JP6996371B2

JP6996371B2 - 電池パック取付け構造

Info

Publication number: JP6996371B2
Application number: JP2018050686A
Authority: JP
Inventors: 大樹田之上
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-03-19
Filing date: 2018-03-19
Publication date: 2022-01-17
Anticipated expiration: 2038-03-19
Also published as: JP2019162895A

Description

本発明は、筐体の近くに配設される電池パックをフロアパネルに取付ける電池パック取付け構造に関する。

特開２００４－１７８０８号公報は、電池パックが固定される部分と筐体（バッテリ周辺部品）が固定される部分を含む基板を有し、筐体が固定される基板部分がフロアパネルに対して傾けられている、電池パック取付け構造を開示している。該公報開示の構造では、衝突荷重を受けると、筐体が固定される基板部分が回転し、筐体がシートレールに衝突するようになっている。

しかし、上記公報開示の構造には、つぎの問題点がある。
筐体の高さが高い場合など、筐体のサイズによっては、筐体が回転したときに筐体が電池パックに接触してしまい電池パックが変形するおそれがある。

特開２００４－１７８０８号公報

本発明の目的は、筐体の近くに配設される場合であっても電池パックが変形することを抑制できる電池パック取付け構造を提供することにある。

上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１）フロアパネルと、
前記フロアパネルの上側または下側に配置され前記フロアパネルに固定部材を介して固定される電池パックと、
前記フロアパネルの上側と下側のうち前記電池パックと同じ側に配置され前記フロアパネルに前記固定部材を介して固定される筐体と、
を有し、
前記固定部材は、前記筐体よりも前記電池パックに近い位置にあり前記フロアパネルに締結固定される電池パック側締結部と、前記電池パックよりも前記筐体に近い位置にあり前記フロアパネルに締結固定される筐体側締結部と、を有しており、さらに、前記電池パック側締結部と前記筐体側締結部との間に、前記フロアパネルの変形を伴う衝突時であって前記筐体が前記電池パックに近づく方向の荷重が入力された時に、変形して前記筐体の前記電池パック側の面に接触する変形部を有する、電池パック取付け構造。

上記（１）の電池パック取付け構造によれば、つぎの効果を得ることができる。
（ｉ）固定部材が、フロアパネルの変形を伴う衝突時であって筐体が電池パックに近づく方向の荷重が入力された時に、変形して筐体の電池パック側の面に接触する変形部を有するため、衝突エネルギーの少なくとも一部が変形部の変形に費やされる。よって、電池パックに伝わる衝突時の衝撃を低減させることができる。
（ｉｉ）また、変形部が筐体に接触するため、変形部にて筐体の電池パックに接近する方向への移動が抑えられる。そのため、筐体が電池パックに接触してしまうことを抑制できる。
上記（ｉ）、（ｉｉ）により、電池パックの変形を抑制できる。

本発明実施例１の電池パック取付け構造の模式平面図である。本発明実施例１の電池パック取付け構造における、筐体の横（車両左右方向外側）で衝突し第１固定部材に車両幅方向の衝突荷重がかかった場合の、第１固定部材とその近傍の部分模式断面図である。（ａ）は、衝突前の状態を示している。（ｂ）は、衝突後の状態を示している。本発明実施例１の電池パック取付け構造における、筐体より車両前側で衝突し第２固定部材に車両後側成分を有する衝突荷重がかかった場合の、第２固定部材とその近傍の部分模式断面図である。（ａ）は、衝突前の状態を示している。（ｂ）は、衝突後の状態を示している。本発明実施例２の電池パック取付け構造の部分模式断面図である。（ａ）は、衝突前の状態を示している。（ｂ）は、衝突後の状態を示している。本発明実施例２の電池パック取付け構造の変形例を示す部分模式断面図である。

図１～図３は、本発明実施例１の電池パック取付け構造を示し、図４、図５は、本発明実施例２の電池パック取付け構造を示す。本発明実施例１，２にわたって共通する部分には、本発明実施例１，２にわたって同じ符号を付してある。なお、図中ＵＰは上方を示し、ＲＲは車両後方を示し、ＯＵＴは車両幅方向外側を示す。

まず、本発明実施例１，２にわたって共通する部分を説明する。
本発明実施例の電池パック取付け構造（以下、単に取付け構造ともいう）１０は、図１に示すように、車両のフロアパネル２０と、電池パック３０と、筐体４０と、固定部材５０と、を有する。なお、車両は、エンジンとモータとにより走行するハイブリッド自動車であってもよく、モータのみにより走行する電気自動車であってもよい。

フロアパネル２０は、車両幅方向中央部で車両前後方向に延びるトンネル部２１と、トンネル部２１の車両幅方向の両外側にある一般部２２と、を有する。トンネル部２１は一般部２２に比べて上方位置にある。

電池パック３０は、フロアパネル２０の上側に配置されている。ただし、電池パック３０は、フロアパネル３０の下側に配置されていてもよい。以下、本発明実施例では、電池パック３０がフロアパネル２０の上側に配置される場合を例にとって説明する。

電池パック３０は、フロアパネル２０に固定部材５０を介して固定して取付けられている。電池パック３０がフロアパネル２０に固定される場所は、フロアパネルのトンネル部２１であってもよく、フロアパネル２０の一般部２２であってもよい。電池パック３０は、トンネル部２１の幅（車両幅方向長さ）と略同じ幅を有しトンネル部２１上に配置される第１電池パック３１と、第１電池パック３１の車両後側で車両幅方向長さがトンネル部２１および第１電池パック３１よりも大とされた第２電池パック３２と、を有する。

筐体４０は、フロアパネル２０の上側と下側のうち電池パック３０と同じ側である上側に配置されている。筐体４０は、電池パック３０と同じく、フロアパネル２０に固定部材５０を介して固定して取付けられている。筐体４０は、特に限定されるものではないが、たとえば、補機バッテリ、電池パックＥＣＵ(Electronic Control Unit)等である。

筐体４０は、第１電池パック３１の車両幅方向外側で、第２電池パック３２の車両前側に配置されている。筐体４０は、平面視で、電池パック３０から離れて（距離をおいて、間隔をおいて）配置されている。

筐体４０は、その車両前側端が電池パック３０よりも車両前側に位置しており、その車両幅方向外側端が電池パック３０よりも車両幅方向外側に位置している。筐体４０の電池パック３０に対する具体的な位置関係は、つぎのようになっている。
（ａ）筐体４０の車両前側面４０ａは、第１電池パック３１の車両前側面３１ａよりも車両前側にある。
（ｂ）筐体４０の車両後側面４０ｂは、第２電池パック３２の車両前側面３２ａに車両前後方向に対向する位置にあり、第１電池パック３１の車両後側面３１ｂよりも車両前側にある。
（ｃ）筐体４０の車両幅方向内側面４０ｃは、第１電池パック３１の車両幅方向外側面３１ｃに車両幅方向に対向する位置にあり、第２電池パック３２の車両幅方向外側面３２ｂより車両幅方向内側にある。
（ｄ）筐体４０の車両幅方向外側面４０ｄは、第２電池パック３２の車両幅方向外側面３２ｂよりも車両幅方向外側にある。

電池パック３０と筐体４０は、ともに、同じ固定部材５０を介してフロアパネル２０に固定して取付けられている。電池パック３０と固定部材５０との固定、筐体４０と固定部材５０との固定は、いずれも、溶接などの接合で行われていてもよく、図示略のボルト等を用いた締結にて行われていてもよい。固定部材５０は、フロアパネル２０に、図２～図４に示すように直接固定されていてもよく、図５に示すようにフロアパネル２０と固定部材５０との間に取付けブラケット６０が設けられている場合には該取付けブラケット６０を介して固定されていてもよい。

固定部材５０は、ブラケットといってもよい。固定部材５０は、フロアパネル２０の上側と下側のうち電池パック３０および筐体４０と同じ側である上側に配置されている。固定部材５０は、複数設けられており、図１に示すように、車両幅方向を長手方向としており第１電池パック３１と筐体４０との間にわたって設けられる第１固定部材５１と、車両前後方向を長手方向としており第２電池パック３２と筐体４０との間にわたって設けられる第２固定部材５２と、を有する。

第１固定部材５１は、前側第１固定部材５１ａと、前側第１固定部材５１ａの車両後側に間隔をおいて配置される後側第１固定部材５１ｂと、を有する。前側第１固定部材５１ａは、第１電池パック３１の車両前側端部と筐体４０の車両前側端部との間にわたって設けられている。後側第１固定部材５１ｂは、第１電池パック３１の車両後側端部またはその近傍と筐体４０の車両後側端部との間にわたって設けられている。第２固定部材５２は、第２電池パック３２の車両幅方向外側端部と筐体４０の車両後側端部かつ車両幅方向中間部との間にわたって設けられている。

固定部材５０は、図２～図５に示すように、筐体４０よりも電池パック３０に近い位置にありフロアパネル２０に図示略のボルト等を用いて締結固定される電池パック側締結部５３と、電池パック３０よりも筐体４０に近い位置にありフロアパネル２０に図示略のボルト等を用いて締結固定される筐体側締結部５４と、を有する。電池パック側締結部５３は、主に、電池パック３０をフロアパネル２０に固定するために設けられており、筐体側締結部５４は、主に筐体４０をフロアパネル２０に固定するために設けられている。

固定部材５０は、固定部材５０の側面視で電池パック側締結部５３と筐体側締結部５４との間に、フロアパネル２０の変形を伴う衝突時であって筐体４０が電池パック３０に近づく方向の荷重（車両幅方向中央側または車両後側の荷重）が入力された時に、変形して筐体４０の電池パック３０側の面（車両幅方向内側面４０ｃまたは車両後側面４０ｂ）に接触する変形部５５を、さらに有する。

変形部５５は、電池パック側締結部５３と筐体側締結部５４の両方から離れた位置に設けられている。変形部５５は、凸曲がり部５５ａと、凹曲がり部５５ｂと、凸曲がり部５５ａと凹曲がり部５５ｂとをつなぐ連結部５５ｃと、を有する。

凸曲がり部５５ａは、フロアパネル２０から離れる方向（上方）に凸となる部分である。凸曲がり部５５ａは、固定部材５０の側面視で電池パック側締結部５３と筐体側締結部５４を結ぶ直線Ｌよりもフロアパネル２０から離れる側（上側）にある。凹曲がり部５５ｂは、凸曲がり部５５ａと電池パック側締結部５３との間と、凸曲がり部５５ａと筐体側締結部５４との間と、の少なくともいずれか一方に設けられている。なお、本実施例では、凹曲がり部５５ｂは、少なくとも凸曲がり部５５ａと筐体側締結部５４との間との間に設けられている。ただし、凹曲がり部５５ｂは、凸曲がり部５５ａと電池パック側締結部５３との間にも設けられていてもよい。凹曲がり部５５ｂは、フロアパネル２０に接近する方向（下方）に凹となる部分である。

凸曲がり部５５ａは、屈曲部であってもよく湾曲部であってもよい。また、凹曲がり部５５ｂも、屈曲部であってもよく湾曲部であってもよい。なお、本発明図示例では、凸曲がり部５５ａと凹曲がり部５５ｂの両方が屈曲部である場合を示している。

ここで、図２、図３を参照して、（ｉ）衝突が生じていない通常時と、（ｉｉ）ポール側突（ポール７０への側面衝突試験）のような局所的な車両（フロアパネル２０）の変形を伴う衝突が発生したとき（衝突時）と、を説明する。

（ｉ）衝突が発生していない通常時
図２（ａ）、図３（ａ）に示すように、第１固定部材５１、第２固定部材５２のいずれにおいても、変形部５５は、変形しておらず電池パック３０と筐体４０のいずれにも接触していない。

（ｉｉ）衝突時
（ｉｉ－１）筐体４０の車両幅方向外側（横）で衝突が発生したとき
第１固定部材５１に、車両幅方向外側から車両幅方向中央側への荷重（筐体４０が第１電池パック３１に車両幅方向外側から近づく方向の荷重）が入力される。すると、図２（ｂ）に示すように、凸曲がり部５５ａの角度Ａが衝突が生じていない通常時における角度Ａ１（図２（ａ））よりも小となり、かつ、凹曲がり部５５ｂの角度Ｂが衝突が生じていない通常時における角度Ｂ１（図２（ａ））よりも小となるように、第１固定部材５１の変形部５５が変形する。また、この第１固定部材５１の変形部５５の変形に応じて筐体４０が車両幅方向中央側（第１電池パック３１に接近する方向）へ移動する。第１固定部材５１の変形部５５が筐体４０の車両幅方向内側面４０ｃに接触するまで第１固定部材５１の変形部５５が変形し筐体４０が移動したとき、筐体４０のそれ以上の車両幅方向中央側（第１電池パック３１に接近する方向）への移動が、第１固定部材５１の変形部５５により抑制される。なお、第１固定部材５１の変形部５５は、変形後にあっても第１電池パック３１から離れた位置にあり第１電池パック３１には接触していない。

（ｉｉ－２）筐体４０より車両前側で側面衝突が発生したとき
第２固定部材５２に車両後側成分を有する衝突荷重（筐体４０が第２電池パック３２に車両前側から近づく方向の荷重）が入力される。すると、図３（ｂ）に示すように、凸曲がり部５５ａの角度Ｃが衝突が生じていない通常時における角度Ｃ１（図３（ａ））よりも小となり、かつ、凹曲がり部５５ｂの角度Ｄが衝突が生じていない通常時における角度Ｄ１（図３（ａ））よりも小となるように、第２固定部材５２の変形部５５が変形する。また、この第２固定部材５２の変形部５５の変形に応じて筐体４０が車両後側（第２電池パック３２に接近する方向）へ移動する。第２固定部材５２の変形部５５が筐体４０の車両後側面４０ｂに接触するまで第２固定部材５２の変形部５５が変形し筐体４０が移動したとき、筐体４０のそれ以上の車両後側（第２電池パック３２に接近する方向）への移動が、第２固定部材５２の変形部５５により抑制される。なお、第２固定部材５２の変形部５５は、変形後にあっても第２電池パック３２から離れた位置にあり第２電池パック３２には接触していない。

つぎに、本発明実施例１，２に共通する効果を説明する。
（ｉ）固定部材５０が、フロアパネル２０の変形を伴う衝突時であって筐体４０が電池パック３０に近づく方向の荷重が入力された時に、変形して筐体４０の電池パック３０側の面（車両幅方向内側面４０ｃまたは車両後側面４０ｂ）に接触する変形部５５を有するため、衝突エネルギーの少なくとも一部が変形部５５の変形に費やされる。よって、電池パック３０に伝わる衝突時の衝撃を低減させることができる。
（ｉｉ）また、変形部５５が筐体４０に接触するため、変形部５５にて筐体４０の電池パック３０に接近する方向への移動が抑えられる。そのため、筐体４０が電池パック３０に接触してしまうことを抑制できる。
上記（ｉ）、（ｉｉ）により、電池パック３０の変形を抑制できる。

また、固定部材５０の変形部５５を変形させることで、電池パック３０に伝わる衝突時の衝撃を低減させ、筐体４０の電池パック３０への接触を抑制しているため、筐体４０を車両のシートレール（図示略）などの取付け構造１０の周辺部品に接触させる必要はなく、周辺部品により取付け構造１０の配置位置に制限を受けることを抑制できる。

つぎに、本発明各実施例に特有な部分を説明する。

〔実施例１〕（図１～図３）
本発明実施例１では、図２または図３に示すように、電池パック３０が筐体４０よりも上方位置に配置されている。すなわち、電池パック３０と筐体４０は段差のある箇所に設置されている。固定部材５０の変形部５５の凹曲がり部５５ｂは、凸曲がり部５５ａと筐体側締結部５４との間にのみ設けられており、凸曲がり部５５ａと電池パック側締結部５３との間には設けられていない。そのため固定部材５０は側面視で「Ｚ」字形状となっている。

本発明実施例１では、電池パック３０と筐体４０が段差のある箇所に配置されている場合であっても、変形部５５の凹曲がり部５５ｂを凸曲がり部５５ａの片側のみに設けることのみで、変形部５５による効果（本発明実施例１，２に共通する上記効果）を得ることができる。

〔実施例２〕（図４～図５）
本発明実施例２では、電池パック３０と筐体４０が同一高さ位置（同一平面）に配置されている。固定部材５０の変形部５５の凹曲がり部５５ｂは、凸曲がり部５５ａと電池パック側締結部５３との間と、凸曲がり部５５ａと筐体側締結部５４との間と、の両方に設けられている。そのため、固定部材５０は側面視で下方に開放する「Ｖ」字形状または「Ｕ」字形状となっている。

図４、図５は、固定部材５０が第１固定部材５１である場合を示しているが、固定部材５０は第２固定部材５２であってもよい。また、図４、図５において、凸曲がり部５５ａと該凸曲がり部５５ａの両側に設けられるそれぞれの凹曲がり部５５ｂは、衝突が生じていない通常時における角度をそれぞれＥ１，Ｆ１，Ｇ１で示し、衝突時の角度をそれぞれＥ（＜Ｅ１）、Ｆ（＜Ｆ１）、Ｇ（＜Ｇ１）で示している。

本発明実施例２では、電池パック３０と筐体４０が同一高さ位置に配置されている場合であっても、変形部５５の凹曲がり部５５ｂを凸曲がり部５５ａの両側に設けることのみで、変形部５５による効果（本発明実施例１，２に共通する上記効果）を得ることができる。

１０電池パック取付け構造
２０フロアパネル
２１トンネル部
２２一般部
３０電池パック
３１第１電池パック
３２第２電池パック
４０筐体
５０固定部材
５１第１固定部材
５１ａ前側第１固定部材
５１ｂ後側第１固定部材
５２第２固定部材
５３電池パック側締結部
５４筐体側締結部
５５変形部
５５ａ凸曲がり部
５５ｂ凹曲がり部
５５ｃ連結部
６０取付けブラケット
７０ポール
Ｌ直線

Claims

フロアパネルと、
前記フロアパネルの上側または下側に配置され前記フロアパネルに固定部材を介して固定される電池パックと、
前記フロアパネルの上側と下側のうち前記電池パックと同じ側に配置され前記フロアパネルに前記固定部材を介して固定される筐体と、
を有し、
前記固定部材は、前記筐体よりも前記電池パックに近い位置にあり前記フロアパネルに締結固定される電池パック側締結部と、前記電池パックよりも前記筐体に近い位置にあり前記フロアパネルに締結固定される筐体側締結部と、を有しており、さらに、前記電池パック側締結部と前記筐体側締結部との間に、前記フロアパネルの変形を伴う衝突時であって前記筐体が前記電池パックに近づく方向の荷重が入力された時に、変形して前記筐体の前記電池パック側の面に接触する変形部を有する、電池パック取付け構造。