JP7047564B2 - 蓄電装置の固定構造 - Google Patents

Description

本開示は、車両に搭載される蓄電装置の固定構造に関する。

従来の車両に搭載される電池パック（蓄電装置）が開示された文献として、たとえば特開２０１７－１５２１８７号公報（特許文献１）が挙げられる。

特許文献１に開示の電池パックにおいては、電池モジュールを保持する保持トレーが電池モジュールを収容する収容ケース内に配置されており、当該保持トレーの後端部に衝撃吸収部が設けられている。

特開２０１７－１５２１８７号公報

車両が後突された場合には、電池パックの後方に配置されたモータおよび当該モータを支持するモータサポートが上方に持ち上げられるようにして車両の前方に向けて押される。この際には、電池パックの斜め下方から前方かつ上方に向かうように衝撃が当該電池パックに入力される。

特許文献１に開示の電池パックにおいては、衝撃緩衝材は、電池モジュールの底面と収容ケースとの間に設けられておらず、電池モジュールの後面に対向するように設けられている。このため、電池パックの斜め下方から衝撃が入力された場合には、当該衝撃を十分に低減することが困難となる。このため、電池モジュールに伝達された衝撃によって、電池モジュールが破損することが起こり得る。

本開示は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本開示の目的は、車両が後突された場合に、蓄電装置の斜め下方から入力されて蓄電装置に伝達される衝撃を低減することができる蓄電装置の固定構造を提供することにある。

本開示の蓄電装置の固定構造は、車両のボデーに含まれるフロアパネルの上方に配置され内部に蓄電モジュールを収容する収容ケース、および上記蓄電モジュールを含む蓄電装置と、上記収容ケースの後部に取り付けられ、上記収容ケースを上記ボデーに固定するブラケットと、上記収容ケースと上記フロアパネルとの間に配置された衝撃吸収部材とを備える。車両の幅方向に直交する上記衝撃吸収部材の断面は、車両の前後方向に並んで配置され、車両の後方に向かうにつれて上方に向かうように傾斜する一対の傾斜辺と、車両の上下方向に並んで配置され、上記一対の傾斜辺の上端部同士および上記一対の傾斜辺の下端部同士を接続する一対の接続辺とを含み、車両の後方側に位置する上記衝撃吸収部材の後端部は、上記ブラケットに固定されており、車両の前方側に位置する上記衝撃吸収部材の前端部は、自由端となっている。

車両が後突された場合には、蓄電装置の後方に配置されたモータおよび当該モータを支持するモータサポートが上方に持ち上げられるようにして車両の前方に向けて押されることがあり、この場合には、蓄電装置の斜め後方側から斜め前方側に向けて斜め方向に衝撃が入力される。

上記蓄電装置の固定構造を備えることにより、斜め方向から衝撃が入力された場合には、フロアパネルは、当該フロアパネルと収容ケースとの間に配置された衝撃吸収部材を押圧する。

車両の幅方向に直交する衝撃吸収部材の断面は、車両の後方に向かうにつれて上方に向かうように傾斜する一対の傾斜辺、ならびに一対の傾斜辺の上端部同士および一対の傾斜辺の下端部同士を接続する一対の接続辺を含んでいる。このため、衝撃吸収部材が上記斜め方向に押圧されることにより、その上記断面において、斜め後方側に位置する傾斜辺および接続辺が斜め前方側に位置する接続辺および傾斜辺に当接するように変形する。これにより、入力された衝撃の一部を衝撃吸収部材によって吸収することができる。

さらに、上記蓄電装置の固定構造では、衝撃吸収部材の後端部が、収容ケースをボデーに固定するブラケットに固定されており、衝撃吸収部材の前端部が固定されておらず自由端となっている。

このため、衝撃吸収部材は、収容ケースに向けてさらに押圧されることにより、変形した状態で収容ケースに当接する。この場合において、衝撃吸収部材を通って収容ケースを押圧する衝撃力を斜め前方側に位置する傾斜辺側および接続辺側に分散することができる。これにより、収容ケースに伝達される衝撃を分散することができる。この結果、車両が後突された場合に、蓄電装置の斜め下方から入力されて蓄電装置に伝達される衝撃を低減することができる。

本開示によれば、車両が後突された場合に、蓄電装置の斜め下方から入力されて蓄電装置に伝達される衝撃を低減することができる蓄電装置の固定構造を提供することができる。

実施の形態に係る電池パックの固定構造を示す概略図である。 実施の形態に係る電池パックを搭載する車両が後突された場合における電池パックの固定構造の第１状態を示す概略図である。 実施の形態に係る電池パックを搭載する車両が後突された場合における電池パックの固定構造の第２状態を示す概略図である。

以下、本開示の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。以下に示す実施の形態においては、蓄電装置として電池パックを例示し、当該蓄電装置の固定構造として、電池パックの固定構造を例示して説明を行なう。以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

図１は、実施の形態に係る電池パックの固定構造を示す概略図である。図１を参照して、実施の形態に係る電池パックの固定構造１００について説明する。電池パックの固定構造１００は、車両に搭載される電池パック１０を車両に固定するための構造である。

電池パックの固定構造１００は、エンジンおよびモータジェネレータ（いずれも図示せず）を動力源とするハイブリッド車両に適用することができる。また、電池パックの固定構造１００は、エンジン（内燃機関）を備えない電気自動車に適用することもできる。

図１に示すように、電池パックの固定構造１００が適用される車両は、電池パック１０、ボデー１、フロントクロスメンバ３、リヤクロスメンバ４、ブラケット３０、および衝撃吸収部材４０を備える。

ボデー１は、フロアパネル２を含む。フロアパネル２は、車両室内の床面を形成する。フロアパネル２の下面には、車両の前後方向に延在する一対のサイドメンバ（不図示）が接合されている。一対のサイドメンバは、車両の幅方向における左側および右側に配置される。

フロントクロスメンバ３およびリヤクロスメンバ４は、車両の幅方向に延在し、一対のサイドメンバを接続する。フロントクロスメンバ３は、リヤクロスメンバ４よりも車両方向の前方に位置する。フロントクロスメンバ３およびリヤクロスメンバ４は、フロアパネル２に接合される。

電池パック１０は、主として、蓄電モジュールとしての組電池１１および収容ケース２０を含む。組電池１１は、固定部材によって収容ケース２０内に固定されている。組電池１１は、複数の単電池を有する。複数の単電池は、電気的に直列に接続されている。

上記単電池は、たとえば、ニッケル水素電池またはリチウムイオン電池等の二次電池である。単電池は、たとえば、角型形状を有する。なお、単電池は、角型形状に限定されず、円筒型形状であってもよい。二次電池は、液状の電解質を用いるものであってもよいし、固体状の電解質を用いるものであってもよい。

収容ケース２０は、内部に組電池１１を収容する。収容ケース２０は、フロアパネル２の上方に配置されている。具体的には、収容ケース２０は、前部（前面）２０ａがフロントクロスメンバ３のほぼ上方に位置し、後部（後面）２０ｂがリヤクロスメンバ４の前方側に位置するように配置されている。

収容ケース２０は、アッパーケース２１およびロアケース２２を含む。アッパーケース２１は、下方に向けて開放された開放空間が設けられた略箱型形状を有する。ロアケース２２は、上方に向けて開放された開放空間が設けられた略箱型形状を有する。

アッパーケース２１およびロアケース２２は、複数の締結部材（不図示）によって互いに締結されており、これにより、収容ケース２０内に組電池１１を収容するための収容空間が形成されている。

ロアケース２２の後方下部には、凹部２３が設けられている。凹部２３は、ロアケース２２の後方側の底面が上方に窪むとともにロアケース２２の下部側の後面が前方に窪むように設けられている。

ブラケット３０は、収容ケース２０をボデー１に固定するための部材である。ブラケット３０は、収容ケース２０の後部２０ｂに取り付けられている。

ブラケット３０は、略Ｌ字形状を有する。ブラケット３０は、収容ケース２０の後部に対向する対向部３１および対向部３１の下端から車両の後方側に向けて延在する固定部３２を有する。

対向部３１が締結部材等によって収容ケース２０の後部２０ｂに取り付けられた状態で、固定部３２が、締結部材等によってフロアパネル２およびリヤクロスメンバ４に固定されている。これにより、ブラケット３０は、収容ケース２０をボデー１に固定する。

衝撃吸収部材４０は、収容ケース２０の後部の下方に配置されている。衝撃吸収部材４０は、収容ケース２０とフロアパネル２との間に配置されている。具体的には、衝撃吸収部材４０は、ロアケース２２の後部に設けられた凹部２３に入り込むように配置されている。

衝撃吸収部材４０は、閉断面部４１および延出部４２を含む。閉断面部４１は、車両の幅方向に直交する断面が矩形形状であり、車両の幅方向に沿って延在する。

閉断面部４１の上記断面は、略ひし形形状を有する。閉断面部４１の上記断面において、前端側に位置する角部は、後端側に位置する角部よりも下方に位置する。閉断面部４１の上記断面は、車両の前後方向に並んで配置される一対の傾斜辺４１１と、車両の上下方向に並んで配置される一対の接続辺４１２とを含む。

一対の傾斜辺４１１は、車両の後方側に向かうにつれて上方に向かうように傾斜する。一対の傾斜辺４１１は、互いに略平行である。一対の傾斜辺４１１は、凹部２３のうち車両の後方側を向く面と略平行である。互いに対向する傾斜辺４１１同士の長さは、略同じである。

一対の接続辺４１２は、一対の傾斜辺４１１の上端同士および下端同士を接続する。一対の接続辺４１２は、互いに略平行である。一対の接続辺４１２は、凹部２３のうち下方側を向く面と略平行である。互いに対向する接続辺４１２同士の長さは、略同じである。接続辺４１２の長さも、傾斜辺４１１の長さと略同じである。

延出部４２は、閉断面部４１から車両の後方に向けて延びる。具体的には、閉断面部４１の上記断面における後端側に位置する角部から車両の後方に向けて延びる。延出部４２は、車両の後方側に位置する衝撃吸収部材４０の後端部となる。

延出部４２は、ブラケット３０に溶接等によって固定されている。なお、延出部４２の固定態様は、溶接に限定されず、締結固定等であってもよい。延出部４２は、ブラケット３０の固定部３２に略平行である。延出部４２は、当該固定部３２の下面に固定される。

一方で、車両の前方側に位置する衝撃吸収部材４０の前端部は、固定されておらず、自由端となっている。

図２は、実施の形態に係る電池パックを搭載する車両が後突された場合における電池パックの固定構造の第１状態を示す概略図である。なお、図２においては、後突される前の状態におけるリヤクロスメンバ４等を一点鎖線で示している。図３は、実施の形態に係る電池パックを搭載する車両が後突された場合における電池パックの固定構造の第２状態を示す概略図である。図２および図３を参照して、電池パック１０を搭載する車両が後突された場合における電池パックの固定構造１００の挙動について説明する。

図２に示すように、車両が後突された場合には、電池パック１０の後方に配置されたモータ（不図示）および当該モータを支持するモータサポート（不図示）が上方に持ち上げられるようにして車両の前方に向けて押される。

これにより、矢印Ｆ１に示すように、後方下方側から前方上方側に向かうように電池パック１０の斜め下方から衝撃が入力される。当該衝撃は、フロアパネル２に伝達され、リヤクロスメンバ４の近傍のフロアパネル２を斜め前方に向けて押圧する。

これにより、フロアパネル２およびリヤクロスメンバ４は、後方下方側から前方上方側に向かうように斜め方向に移動する。この際、フロアパネル２は、当該フロアパネル２と収容ケース２０との間に位置する衝撃吸収部材４０を上記斜め方向に押圧する。

ここで、衝撃吸収部材４０は、上述のように、車両の幅方向に直交する断面が、車両の後方に向かうにつれて上方に向かうように傾斜する一対の傾斜辺４１１、ならびに一対の接続辺４１２を含む矩形形状を有する閉断面部４１を含んでいる。

このため、閉断面部４１が上記斜め方向に押圧された場合には、図３に示すように、閉断面部４１において、斜め後方側に位置する傾斜辺４１１および接続辺４１２が斜め前方側に位置する接続辺４１２および傾斜辺４１１に当接するように変形する。これにより、入力された衝撃の一部を衝撃吸収部材４０によって吸収することができる。

さらに、上記蓄電装置の固定構造１００では、衝撃吸収部材４０の後端部となる延出部４２が、収容ケース２０をボデーに固定するブラケット３０に固定されており、衝撃吸収部材４０の前端部が固定されておらず自由端となっている。

このため、衝撃吸収部材４０は、収容ケース２０に向けてさらに押圧されることにより、変形した状態で収容ケース２０に当接する。この場合において、衝撃吸収部材４０を通って収容ケース２０を押圧する衝撃力Ｆ１１を斜め前方側に位置する傾斜辺４１１側および接続辺側に分散することができる。すなわち、上記衝撃力Ｆ１１は、傾斜辺４１１側から収容ケース２０を押圧する押圧力Ｆ１３および接続辺４１２側から収容ケース２０を押圧する押圧力Ｆ１２に分散される。

この結果、収容ケース２０に伝達される衝撃を分散することができ、車両が後突された場合に蓄電装置の斜め下方から入力され、収容ケース２０に伝達される衝撃を低減することができる。この結果、車両が後突された場合に電池パック１０の斜め下方から入力されて、電池パック１０に伝達される衝撃を低減することができる。さらには、電池パック１０に伝達される衝撃が低減されることにより、収容ケース２０内に収容された組電池１１が破損することを抑制することができる。

なお、上述した実施の形態においては、蓄電装置が、組電池を備えた電池パック１０である場合を例示して説明したが、組電池１１に限らずキャパシタ等の蓄電可能な蓄電モジュールを備えたものであれば適宜採用することができる。このような蓄電装置を固定する蓄電装置の固定構造として、上記の電池パック１０を固定する電池パックの固定構造１００を採用することができる。

以上、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

１ ボデー、２ フロアパネル、３ フロントクロスメンバ、４ リヤクロスメンバ、１０ 電池パック、１１ 組電池、２０ 収容ケース、２０ａ 前部、２０ｂ 後部、２１ アッパーケース、２２ ロアケース、２３ 凹部、３０ ブラケット、３１ 対向部、３２ 固定部、４０ 衝撃吸収部材、４１ 閉断面部、４２ 延出部、１００ 電池パックの固定構造、４１１ 傾斜辺、４１２ 接続辺。

Claims (1)

1. 車両のボデーに含まれるフロアパネルの上方に配置され内部に蓄電モジュールを収容する収容ケース、および前記蓄電モジュールを含む蓄電装置と、
   前記収容ケースの後部に取り付けられ、前記収容ケースを前記ボデーに固定するブラケットと、
   前記収容ケースと前記フロアパネルとの間に配置された衝撃吸収部材とを備え、
   前記衝撃吸収部材が有する車両の幅方向に直交する方向に沿う断面は、車両の前後方向に並んで配置され、車両の後方に向かうにつれて上方に向かうように傾斜する一対の傾斜辺と、車両の上下方向に並んで配置され、前記一対の傾斜辺の上端部同士および前記一対の傾斜辺の下端部同士を接続する一対の接続辺とを含み、
   車両の後方側に位置する前記衝撃吸収部材の後端部は、前記ブラケットに固定されており、
   車両の前方側に位置する前記衝撃吸収部材の前端部は、自由端となっている、蓄電装置の固定構造。

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