JP7223339B2 - 電動車両のバッテリユニット取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリモジュールを支持すると共に１対のフロアフレームに取り付けられたバッテリユニットを備えた電動車両のバッテリユニット取付構造に関する。

従来より、ハイブリッド車や電気自動車等の電動車両では、車輪を駆動する電動機（例えば、モータジェネレータ又はモータ）の動力源であるバッテリが大容量になるため、バッテリユニットを車体フロアの下方空間を利用して配置している。
通常、バッテリユニットは、リチウムイオン等のバッテリセルの集合体からなる複数のバッテリモジュールと、これら複数のバッテリモジュールを収容するバッテリケースと、このバッテリケースの骨格フレーム等によって構成されている。

特許文献１の電動車両のバッテリ搭載構造は、フロアパネルと、このフロアパネルの下側にフロアパネルと協働して前後に延びる閉断面を形成する左右１対のフロアフレームと、バッテリモジュールを支持すると共に１対のフロアフレームに取り付けられたバッテリユニットとを備え、バッテリユニットが、バッテリモジュールを載置する下側カバー部材と、この下側カバー部材を覆う上側カバー部材と、これら下側カバー部材及び上側カバー部材の骨格を形成する枠状フレームとを有し、枠状フレームの前側領域にバッテリモジュールを長手方向が車幅方向に延びるように複数配置し、枠状フレームの後側領域にバッテリモジュールを長手方向が車体前後方向に延びるように複数配置している。

車両の定常走行時、車輪と路面によって発生した振動エネルギが懸架部材を介して車体強度部材に伝搬し、車室を構成するフロアパネル等のパネル部材を振動させる。これらパネル部材の振動により、ドラミングノイズやロードノイズ等の走行騒音が発生する。
ドラミングノイズは、２０～５０Ｈｚの低周波音であり、ロードノイズは、１００～４００Ｈｚの中周波音である。ドラミングノイズを含めてロードノイズと呼ばれることもある。ドラミングノイズやロードノイズ等の走行騒音は、制振材の追加や下部車体剛性の増加によって対策されている（例えば、特許文献２）。

特開２０１１－２５１６２０号公報 特開平１０－１２９３６９号公報

走行騒音のうちロードノイズは、フロアパネルの面外変形（膜振動）が要因であるため、バッテリモジュールの取付剛性を高めることが有効である。
図１３（ａ）に示すように、左側及び右側バッテリモジュールＢＬ，ＢＲを車体下部の左半部と右半部とに搭載した場合、これらのバッテリモジュールＢＬ，ＢＲは、各々の重心を通る回転軸線Ｇ回りに独立した回転運動を行うことから、これらの回転運動に起因したフロアパネルの面外変形が誘発される。それ故、バッテリモジュールＢＬ，ＢＲの取付剛性を高くして各々の回転軸線Ｇ回りの回転運動を抑制することにより、フロアパネルの面外変形を抑制し、ロードノイズを改善することが可能である。

一方、車両の乗り心地は、乗員がフロアパネルから感覚的に認識する振動減衰性であるため、バッテリモジュールの取付剛性を低下することが有効である。
車両走行時、乗員の操舵に伴う車両のロール運動が大きい程、乗員が車両の振動減衰性を認識することができ、乗り心地が向上する。図１３（ｂ）に示すように、左側及び右側バッテリモジュールＢＬ，ＢＲを車体下部の左半部と右半部とに搭載した場合、これらのバッテリモジュールＢＬ，ＢＲを両者の中間に設定された前後に延びるロール軸線Ｒ回りに一体的にロール運動させることで、車両のロール運動が助長（増幅）される。それ故、バッテリモジュールＢＬ，ＢＲの取付剛性を低くしてロール軸線Ｒ回りのロール運動を助長することにより、車両の振動減衰性を高め、乗り心地を改善することが可能である。
即ち、バッテリモジュールの取付剛性という側面において、ロードノイズ改善と乗り心地改善とは相反する要求である。

本発明の目的は、ロードノイズ性能と乗り心地性能とを両立可能な電動車両のバッテリユニット取付構造等を提供することである。

請求項１の電動車両のバッテリユニット取付構造は、フロアパネルと、このフロアパネルの下側にフロアパネルと協働して前後に延びる閉断面を形成する左右１対のフロアフレームと、バッテリモジュールを支持すると共に前記１対のフロアフレームに取り付けられたバッテリユニットとを備えた電動車両のバッテリユニット取付構造において、前記バッテリユニットが、前記バッテリモジュールと、複数の前記バッテリモジュールを収容すると共に前記１対のフロアフレームに取り付けられるバッテリケースを有し、前記フロアパネルが２０～５０Ｈｚの周波数で振動すると共に前記バッテリモジュールが車幅方向中央部を車体前後方向に延びる軸線回りにロール運動する際、前記バッテリモジュールの車幅方向端部の上下方向の振れ幅を振動振幅としたとき、前記バッテリケースに取り付けられる一部のバッテリモジュールの取付剛性を前記振動振幅のピーク値を低下させるように前記バッテリケースに取り付けられる他のバッテリモジュールの取付剛性に対して低下させたことを特徴としている。

この電動車両のバッテリユニット取付構造では、前記バッテリユニットが、前記バッテリモジュールと、複数の前記バッテリモジュールを収容すると共に前記１対のフロアフレームに取り付けられるバッテリケースを有するため、バッテリモジュールを車体側のフロアフレームに対してバッテリケースを介して強固に連結することができる。
前記フロアパネルが２０～５０Ｈｚの周波数で振動すると共に前記バッテリモジュールが車幅方向中央部を車体前後方向に延びる軸線回りにロール運動する際、前記バッテリモジュールの車幅方向端部の上下方向の振れ幅を振動振幅としたとき、前記バッテリケースに取り付けられる一部のバッテリモジュールの取付剛性を前記振動振幅のピーク値を低下させるように前記バッテリケースに取り付けられる他のバッテリモジュールの取付剛性に対して低下させているため、一部のバッテリモジュールの取付剛性を用いて車両の振動減衰性を高くすることができ、他のバッテリモジュールの取付剛性を用いて車両のロードノイズを抑制することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記複数のバッテリモジュールは、同一姿勢で支持されると共に車幅方向に延びる列が３列以上に配置され、一端側の列のバッテリモジュールの取付剛性を他の列のバッテリモジュールの取付剛性に対して低下させたことを特徴としている。
この構成によれば、車体振動に対して影響の大きい一端側の列のバッテリモジュールの取付剛性を変更することにより、振動減衰性を高くすることができる。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記複数のバッテリモジュールは、同一姿勢で支持されると共に車幅方向に延びる列が複数列に配置され、所定の列のバッテリモジュールは、列方向に複数の取付部を有すると共に列の端部側の取付部の取付剛性が列の内側の取付部の取付剛性よりも低下されたことを特徴としている。
この構成によれば、同一のバッテリモジュールの取付部のうち乗り心地に対して影響の大きい端部側の取付部の取付剛性を低下させることにより、振動減衰性を高くすることができる。

請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記所定の列の端部側の取付部を前記所定の列以外の列の端部側の取付部よりも車幅方向内側に形成したことを特徴としている。
この構成によれば、取付部の位置変更で振動減衰性を高くすることができる。

請求項５の発明は、請求項１～３の何れか１項の発明において、前記バッテリモジュールの取付部の数を減少することにより取付剛性を低下させることを特徴としている。
この構成によれば、取付部の数で振動減衰性を高くすることができる。

請求項６の発明は、請求項１～５の何れか１項の発明において、前記バッテリユニットが、フロントシート下方に対応する第１位置からフロントシートよりも後側の下方に対応する第２位置に亙って配設され、前記第１位置に対応するバッテリモジュールの取付剛性を前記第２位置に対応するバッテリモジュールの取付剛性に対して低下させたことを特徴としている。
この構成によれば、前席乗員の乗り心地性能を集中的に改善することができる。

請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記第１位置に対応するバッテリモジュールの前側取付剛性を前記第１位置に対応するバッテリモジュールの後側取付剛性に対して低下させたことを特徴としている。
この構成によれば、前席乗員の乗り心地性能に対して影響が大きい前席乗員の足元の振動減衰性を高くすることができる。

請求項８の発明は、請求項７の発明において、前記第１位置に対応するバッテリモジュールの前側取付部の数は前記第１位置に対応するバッテリモジュールの後側取付部の数よりも少なく設定され、列の端部側の前記前側取付部が列の端部側の前記後側取付部よりも車幅方向内側に配設されたことを特徴としている。
この構成によれば、簡単な構成で前席乗員の足元の振動減衰性を高くすることができる。

本発明の電動車両のバッテリモジュール取付構造によれば、複数のバッテリモジュールのうちの一部のバッテリモジュールの取付剛性を調節することにより、ロードノイズ性能と乗り心地性能とを両立することができる。

実施例１に係る電動車両の底面図である。 電動車両を後側下方から視た斜視図である。 バッテリユニットの分解斜視図である。 カバー部材と右側のバッテリモジュールを省略したバッテリユニットの平面図である。 カバー部材と右側のバッテリモジュールを省略したバッテリユニットを前側上方から視た斜視図である。 図４の要部斜視断面図である。 図４のVII-VII線断面図である。 図４のVIII-VIII線断面図である。 第１～第３取付ブラケットの斜視図である。 バッテリモジュールの取付剛性に係る説明図である。 実施例１に係るバッテリユニットのモデルであって、（ａ）は、第１取付ブラケットの取付剛性モデル、（ｂ）は、第２取付ブラケットの取付剛性モデル、（ｃ）は、第３取付ブラケットの取付剛性モデルである。 本実施例モデルと評価基準モデルとの振動減衰性に関する解析結果である。 バッテリモジュールの挙動であって、（ａ）は、ロードノイズ性能に関連するバッテリモジュールの運動モード、（ｂ）は、乗り心地性能に関連するバッテリモジュールの運動モードを示している。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

以下、本発明の実施例１について図１～図１２に基づいて説明する。
本実施例１に係る車両Ｖは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関（図示略）と車両駆動用の電動機（モータジェネレータ）（図示略）とを駆動源としたハイブリッド自動車である。

図１，図２に示すように、車両Ｖは、前後に延びる左右１対のサイドシル１と、フロアパネル２と、前後に延びる左右１対のフロアフレーム３と、バッテリユニット１０等を備えている。以下、図において、矢印Ｆ方向を車体前後方向前方とし、矢印Ｌ方向を車幅方向左方とし、矢印Ｕ方向を車体上下方向上方として説明する。また、この車両Ｖは、略左右対称構造である。

まず、車両Ｖの全体構成について説明する。
サイドシル１は、車幅方向外側壁部を構成する断面略ハット状のアウタパネルと、車幅方向内側壁部を構成する断面略ハット状のインナパネルとを備え、両パネルが協働して前後に延びる略矩形状の閉断面を形成している。このサイドシル１の前端側部分には、上下に延びるヒンジピラーが連結され、後端側部分には、上下に延びるリヤピラーが連結されている。尚、この車両Ｖは、フロントドアが前端部分に形成されたヒンジピラーのヒンジ中心に開閉され、リヤドアが後端部分に形成されたリヤピラーのヒンジ中心に開閉される、所謂観音開きタイプのドア構造であり、センターピラーが省略されている。

フロアパネル２は、１対のサイドシル１の間に掛け渡されるようにフルフラット状に形成され、車室内に膨出するトンネル部は形成されていない。
図１，図２，図８に示すように、このフロアパネル２は、前席乗員用シート（図示略）が搭載されるフロントパネル２ａと、このフロントパネル２ａの後端から後方上り傾斜状に上方に起立したキックアップパネル２ｃを介して後方に連なり後席乗員用シート（図示略）が搭載されるリヤパネル２ｂとを備えている。尚、前席右側シートがドライバシートとされている。

１対のフロアフレーム３は、断面略ハット状に夫々形成され、これら１対のフロアフレーム３の間隔が後側程離隔している。それ故、サイドシル１と隣り合うフロアフレーム３との間隔は、後側程接近している。フロアフレーム３は、フロントパネル２ａの下面と協働して前後に延びる断面略矩形状の閉断面を形成している。リヤサスペンション４は、キックアップパネル２ｃの後方で且つリヤパネル２ｂの下方に配設されている。このサスペンション４は、後端部に車輪（図示略）を回転可能に支持する左右１対のトレーリングアーム４ａと、車幅方向両端部が１対のトレーリングアーム４ａに夫々連結された左右に延びるトーションビーム４ｂを備えたトーションビーム式サスペンションである。

次に、バッテリユニット１０について説明する。
図１～図３に示すように、バッテリユニット１０は、フロアパネル２の下方空間にレイアウトされている。このバッテリユニット１０は、複数（例えば、１６個）のバッテリモジュール１１と、これら複数のバッテリモジュール１１を収容するバッテリケース１２によって構成されている。車両駆動用電動機に電力を供給するバッテリモジュール１１は、規格電圧を有する直方体形状の複数のバッテリセル１１ａ（図８参照）を前後に積層状に整列させた直方体形状のバッテリ集合体に形成されている。バッテリセル１１ａは、例えば、２次電池の一種であるリチウムイオンバッテリである。
複数のバッテリモジュール１１は、縦、横及び高さ寸法を含めて同一仕様に設定され、長手方向が前後方向と平行になる姿勢でバッテリケース１２に夫々収容されている。
このバッテリモジュール１１の重量は、例えば、約１４ｋｇであり、バッテリユニット１０の総重量は、例えば、約３００ｋｇである。

バッテリケース１２は、バッテリモジュール１１を直列接続した高電圧バッテリを収容するため、耐振性及び耐水性を確保するように構成されている。
図３に示すように、バッテリケース１２は、左右１対のサイドフレーム２１と、左右に延びて１対のサイドフレーム２１の前端部を連結するフロントフレーム２２と、左右に延びて１対のサイドフレーム２１の後端部を連結するリヤフレーム２３と、各フレーム２１～２３に支持されると共にバッテリケース１２の底部を形成する桶状のバッテリトレイ２４と、このバッテリトレイ２４と協働して複数のバッテリモジュール１１を収容可能な密閉空間を形成する合成樹脂製のカバー部材２５等を備えている。サイドフレーム２１の上下方向の曲げ剛性は、フロアフレーム３の上下方向の曲げ剛性よりも低くなるように設定されている。

各フレーム２１～２３は、略Ｌ字状のロアパネルと略Ｌ字状のアッパパネルが協働して略矩形状の閉断面を夫々構成している（図７参照）。各フレーム２１～２３が形成した閉断面は、環状に連なり、略ロ字状の閉断面構造体を構成している。
各フレーム２１～２３は、取付部２６～２９により車体に対して取り付けられている。
左右４対の取付部２６及び左右１対の取付部２７は、１対のサイドフレーム２１のロアパネルから車幅方向外側に夫々延びている。これらの取付部２６，２７は、フロアフレーム３の下壁部にボルトｂを介して夫々締結固定されている。左右１対の取付部２８は、フロントフレーム２２のロアパネルから前側に夫々延びている。これら取付部２８は、フロントパネル２ａの前側部分下面にボルトｂを介して締結固定されている。取付部２９は、リヤフレーム２３のロアパネル中央部から上方に延び、上端部が、リヤパネル２ｂと協働して左右に延びる閉断面を形成するクロスメンバ（図示略）にボルトｂを介して締結固定されている。

図３～図５に示すように、バッテリトレイ２４は、各フレーム２１～２３の上壁部に載置された状態で強固に溶接固定されている。バッテリトレイ２４とバッテリモジュール１１との間には、冷却用配管（図示略）を間に介して板状のゴム部材（図示略）が配設されている。これにより、バッテリトレイ２４とバッテリモジュール１１との間隔が、相対変位可能に構成されている。

バッテリトレイ２４は、断面略ハット状の第１～第３クロスフレーム３１～３３によってバッテリモジュール１１を収容する第１～第３収容領域（バッテリ収容領域）Ｓ１～Ｓ３を区分している。第３，第１クロスフレーム３３，３１が、フロントパネル２ａの前部（前席乗員用シート）下方に対応した第１収容領域Ｓ１の前後範囲を区画し、第１，第２クロスフレーム３１，３２が、フロントパネル２ａの後部下方に対応した第２収容領域Ｓ２の前後範囲を区画し、第２クロスフレーム３２とリヤフレーム２３が、キックアップパネル２ｃ及びリヤパネル２ｂの下方に対応した第３収容領域Ｓ３の前後範囲を区画している。第１，第２収容領域Ｓ１，Ｓ２は、各列に４個のバッテリモジュール１１を左右に整列させた上で単層状態にて夫々収容している。

第３収容領域Ｓ３は、２段支持機構４０を有し、下段の列に４個のバッテリモジュール１１を左右に整列すると共にこれらの上段の列に４個のバッテリモジュール１１を左右に整列させた２層状態にて８個のバッテリモジュール１１を収容している。
図４～図６に示すように、２段支持機構４０は、略π状の前支持部４１と、略π状の後支持部４２と、前支持部４１の左右端部と後支持部４２の左右端部とを夫々連結する左右１対の略Ｔ字状の側支持部４３と、各支持部４１～４３に掛け渡された底板部材４４等を備え、上段の４個のバッテリモジュール１１を支持している。前支持部４１の左右１対の脚部は、第２クロスフレーム３２の上壁部に締結固定され、後支持部４２の左右１対の脚部は、リヤフレーム２３の上壁部に締結固定されている。１対の側支持部４３の脚部は、バッテリトレイ２４上に締結固定されている。

第１～第３クロスフレーム３１～３３は、バッテリトレイ２４の上側にバッテリトレイ２４と協働して左右に延びる閉断面を夫々形成している。これら第１～第３クロスフレーム３１～３３は、サイドフレーム２１と略同じ上下方向の曲げ剛性になるよう構成され、前後方向に略等間隔になるように配設されている。

図４～図６に示すように、第１クロスフレーム３１は、上壁部の左右両端部から車幅方向外側に夫々延びる上壁連結部３１ａと、前壁部及び後壁部の左右両端部から前方及び後方に夫々延びる前後１対の側壁連結部３１ｂとが形成されている。上壁連結部３１ａは、サイドフレーム２１の上壁部に接続され、１対の側壁連結部３１ｂは、サイドフレーム２１の内側壁部に夫々接続されている。これら上壁連結部３１ａと１対の側壁連結部３１ｂは、一体的に連なるように連続形成されている。第３クロスフレーム３３は、上壁部の左右両端部から車幅方向外側に夫々延びる上壁連結部３３ａと、前壁部及び後壁部の左右両端部から前方及び後方に夫々延びる前後１対の側壁連結部３３ｂとが形成されている。上壁連結部３３ａは、サイドフレーム２１の上壁部に接続され、１対の側壁連結部３３ｂは、サイドフレーム２１の内側壁部に夫々接続されている。これら上壁連結部３３ａと１対の側壁連結部３３ｂは、独立して分離形成されている。

第２クロスフレーム３２は、上壁部の左右両端部から車幅方向外側に夫々延びる上壁連結部３２ａと、前壁部及び後壁部の左右両端部から前方及び後方に夫々延びる前後１対の側壁連結部３２ｂとが形成されている。上壁連結部３２ａは、サイドフレーム２１の上壁部に接続され、１対の側壁連結部３２ｂは、サイドフレーム２１の内側壁部に夫々接続されている。これら上壁連結部３３ａと１対の側壁連結部３３ｂは、一体的に連なるように連続形成されている。図１，図６～図８に示すように、バッテリトレイ２４の下面に左右に延びる下側クロスフレーム３４が設けられている。下側クロスフレーム３４は、バッテリトレイ２４の下側にバッテリトレイ２４と協働して左右に延びる閉断面を夫々形成している。下側クロスフレーム３４が形成する閉断面は、第２クロスフレーム３２が形成する閉断面とバッテリトレイ２４を挟んで上下に隣接している。

各バッテリモジュール１１は、板金製の取付ブラケット５１Ｒ，５１Ｌ，５２，５３を介して第１～第３クロスフレーム３１～３３及びリヤフレーム２３に夫々取り付けられている。尚、取付ブラケット５１Ｒ，５１Ｌは、左右対称構造であるため、特に両者を区別する必要がない場合、総称して第１取付ブラケット５１として説明する。
取付ブラケット５１～５３の上下方向の曲げ剛性は、バッテリトレイ２４の上下方向の曲げ剛性よりも高く且つ第１～第３クロスフレーム３１～３３の上下方向の曲げ剛性よりも低くなるように設定されている。

図９に示すように、取付ブラケット５１Ｒ，５２，５３は、上下に延びてバッテリモジュール１１に連結される連結壁部５１ａ～５３ａと、前後に延びて締結部材を介して締結される固定壁部５１ｂ～５３ｂとを備え、断面略Ｌ字状に形成されている。バッテリモジュール１１の前側に取り付けられる取付ブラケットの連結壁部５１ａ，５３ａが、左右に隣り合う２つのバッテリモジュール１１の前壁部に４本のボルトを介して夫々連結され、バッテリモジュール１１の後側に取り付けられる取付ブラケットの連結壁部５２ａ，５３ａが、左右に隣り合う２つのバッテリモジュール１１の後壁部に４本のボルトを介して夫々連結される。また、図８に示すように、取付ブラケット５１～５３の連結壁部５１ａ～５３ａは、バッテリモジュール１１の重心（回転軸線Ｇ）の高さ位置が第１～第３クロスフレーム３１～３３及びリヤフレーム２３の上壁部の高さ位置と略同じ高さ位置になるようにバッテリモジュール１１に連結されている。

第１収容領域Ｓ１には、第３クロスフレーム３３に固定された第１取付ブラケット５１Ｌ，５１Ｒと、第１クロスフレーム３１に固定された左右１対の第２取付ブラケット５２とが配置されている。

図９（ａ）に示すように、右側第１取付ブラケット５１Ｒは、例えば、１．６ｍｍの鋼板をプレス加工して成形され、連結壁部５１ａと、固定壁部５１ｂとを備えている。固定壁部５１ｂは、左側端部から前方（屈曲部と反対方向）に延びる締結部５１ｓが形成され、固定壁部５１ｂの中央部と左側端部との中間よりも僅かに左側部分から前方に延びる位置決め部５１ｐが形成され、固定壁部５１ｂの中央部に対して位置決め部５１ｐと対称位置よりも左側部分から前方に延びる締結部５１ｔが形成されている。固定壁部５１ｂは、屈曲部から前方に延設され、締結部５１ｓと締結部５１ｔがボルトを介して第３クロスフレーム３３の上壁部に固定されている。尚、助手席下方に対応した左側第１取付ブラケット５１Ｌは、右側第１取付ブラケット５１Ｒを左右対称にした構造である（図４参照）。

図９（ｂ）に示すように、第２取付ブラケット５２は、例えば、１．６ｍｍの鋼板をプレス加工して成形され、連結壁部５２ａと、固定壁部５２ｂとを備えている。固定壁部５２ｂは、右側端部から後方に延びる締結部５２ｓが形成され、固定壁部５２ｂの中央部から後方に延びる締結部５２ｕが形成され、締結部５２ｓと締結部５２ｕとの中間よりも僅かに右側部分から後方に延びる位置決め部５２ｐと、締結部５２ｕに対して位置決め部５２ｐと対称位置から後方に延びる締結部５２ｔが形成されている。固定壁部５２ｂは、屈曲部から後方に延設され、締結部５２ｓと締結部５２ｔと締結部５２ｕがボルトを介して第１クロスフレーム３１の上壁部に固定されている。

第２収容領域Ｓ２には、第１クロスフレーム３１に固定された左右１対の第３取付ブラケット５３と、第２クロスフレーム３２に固定された左右１対の第３取付ブラケット５３とが配置されている。

図９（ｃ）に示すように、第１クロスフレーム３１に固定された右側の第３取付ブラケット５３は、例えば、２．０ｍｍの鋼板をプレス加工して成形され、連結壁部５３ａと、固定壁部５３ｂとを備えている。固定壁部５３ｂは、左側端部から前方に延びる位置決め部５３ｐが形成され、固定壁部５３ｂの中央部と左側端部との中間よりも僅かに左側部分から前方に延びる締結部５３ｓが形成され、固定壁部５３ｂの中央部に対して締結部５３ｓと対称位置から前方に延びる締結部５３ｔが形成されている。固定壁部５３ｂは、屈曲部から前方に延設されている。尚、第１クロスフレーム３１に固定された左側の第３取付ブラケット５３及び第２クロスフレーム３２に固定された左右１対の第３取付ブラケット５３も配置位置を除き同様に構成されている。

第３収容領域Ｓ３の下段には、第２クロスフレーム３２に固定された左右１対の第３取付ブラケット５３と、リヤフレーム２３に固定された左右１対の第３取付ブラケット５３とが第２収容領域Ｓ２と同様に配置されている。更に、第３収容領域Ｓ３の上段には、前支持部４１に固定された左右１対の第３取付ブラケット５３と、後支持部４２に固定された左右１対の第３取付ブラケット５３とが下段と同様に配置されている。
第２，第３収容領域Ｓ２，Ｓ３に収容された１２個のバッテリモジュール１１は、６組の前後１対の第３取付ブラケット５３によってクロスフレーム３１，３２及びリヤフレーム２３に取り付けられているため、全て同じ取付剛性である。

ここで、バッテリモジュール１１の取付剛性の考え方について説明する。
バッテリモジュール１１の取付剛性とは、バッテリモジュール１１を第１～第３取付ブラケット５１～５３を介して取り付けるときの取付剛性である。
それ故、本実施形態では、バッテリモジュール１１の取付剛性を、第１～第３取付ブラケット５１～５３の板厚及び固定形態によって設定している。
第１～第３取付ブラケット５１～５３の板厚を厚くすることにより、バッテリモジュール１１の取付剛性を増加し、また、第１～第３取付ブラケット５１～５３の固定形態の変更により、バッテリモジュール１１の取付剛性を調整している。

固定形態の変更として、締結部位置を変更する例について説明する。
第１取付ブラケット５１の締結部５１ｓ，５１ｔを、第３クロスフレーム３３に対して車幅方向内側に相対移動する場合である。図１０に示すように、第１取付ブラケット５１Ｌ，５１Ｒの締結部５１ｓ，５１ｔを仮想線の位置から実線の位置に変更した場合、締結部５１ｔが車幅方向内側方向に移動したため、バッテリモジュール１１の車幅方向外側部分の見掛け上の取付剛性が低下する。また、締結部５１ｓが車幅方向内側方向に移動したため、バッテリモジュール１１の車幅方向内側部分の見掛け上の取付剛性が上昇する。
尚、第１～第３取付ブラケット５１～５３は、板厚、締結部位置、及び位置決め部位置を除いて略同様の仕様に設定されている。また、符号Ｒは、左側バッテリモジュール１１（ＢＬ）と右側バッテリモジュール１１（ＢＲ）の中間に設定された前後に延びるロール軸線、符号Ｇは、第１取付ブラケット５１Ｌ，５１Ｒが夫々連結する隣接したバッテリモジュール１１を一塊としたときの重心を通る回転軸線である。

右側第１取付ブラケット５１Ｒは、右側第２取付ブラケット５２と同じ板厚であり、左端部から締結部５１ｓまでの距離が、右側第２取付ブラケット５２の締結部５２ｔから左端部までの距離よりも小さい。また、右端部から締結部５１ｔまでの距離が、右側第２取付ブラケット５２の締結部５２ｓから右端部までの距離よりも大きいため、第１取付ブラケット５１は、第２取付ブラケット５２よりもバッテリモジュール１１の取付剛性が低く、図１１（ａ）の取付剛性モデルで表される。

右側第２取付ブラケット５２は、右側第３取付ブラケット５３よりも板厚が薄く形成され、左端部から締結部５２ｔまでの距離が、右側第３取付ブラケット５３の締結部５３ｓから左端部までの距離と同じである。また、右端部から締結部５２ｓまでの距離が、右側第３取付ブラケット５３の締結部５３ｔから右端部までの距離よりも小さいものの、第３取付ブラケット５３よりも板厚が薄いため、第２取付ブラケット５２は、第３取付ブラケット５３と略同等のバッテリモジュール１１の取付剛性であり、図１１（ｂ）の取付剛性モデルで表される。第３取付ブラケット５３は、締結部５３ｓから左端部までの距離と締結部５３ｔから右端部までの距離が等しく、第１，第２取付ブラケット５１，５２よりも板厚が厚いため、図１１（ｃ）の取付剛性モデルで表される。

第１収容領域Ｓ１に収容された４個のバッテリモジュール１１は、２組の前後１対の第１，第２取付ブラケット５１，５２によって第３，第１クロスフレーム３３，３１に取り付けられている。そして、第１，第２取付ブラケット５１，５２は、第３取付ブラケット５３と板厚、固定形態が異なっているため、第１収容領域Ｓ１に収容されたバッテリモジュール１１の取付剛性は、第２，第３収容領域Ｓ２，Ｓ３に収容されたバッテリモジュール１１の取付剛性と異なり、第１収容領域Ｓ１に収容されたバッテリモジュール１１の固有振動数と第２，第３収容領域Ｓ２，Ｓ３に収容されたバッテリモジュール１１の固有振動数も異なる。これにより、全てのバッテリモジュール１１が同一姿勢でバッテリケース１２に夫々収容された場合であっても、バッテリユニット１０の振動と中周波帯域の車体振動との共振を抑制している。

また、第１取付ブラケット５１が配設された第１収容領域Ｓ１の前側領域は、前席乗員の足元に相当している。そして、第１取付ブラケット５１において、車幅方向外側端部と締結部５１ｔとの距離が、車幅方向内側端部と締結部５１ｓとの距離よりも長く設定され、第１取付ブラケット５１の車幅方向外側部分のバッテリモジュール１１の取付剛性が相対的に低下されている。即ち、第１取付ブラケット５１Ｌ，５１Ｒが夫々連結する隣接したバッテリモジュール１１を一塊としたとき、バッテリモジュール１１によるロール軸線Ｒ回りのロール運動が助長されて前席乗員が知覚する振動減衰性を高くしている。
尚、締結部５１ｔは、第２，第３取付ブラケット５２，５３の車幅方向外側に配設された締結部５２ｓ，５２ｔ，５３ｓ，５３ｔよりも車幅方向外側端部から車幅方向内側に離隔していることから、最小限のバッテリモジュール１１の取付剛性低下で前席乗員の乗り心地を改善している。

次に、上記バッテリユニット取付構造の作用、効果について説明する。
作用、効果の説明に当り、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）によるシミュレーション解析を行った。第１～第３収容領域Ｓ１～Ｓ３に収容された全てのバッテリモジュール１１を第３取付ブラケット５３を用いて取り付けた車両モデルＡ（評価基準モデル）と、本実施例の車両モデルＢとを作成し、フロントパネル２ａの振動減衰性（イナータンス）について解析を行った。

図１２に、解析結果を示す。
図１２に示すように、車両モデルＢの振動減衰性は、全領域において車両モデルＡの振動減衰性を下回り、前席乗員が知覚する振動減衰性（乗り心地）が改善されたことが確認された。特に、ドラミングノイズに関連する４０～５０Ｈｚ領域において、車両モデルＢの振動振幅のピーク値を大幅に低下され、前席乗員が知覚する振動減衰性の改善が顕著であった。尚、本実施形態において、２０～５０Ｈｚの低周波音をドラミングノイズ、１００～４００Ｈｚの中周波音をロードノイズとしている。

実施例１に係るバッテリユニット取付構造によれば、バッテリユニット１０が、バッテリモジュール１１と、複数のバッテリモジュール１１を収容すると共に１対のフロアフレーム３に取り付けられるバッテリケース１２を有するため、バッテリモジュール１１を車体側のフロアフレーム３に対してバッテリケース１２を介して強固に連結することができる。フロアパネル２が２０～５０Ｈｚの周波数で振動すると共にバッテリモジュール１１が車幅方向中央部を前後に延びるロール軸線Ｒ回りにロール運動する際、バッテリモジュール１１の車幅方向端部の上下方向の振れ幅を振動振幅としたとき、バッテリケース１２に取り付けられる第１収容領域Ｓ１に収容されたバッテリモジュール１１の取付剛性を振動振幅のピーク値を低下させるようにバッテリケース１２に取り付けられる第２，第３容領域Ｓ２，Ｓ３に収容されたバッテリモジュール１１の取付剛性に対して低下させているため、一部のバッテリモジュール１１の取付剛性を用いて車両Ｖの振動減衰性を高くすることができ、他のバッテリモジュール１１の取付剛性を用いて車両Ｖのロードノイズを抑制することができる。

複数のバッテリモジュールは１１、同一姿勢で支持されると共に車幅方向に延びる列が３列以上に配置され、前端側の列（第１収容領域Ｓ１）のバッテリモジュール１１の取付剛性を他の列（第２，第３容領域Ｓ２，Ｓ３）のバッテリモジュール１１の取付剛性に対して低下させたため、車体振動に対して影響の大きい前端側の列のバッテリモジュール１１の取付剛性を変更することにより、振動減衰性を高くすることができる。

複数のバッテリモジュール１１は、同一姿勢で支持されると共に車幅方向に延びる列が複数列に配置され、最前列のバッテリモジュール１１は、列方向に複数の取付部（締結部５１ｓ，５１ｔ）を有すると共に列の端部側の取付部（締結部５１ｔ）の取付剛性が列の内側の取付部（締結部５１ｓ）の取付剛性よりも低下されたため、同一のバッテリモジュール１１の取付部のうち乗り心地性能に対して影響の大きい端部側の取付部のバッテリモジュール１１の取付剛性を低下させることにより、振動減衰性を高くすることができる。

最前列である第１収容領域Ｓ１の車幅方向外側端部側の締結部５１ｔを第２，第３収容領域Ｓ２，Ｓ３の車幅方向外側端部側の締結部５２ｓ，５２ｔ，５３ｓ，５３ｔよりも車幅方向内側に形成したため、締結部の位置変更で振動減衰性を高くすることができる。

第１収容領域Ｓ１の後側よりも前側のバッテリモジュール１１の締結部の数を減少することによりバッテリモジュール１１の取付剛性を低下させるため、締結部の数で振動減衰性を高くすることができる。

バッテリユニット１０が、フロントシート下方に対応する第１収容領域Ｓ１からフロントシートよりも後側の下方に対応する第２，第３収容領域Ｓ２，Ｓ３に亙って配設され、第１収容領域Ｓ１の前側部分に対応するバッテリモジュール１１の取付剛性を第２，第３収容領域Ｓ２，Ｓ３に対応するバッテリモジュール１１の取付剛性に対して低下させたため、前席乗員の乗り心地性能を集中的に改善することができる。

第１収容領域Ｓ１に対応するバッテリモジュール１１の前側取付剛性を第１収容領域Ｓ１に対応するバッテリモジュール１０の後側取付剛性に対して低下させたため、前席乗員の乗り心地性能に対して影響が大きい前席乗員の足元の振動減衰性を高くすることができる。

第１収容領域Ｓ１に対応するバッテリモジュール１１の前側締結部の数は第１収容領域Ｓ１に対応するバッテリモジュール１１の後側取付部の数よりも少なく設定され、列の端部側の前側取付部である締結部５１ｔが列の端部側の後側取付部である締結部５２ｓ（５２ｔ）よりも車幅方向内側に配設されたため、簡単な構成で前席乗員の足元の振動減衰性を高くすることができる。

次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施形態においては、第１～第３収容領域Ｓ１～Ｓ３を形成した例を説明したが、収容領域を２つ形成しても良く、４つ以上形成しても良い。また、後端の第３収容領域Ｓ３に２段支持機構４０を設けた例を説明したが、３段以上の支持機構を設けても良く、第２収容領域Ｓ２にも、２段支持機構又は３段以上の支持機構を設けても良い。

２〕前記実施形態においては、第１収容領域Ｓ１において、前側に第１取付ブラケット５１、後側に第２取付ブラケット５２を設けた例を説明したが、前後共に第１取付ブラケット５１にしても良い。この場合、第１収容領域Ｓ１の締結部の数を第２，第３収容領域Ｓ２，Ｓ３の締結部の数を少なくする、或いは、第１収容領域Ｓ１の取付ブラケットの板厚を第２，第３収容領域Ｓ２，Ｓ３の取付ブラケットの板厚を薄くして振動振幅のピーク値を低下させる。

３〕前記実施形態においては、ドラミングノイズに関連する４０～５０Ｈｚ領域において振動振幅のピーク値を大幅に低下した例を説明したが、ドラミングノイズに関連する２０～５０Ｈｚ領域であれば、何れの領域であっても同様の効果を奏することができる。

４〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態や各実施形態を組み合わせた形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。

２ フロアパネル
３ フロアフレーム
１０ バッテリユニット
１２ バッテリケース
５１ 第１取付ブラケット
５１ｓ，５１ｔ 締結部
５１ｐ 位置決め部
５２ 第２取付ブラケット
５２ｓ，５２ｔ，５２ｕ 締結部
５３ 第３取付ブラケット
５３ｓ，５３ｔ 締結部
Ｖ 車両
Ｓ１～Ｓ３ 第１～第３収容領域

Claims (8)

1. フロアパネルと、このフロアパネルの下側にフロアパネルと協働して前後に延びる閉断面を形成する左右１対のフロアフレームと、バッテリモジュールを支持すると共に前記１対のフロアフレームに取り付けられたバッテリユニットとを備えた電動車両のバッテリユニット取付構造において、
   前記バッテリユニットが、前記バッテリモジュールと、複数の前記バッテリモジュールを収容すると共に前記１対のフロアフレームに取り付けられるバッテリケースを有し、
   前記フロアパネルが２０～５０Ｈｚの周波数で振動すると共に前記バッテリモジュールが車幅方向中央部を車体前後方向に延びる軸線回りにロール運動する際、前記バッテリモジュールの車幅方向端部の上下方向の振れ幅を振動振幅としたとき、前記バッテリケースに取り付けられる一部のバッテリモジュールの取付剛性を前記振動振幅のピーク値を低下させるように前記バッテリケースに取り付けられる他のバッテリモジュールの取付剛性に対して低下させたことを特徴とする電動車両のバッテリユニット取付構造。
2. 前記複数のバッテリモジュールは、同一姿勢で支持されると共に車幅方向に延びる列が３列以上に配置され、
   一端側の列のバッテリモジュールの取付剛性を他の列のバッテリモジュールの取付剛性に対して低下させたことを特徴とする請求項１に記載の電動車両のバッテリユニット取付構造。
3. 前記複数のバッテリモジュールは、同一姿勢で支持されると共に車幅方向に延びる列が複数列に配置され、
   所定の列のバッテリモジュールは、列方向に複数の取付部を有すると共に列の端部側の取付部の取付剛性が列の内側の取付部の取付剛性よりも低下されたことを特徴とする請求項１に記載の電動車両のバッテリユニット取付構造。
4. 前記所定の列の端部側の取付部を前記所定の列以外の列の端部側の取付部よりも車幅方向内側に形成したことを特徴とする請求項３に記載の電動車両のバッテリユニット取付構造。
5. 前記バッテリモジュールの取付部の数を減少することにより取付剛性を低下させることを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の電動車両のバッテリユニット取付構造。
6. 前記バッテリユニットが、フロントシート下方に対応する第１位置からフロントシートよりも後側の下方に対応する第２位置に亙って配設され、
   前記第１位置に対応するバッテリモジュールの取付剛性を前記第２位置に対応するバッテリモジュールの取付剛性に対して低下させたことを特徴とする請求項１～５の何れか１項に記載の電動車両のバッテリユニット取付構造。
7. 前記第１位置に対応するバッテリモジュールの前側取付剛性を前記第１位置に対応するバッテリモジュールの後側取付剛性に対して低下させたことを特徴とする請求項６に記載の電動車両のバッテリユニット取付構造。
8. 前記第１位置に対応するバッテリモジュールの前側取付部の数は前記第１位置に対応するバッテリモジュールの後側取付部の数よりも少なく設定され、
   列の端部側の前記前側取付部が列の端部側の前記後側取付部よりも車幅方向内側に配設されたことを特徴とする請求項７に記載の電動車両のバッテリユニット取付構造。

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