Bを備え、これらは車両100Aの車両用電池取付構造1Aとは異なる構成とされる。なお、接続部材50については共通化されていてもよい。
車両100Bのように、大型の車両用電池10Bを備える構成では、図4に示すように、下側部材40Bは、車両用電池10Bの大きさに合わせて、車両用電池10Bの下部にて車両用電池10Bを保持できるように同様に大型化される。そして、遠側取付部32に接続部材50が接続される。この際、近側取付部31の真下には車両用電池10Bの一部が配置される。
すなわち、車両用電池取付構造1Bでは、車両用電池10Bの容量が大きい場合であっても、上側部材20の構成を変更することなく、遠側取付部32に接続部材50を接続できるように構成し、車両用電池10Bのためにスペースを確保できるようにしている。
[1−2.効果]
以上詳述した第1実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1a)本開示の一態様は、車両100A,100Bに搭載される車両用電池取付構造1A,1Bであって、上側部材20と、下側部材40A,40Bと、接続部材50と、複数の取付部31,32と、を備える。
上側部材20は、車両用電池10A,10Bの上部に位置し、車両100A,100Bのボデーの一部を構成する。下側部材40A,40Bは、車両用電池10A,10Bの下部にて車両用電池10A,10Bを保持する。接続部材50は、上側部材20および下側部材40A,40Bを接続するように構成される。
取付部31,32は、上側部材20に配置され、接続部材50を取付可能に構成される。接続部材50は、複数の取付部31,32のうちの何れかに接続される。
このような構成によれば、車両100A,100Bのボデーの一部を構成する上側部材20に、複数の取付部31,32が備えられ、複数の取付部31,32の何れかを選択的に用いて車両用電池10A,10Bを保持することができる。よって、上側部材20の構成を変更することなく、車両用電池10A,10Bの容量に応じて、スペースの効率が良くなるように接続部材50の位置を変更することができる。
したがって、本構成では、車両100A,100Bを構成する部品を共用化できるようにしつつ、電池を搭載するスペースを有効利用することができる。
(1b)本開示の一態様では、上側部材20から下側に突出する凸形状に構成された複数の補強部材30Aをさらに備え、複数の取付部31,32は、複数の補強部材30Aのそれぞれに配置される。
このような構成によれば、上側部材20に加わる負荷を、複数の補強部材30Aに分散して担わせることができるので、1つの補強部材35のみを備える構成と比較して、個々の補強部材30Aの断面積を小さくすることができる。よって、補強部材30Aを凸形状とする場合における上側部材20からの突出量を、1つの補強部材35のみを備える構成よりも小さくすることができるので、上側部材20から補強部材30Aが突出する側の空間を利用しやすくすることができる。
(1c)本開示の一態様では、複数の取付部31,32は、車両用電池10A,10Bの中心からの距離が異なるように構成される。近側取付部31に接続部材50が接続される場合、車両用電池10Aから見て接続部材50を隔てた位置、換言すれば、遠側取付部32の真下となる位置に、車両100Aの内燃機関71の排気管72が配置される。
このような構成によれば、近側取付部31を利用して接続部材50を取り付ける場合に、接続部材50を近側取付部31に取り付ける場合の空きスペースを利用して排気管72を配置することができる。よって、空きスペースを有効利用することができる。
(1d)本開示の一態様では、遠側取付部32に接続部材50が接続される場合、近側取付部31の真下には車両用電池10Bが配置される。
このような構成によれば、遠側取付部32を利用して接続部材50を取り付ける場合に、近側取付部31の真下の領域を含むように車両用電池10Bを配置するので、接続部材50よりも近側取付部31側の領域を有効利用することができる。
[2.第2実施形態]
[2−1.第1実施形態との相違点]
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
上述した第1実施形態の車両用電池取付構造1A,1Bでは、複数組の補強部材30Aを備え、車両100A,100Bの左右方向に複数の取付部31,32を並べて配置した。これに対し、第2実施形態の車両用電池取付構造2では、1組の補強部材30Bを備え、車両101の前後方向に複数の取付部33,34を並べて配置した点で、第1実施形態と相違する。
[2−2.構成]
第2実施形態の車両用電池取付構造2は、図5に示すように、車両101に搭載される。車両用電池取付構造2は、車両用電池取付構造1A,1Bの補強部材30Aに換えて、左右1組の補強部材30Bを備える。1組の補強部材30Bは、それぞれ、複数の取付部33,34を備える。
複数の取付部33,34としては、車両101の後方側に、それぞれ3つの近側取付部33と、車両101の前方側に、それぞれ1つの遠側取付部34とを備える。車両101は、車両用電池10Cを備え、車両用電池10Cは、第1実施形態に示した構成と同様の構成によって複数の取付部33,34に取り付けられる。
車両用電池10Cは、比較的小さな車両用電池であり、遠側取付部34を用いることなく、近側取付部33のみを用いて取り付けられる。車両101が車両用電池10Cを備える場合には、車両101は、内燃機関71、排気管72をさらに備えるハイブリッド車として構成されてもよい。この場合、排気管72は、遠側取付部34の真下となる領域、或いは、遠側取付部34と近側取付部33との間であって上側部材20の下側の空間に配置されてもよい。
一方、車両101は、電気自動車として構成される場合もある。この場合、図5の二点鎖線に示すように、車両101は、より大型の車両用電池10Dを備えてもよい。車両101が車両用電池10Dを備える構成では、内燃機関71および排気管72が備えられることはなく、排気管72が存在していた領域が、車両用電池10Dのために利用される。
また、車両用電池10Dは、遠側取付部34および近側取付部33の両方を用いて取り付けられる。
[2−3.効果]
以上詳述した第2実施形態によれば、上述した第1実施形態の効果(1a)を奏し、さらに、以下の効果を奏する。
(2a)車両用電池取付構造2は、左右1組の補強部材30Bを備え、1組の補強部材30Bは、それぞれ、複数の取付部33,34を備える。接続部材50は、車両用電池10C,10Dの大きさに応じて、近側取付部33のみ、或いは近側取付部33および遠側取付部34の両方に接続される。
このような構成によれば、1組の補強部材30Bを備える構成において、車両101を構成する部品を共用化できるようにしつつ、電池を搭載するスペースを有効利用することができる。
[3.他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
(3a)上記実施形態では、複数の取付部31,32は、上側部材20から下側に突出する凸形状に構成され、近側取付部31および遠側取付部32の下側への突出量が等しくなるように構成したが、この構成に限られない。例えば、図6に示す車両用電池取付構造3のように、近側取付部36の下側への突出量は、遠側取付部37の下側への突出量よりも小さく構成されてもよい。
このような構成によれば、近側取付部36の下側への突出量が相対的に小さく構成されるので、近側取付部36が車両用電池10を配置する領域を占有しにくくすることができる。よって、車両用電池10の容量を大きくしやすくすることができる。
(3b)上記実施形態では、複数の補強部材30A,30Bは、上側部材20から下側に突出する凸形状に構成したが、この構成に限られない。例えば、複数の補強部材は、上側部材20から上側に突出する凸形状に構成されてもよい。
このような構成によれば、複数の補強部材が上側部材20から下側に突出することを抑制することができるので、上側部材20の下側の空間を有効利用することができる。
(3c)上記実施形態では、補強部材30A,30Bは上側部材20と別部材として構成したが、例えば、補強部材30A,30Bは上側部材20と一体に構成されてもよい。
(3d)上記実施形態では、下側部材40A,40Bは、車両用電池10A〜10Dとは別部材として構成したが、例えば、車両用電池10A〜10Dの外周部である電池ケース等と一体に構成されてもよい。
(3e)上記実施形態では、接続部材50は、下側部材40A,40Bと直接的に接続されるように構成したが、接続部材50は、下側部材40A,40Bと他の部材を介して間接的に接続されてもよい。
(3f)上記実施形態では、近側取付部33に接続部材50を接続する場合に、車両左側の遠側取付部34の真下となる領域に、排気管72を配置した。この場合、車両左側の遠側取付部34に対して車両100Aの左右対称となる、車両右側の遠側取付部34の真下となる領域に、他の部材を配置して有効利用することが好ましい。
例えば、図7に示すように、車両右側の遠側取付部34の真下となる領域には、燃料配管73を配置してしてもよい。燃料配管73は、内燃機関71を有する車両100Aにおいて、一般的に車両100Aの後方に配置される燃料タンクから車両100Aの前方に配置される内燃機関71に燃料を供給するための配管である。
このような構成によれば、排気管72が配置されない側に生じる空間に、他の部材を配置するので、空間を有効利用することができる。
(3g)上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。
(3h)上述した車両用電池取付構造1A,1B,2,3の他、当該車両用電池取付構造1A,1B,2,3を構成要素とするシステムなど、種々の形態で本開示を実現することもできる。
1A,1B,2,3…車両用電池取付構造、10A,10B,10C,10D…車両用電池、20…上側部材、30A,30B,35…補強部材、31,33,36…近側取付部、32,34,37…遠側取付部、40A,40B…下側部材、50…接続部材、61…サイドレール、71…内燃機関、72…排気管、73…燃料配管、100A,100B,101…車両。

Claims (5)

  1. 車両に搭載される車両用電池取付構造であって、
    車両用電池の上部に位置し、車両のボデーの一部を構成する上側部材と、
    前記車両用電池の下部にて前記車両用電池を保持するように構成された下側部材と、
    前記上側部材および前記下側部材を接続するように構成された接続部材と、
    前記上側部材に配置され、前記接続部材を取付可能に構成された複数の取付部と、
    を備え、
    前記接続部材は、前記複数の取付部のうちの少なくとも何れかに選択的に接続され
    前記複数の取付部は、前記車両用電池の中心から距離が異なるように構成され、
    前記車両用電池の中心から近い側の取付部を近側取付部、前記車両用電池の中心から遠い側の取付部を遠側取付部とすると、
    前記近側取付部に前記接続部材が接続され、かつ前記遠側取付部に前記接続部材が接続されておらず、
    前記車両用電池から見て前記接続部材を隔て、かつ前記遠側取付部の真下となる位置に、前記車両の内燃機関の排気管が配置され
    ように構成された車両用電池取付構造。
  2. 車両に搭載される車両用電池取付構造であって、
    車両用電池の上部に位置し、車両のボデーの一部を構成する上側部材と、
    前記車両用電池の下部にて前記車両用電池を保持するように構成された下側部材と、
    前記上側部材および前記下側部材を接続するように構成された接続部材と、
    前記上側部材に配置され、前記接続部材を取付可能に構成された複数の取付部と、
    を備え、
    前記接続部材は、前記複数の取付部のうちの少なくとも何れかに選択的に接続され
    前記複数の取付部は、前記車両用電池の中心からの距離が異なるように構成され、
    前記車両用電池の中心から近い側の取付部を近側取付部、前記車両用電池の中心から遠い側の取付部を遠側取付部とすると、
    前記遠側取付部に前記接続部材が接続され、かつ前記近側取付部に前記接続部材が接続されておらず、
    前記近側取付部の真下には前記車両用電池が配置され
    ように構成された車両用電池取付構造。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の車両用電池取付構造であって、
    前記複数の取付部は、前記車両用電池の中心からの距離が異なるように構成され、
    前記車両用電池の中心から近い側の取付部を近側取付部、前記車両用電池の中心から遠い側の取付部を遠側取付部とすると、
    前記複数の取付部は、前記上側部材から下側に突出する凸形状に構成され、
    前記近側取付部の下側への突出量は、前記遠側取付部の下側への突出量よりも小さくなる
    ように構成された車両用電池取付構造。
  4. 車両に搭載される車両用電池取付構造であって、
    車両用電池の上部に位置し、車両のボデーの一部を構成する上側部材と、
    前記車両用電池の下部にて前記車両用電池を保持するように構成された下側部材と、
    前記上側部材および前記下側部材を接続するように構成された接続部材と、
    前記上側部材に配置され、前記接続部材を取付可能に構成された複数の取付部と、
    を備え、
    前記接続部材は、前記複数の取付部のうちの少なくとも何れかに選択的に接続され
    前記複数の取付部は、前記車両用電池の中心からの距離が異なるように構成され、
    前記車両用電池の中心から近い側の取付部を近側取付部、前記車両用電池の中心から遠い側の取付部を遠側取付部とすると、
    前記複数の取付部は、前記上側部材から下側に突出する凸形状に構成され、
    前記近側取付部の下側への突出量は、前記遠側取付部の下側への突出量よりも小さくな
    ように構成された車両用電池取付構造。
  5. 請求項1から請求項4の何れか1項に記載の車両用電池取付構造であって、
    前記上側部材から突出する凸形状に構成された複数の補強部材をさらに備え、
    前記複数の取付部は、前記複数の補強部材のそれぞれに配置される
    ように構成された車両用電池取付構造。
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