JP7014107B2 - バッテリパック支持構造 - Google Patents
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Description
本発明は、車両のフロア下に搭載されるバッテリパックを支持するバッテリパック支持構造に関する。
車両のフロア下に車両駆動用電力を供給するためのバッテリを備えた車両が知られている。下記特許文献1には、フロアパネル(31)に形成された凹部(32)内にバッテリ(18)が配置された車両下部構造(10)が示されている。なお、上記の( )内の部材名および符号は、下記特許文献1で用いられている符号であり、本願の実施形態の説明で用いられる部材名および符号とは関連しない。
バッテリパックをフロア下に搭載するための支持構造の一部がバッテリパックの側方に位置する場合がある。この支持構造の一部は、側面衝突時にバッテリパックに向けて移動する。
本発明は、側面衝突時、バッテリパックに側方に位置する支持構造の一部の移動を抑制することを目的とする。
本発明に係るバッテリパック支持構造は、車両のフロア下に搭載されるバッテリパックの下面または上面に沿って配置されてバッテリパックと結合しているバッテリフレームと、バッテリフレームと車両のフロアを連結する連結ブラケットとを含む。バッテリフレームは、車幅方向に延びる複数の横ビームを有し、少なくとも一部の横ビームの端部に連結ブラケットが結合されている。横ビームと横ビームに連結した連結ブラケットは、一体となって車幅方向においてクランク形状を形成する。このクランク形状の角部分には、筋交い部材が配置される。
側面衝突時において、筋交い部材により、バッテリパック側方に位置する連結ブラケットおよびその周囲の構成の変形が抑制され、この部分のバッテリパックに向けての移動を抑制することができる。
また、バッテリパック支持構造は、複数の横ビームの端部を横切って前後方向に延びる補強プレートを含むことができ、この補強プレートの、連結ブラケットに対応する部分が筋交い部材として機能する。一体の補強プレートを用いることにより、連結ブラケットごとに筋交い部材を設けることに比べ、構成を簡略なものとすることができる。
また、連結ブラケットは、横ビームに結合される横ビーム結合部と、フロアに連結されるフロア結合部と、横ビーム結合部とフロア結合部をつなぐ連絡部と、を有するものとできる。少なくとも一部の筋交い部材は、横ビームと、連結ブラケットの連絡部のフロア結合部側の端部とに結合するものとできる。これにより、側面衝突時において、連結ブラケットのフロア連結部の移動を抑制することができる。
また、横ビームは、当該横ビームの長手方向に沿って延びる稜線を有し、筋交い部材は、連結ブラケットと横ビームをつなぐ方向に延びる畝状隆起であって、横ビームの稜線の位置にそろえて配置された畝状隆起を有するものとすることができる。横ビームの稜線と筋交い部材の畝状隆起がそろうことにより、側面衝突時に連結ブラケットのフロア結合部に入力した衝突荷重を効率良く横ビームに伝えることができる。
側面衝突時において、バッテリパック支持構造の一部、特にバッテリパックの側方に位置する部分の移動が抑制される。
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。以下の説明において、特段の断りがない限り、前後左右上下等の方向および向きを表す語句は、車両に関する方向および向きを表す。また、車両の左右方向については車幅方向と記す。各図において、矢印FRの向きが前方、矢印UPの向きが上方、矢印LHの向きが左方である。
図1は、車両の下部構造10を下方から見上げた状態で示す斜視図である。車両の下部構造10は、フロア12を有するアンダーボデー14と、フロア12の下に搭載されたバッテリパック16と、フロア12の下面に結合されてバッテリパック16を支持するバッテリパック支持構造18を含む。図1においては、アンダーボデー14、バッテリパック16およびバッテリパック支持構造18が、互いに離れた状態で示されている。バッテリパック16は、車両の駆動用電動機に供給する電力を蓄える。バッテリパック支持構造18は、上面にバッテリパック16が載置される格子状のバッテリフレーム20と、バッテリフレーム20とフロア12を連結する複数の連結ブラケット22を含む。連結ブラケット22は、フロア12の下面に沿って延びるアンダーリインホースメント24に設けられた結合点26、またはフロア12に設けられた結合点28に結合される。
図2および図3は、バッテリパック支持構造18の概略構成を示す図であり、図2が上面側を表す斜視図、図3が平面図である。バッテリフレーム20は、左右方向に延びる複数の横ビーム30および前後方向に延びる複数の縦ビーム32を有し、横ビーム30および縦ビーム32が互いに交差して格子形状が形成されている。連結ブラケット22のいくつかは、横ビーム30の端に結合している。
連結ブラケット22は、クランク形状を有する。クランク形状を構成する3辺のうち、一方の端の1辺は、横ビーム30と共に左右方向に延びて、横ビーム30に結合されている。他方の端の1辺は、フロア12と平行に配置され、フロア12に結合されている。残余の1辺は、上下方向に延びて他の2辺をつないでいる。横ビーム30に連結ブラケット22が結合することで、横ビーム30の端部に、車幅方向においてクランク形状の部分が形成される。
バッテリフレーム20の左右の辺縁に沿って前後方向に延びる補強プレート34が配置されている。補強プレート34は、複数の横ビーム30の端部および複数の連結ブラケット22を横切るようにして延び、これらを橋渡ししている。また、補強プレート34は、結合された横ビーム30と連結ブラケット22が形成する角部分に配置され、筋交い部材として機能する。
補強プレート34には、少なくとも連結ブラケット22に対応する位置に畝状隆起36が形成されている。畝状隆起36は、筋交いの延びる方向、すなわち連結ブラケット22とこれに結合された横ビーム30をつなぐ方向に延びている。このバッテリパック支持構造18においては、連結ブラケット22が設けられていない位置にも、畝状隆起36が設けられており、補強プレート34自体の剛性、強度の向上に貢献している。
各横ビーム30は、横断面の形状がハット形状であり、ハット形状の凹の側が上方を向いている。ハット形状の角部分により、横ビームの延びる方向、つまり車幅方向に延びる稜線38が形成されている。この横ビーム30の稜線38と、連結ブラケット22の畝状隆起36の位置はそろえられている。
図4は、横ビーム30と連結ブラケット22を示す図であり、特に、最も前方に位置する横ビーム30A、およびこの横ビーム30Aに結合している連結ブラケット22A,22Bを例示している。図4には、さらに、バッテリパック16およびアンダーリインホースメント24が模式的に示されている。連結ブラケット22Aは、フロア12上の結合点28に結合されるブラケットであり、連結ブラケット22Bは、アンダーリインホースメント24に形成された結合点26に結合されるブラケットである。連結ブラケット22Bは、アンダーリインホースメント24の高さの分、連結ブラケット22Aよりも短い。以降、連結ブラケット22Aを長連結ブラケット22A、連結ブラケット22Bを短連結ブラケット22Bと記す。
長連結ブラケット22Aは、クランク形状を有し、クランク形状を構成する3辺のうち一方の端の1辺は、横ビーム30Aと共に左右方向に延びて、横ビーム30に結合されている。この部分を横ビーム結合部40と記す。他方の端の1辺は、フロア12と平行に配置され、フロア12に結合されている。この部分をフロア結合部42と記す。残余の1辺は、上下方向に延びて他の2辺をつないでいる。この部分を連結部44と記す。補強プレート34は、横ビーム結合部40と連結部44が形成する角部分に配置され、これらの部分を連結している。また、補強プレート34上の畝状隆起36は、横ビーム30Aから連結ブラケット22Aの連結部44まで延びている。
短連結ブラケット22Bは、2つのL字形の部品46,48を連結して、クランク形状に形成されている。2つの部品46,48のうち、横ビーム30Aに結合される部品を第1部品46、もう1つの部品を第2部品48と記す。第1および第2部品46,48で形成された短連結ブラケット22Bは、クランク形状を有し、クランク形状を構成する3辺のうち一方の端の1辺は、横ビーム30Aと共に左右方向に延びて、横ビーム30に結合されている。この部分を横ビーム結合部50と記す。他方の端の1辺は、フロア12と平行に配置され、フロア12に設けられたアンダーリインホースメント24に結合されている。この部分をフロア結合部52と記す。残余の1辺は、上下方向に延びて他の2辺をつないでいる。この部分を連結部54と記す。連結部54にて、第1および第2部品46,48が、例えばボルトなどの締結要素を利用して結合されている。
補強プレート34は、横ビーム結合部50と連結部54が形成する角部分に配置され、これらの部分を連結している。特に、連結部54の、フロア結合部52側の端部において、補強プレート34と連結ブラケット22Bが結合している。また、補強プレート34上の畝状隆起36は、横ビーム30Aから連結ブラケット22Bの連結部54まで延びている。連結ブラケット22Bのフロア結合部52は、板材を湾曲させるまたは折り曲げる手法により上下方向に厚みが形成されている。一方、補強プレート34においても、畝状隆起36を設けることにより上下方向に厚みが形成されている。フロア結合部52の厚みと補強プレート34の厚みは、上下方向において、少なく一部が重なるように配置されている。
左側からの側面衝突時、衝突荷重Fがアンダーリインホースメント24を介して、または直接、短連結ブラケット22Bに入力すると、衝突荷重F1は、連結ブラケット22Bと補強プレート34を介して横ビーム30Aに伝達される。補強プレート34が筋交いとして機能し、短連結ブラケット22Bの第1部品46の変形が抑制される。また、補強プレート34を伝わる衝突荷重は、横ビーム30Aを曲げるように作用する。衝突のエネルギが横ビーム30Aの曲げにより消費される。これらにより、短連結ブラケット22Bの変形、特にフロア結合部52の移動を抑制することができ、衝突による変形後、バッテリパック16との距離を確保することができる。
右側からの側面衝突時には、衝突荷重F2が長連結ブラケット22Aに入力する。この衝突荷重に対して、補強プレート34は筋交いとして機能し、連結ブラケット22Aのバッテリパック16側への倒れを抑制する。また、補強プレート34を伝わる衝突荷重は、横ビーム30Aを曲げるように作用する。衝突のエネルギが横ビーム30Aの曲げにより消費される。これらにより、長連結ブラケット22Aの変形および移動を抑制することができ、衝突による変形後、バッテリパック16との距離を確保することができる。
補強プレート34は、追加的に、または代替的に連結ブラケット22のもう一つの角部分、つまりフロア結合部42,52と連結部44,54により形成される角部分に設けてもよい。
図5は、バッテリパック支持構造の他の実施形態を示す図である。バッテリパック支持構造60は、バッテリパック62の上面に沿って配置されるバッテリフレーム64と、バッテリフレーム64と、車両のフロア12を連結する連結ブラケット66を含む。図示する連結ブラケット66は、フロア12に設けられたアンダーリインホースメント24に結合されている。バッテリパック62は、フロア12に沿って配置されたバッテリフレーム64から吊り下げ支持されている。
バッテリフレーム64は、前述のバッテリフレーム20と同様に横ビーム68と縦ビーム(不図示)を交差配置した格子形状を有している。連結ブラケット66は、横ビーム68の端部に結合され、横ビーム68と共に横ビーム68の端部にクランク形状を形成している。このクランク形状の角部分に筋交い部材としての補強プレート70が配置されている。補強プレート70は、前述の補強プレート34と同様に複数の横ビーム68の端部を横切るように前後方向に延びている。
バッテリパック支持構造60においても、側面衝突時に加わる衝突荷重Fを、補強プレート70を介して横ビーム68に伝えることができるので、連結ブラケット66のバッテリパックパック62へ向かう移動が抑制される。
10 下部構造、12 フロア、14 アンダーボデー、16 バッテリパック、18 バッテリパック支持構造、20 バッテリフレーム、22 連結ブラケット、24 アンダーリインホースメント、26,28 結合点、30 横ビーム、32 縦ビーム、34 補強プレート(筋交い部材)、36 畝状隆起、38 (横ビームの)稜線、40 横ビーム結合部、42 フロア結合部、44 連結部、46 第1部品、48 第2部品、50 横ビーム結合部、52 フロア結合部、54 連結部、60 バッテリパック支持構造、62 バッテリパック、64 バッテリフレーム、66 連結ブラケット、68 横ビーム、70 補強プレート(筋交い部材)。
Claims (4)
- 車両のフロア下に搭載されるバッテリパックの下面または上面に沿って配置されて前記バッテリパックと結合しているバッテリフレームであって、車幅方向に延びる複数の横ビームを有するバッテリフレームと、
少なくとも一部の横ビームの端部に結合されて、当該横ビームと共に車幅方向においてクランク形状を形成し、前記バッテリフレームと前記フロアを連結する連結ブラケットと、
前記クランク形状の角部分に配置される筋交い部材と、
を含む、バッテリパック支持構造。 - 請求項1に記載のバッテリパック支持構造であって、前記複数の横ビームの端部を横切って前後方向に延びる補強プレートを含み、前記補強プレートの、前記連結ブラケットに対応する部分が前記筋交い部材として機能する、バッテリパック支持構造。
- 請求項1または2に記載のバッテリパック支持構造であって、
前記連結ブラケットは、前記横ビームに結合される横ビーム結合部と、前記フロアに連結されるフロア結合部と、前記横ビーム結合部と前記フロア結合部をつなぐ連絡部と、を有し、
少なくとも一部の筋交い部材は、前記横ビームと、前記連結ブラケットの前記連絡部の前記フロア結合部側の端部とに結合している、
バッテリパック支持構造。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載のバッテリパック支持構造であって、
前記横ビームは、当該横ビームの長手方向に沿って延びる稜線を有し、
前記筋交い部材は、前記連結ブラケットと前記横ビームをつなぐ方向に延びる畝状隆起であって、前記横ビームの前記稜線の位置にそろえて配置された畝状隆起を有する、
バッテリパック支持構造。
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