JP7369681B2 - 電池パック搭載車両 - Google Patents

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Description

本発明は、電池パック搭載車両に関する。
電池パック搭載車両として、例えば、車体の縦フレームが車体前後方向に延設され、縦フレームに沿ってバッテリが縦置きに配置され、バッテリの上方に車体のクロスメンバが車幅方向に延設された状態で縦フレームに固定されたものが知られている。この電池パック搭載車両によれば、クロスメンバが縦フレームに固定されることにより車体の剛性、強度を確保することができる(例えば、特許文献1参照)。
米国特許第10780923号明細書
しかし、特許文献1に記載の電池パック搭載車両は、縦フレームとバッテリとの空間が少ないため、例えば、側面衝突により縦フレームに入力する荷重で縦フレームが変形(圧壊)してバッテリが損傷するおそれがある。この対策として、例えば、縦フレームを補強することにより、側面衝突の荷重による縦フレームの変形を抑えることが考えられる。しかし、縦フレームを補強することにより車体の重量が増加する。
本発明は、車体の重量を増加させることなく電池パックの変形を抑制できる電池パック搭載車両を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
(1)本発明に係る電池パック搭載車両は、車両(例えば、実施形態の電池パック搭載車両Ve)の床下において、長手方向を車体前後方向に向けて縦置きに配置された複数のバッテリ(例えば、実施形態のバッテリ85)を有する電池パック(例えば、実施形態の電池パック20)を備え、前記電池パックは、パック重心(例えば、実施形態のパック重心Gi)が車両全体の車両重心(例えば、実施形態の車両重心Gb)より車体後方に配置されている。
この構成によれば、複数のバッテリの長手方向を車体前後方向に向けて縦置きした。よって、複数のバッテリで構成されたバッテリモジュールの車幅方向の幅を小さく抑えることができる。これにより、縦フレーム(左側フレーム104、右側フレーム103)とバッテリ(85)との間に変形許容空間(衝突ストロークの空間ということもある)を設定できる。例えば、側面衝突により車両の側部に荷重(以下、側突荷重という)が入力した際に、側突荷重による変形許容空間(衝突ストロークの空間)を大きく設定し、縦フレーム(左側フレーム104、右側フレーム103)を変形させることで衝撃エネルギーを吸収できる。
さらに、複数のバッテリで構成されたバッテリモジュールの車体前後方向の長さを長くすることで、電池パックのパック重心(Gi)を車両全体(車体、モータ、バッテリなど車両のすべてを含む)の車両重心(Gb)より車体後方に配置した。これにより、バッテリモジュールに対する、車両の側部に入力する側突荷重による影響を小さく設定できる。
このように、衝突ストロークの空間を大きく設定し、かつ側突荷重による影響を小さく設定することにより、例えば車体の補強を削減にできるので、車体の重量を増加させることなく電池パックの変形を抑制できる。
(2)前記電池パックより車体前方に設けられて車体前後方向に延びるフロントサイドフレーム(例えば、実施形態の左右側のフロントサイドフレーム36)と、前記電池パックより車体後方に設けられて車体前後方向に延びるリヤフレーム(例えば、実施形態の左右側のリヤフレーム41)と、を備え、前記電池パックは、前記複数のバッテリで構成されるバッテリモジュール(例えば、実施形態のバッテリモジュール82)を備え、前記バッテリモジュールは、車幅方向の外端部(例えば、実施形態の右側外端部82c、左側外端部82d)が前記フロントサイドフレームおよび前記リヤフレームの少なくとも一方の延長線(例えば、実施形態の延長線151,152)上に配置されていてもよい。
この構成によれば、バッテリモジュールのうち車幅方向の外端部をフロントサイドフレームおよびリヤフレームの少なくとも一方の延長線上に配置した。よって、例えば、スモールオーバラップ衝突により入力した荷重(以下、スモール衝突荷重という)で前輪または後輪が電池パックに向け移動した場合に、バッテリモジュールをフロントサイドフレーム、リヤフレームで保護できる。
これにより、前輪または後輪の移動により変形した車体や、電池パックの外枠(バッテリケース)がバッテリモジュール(すなわち、バッテリ)に干渉することを抑制できる。
(3)前記電池パックの底面(例えば、実施形態のケース底部108)に車体前後方向へ向けて延設されて前記バッテリを支持する縦フレーム(例えば、実施形態の第1縦フレーム94、第2縦フレーム95)と、前記フロントサイドフレームの後端部(例えば、実施形態の折曲部36a)から車体後方へ向けて延長された分岐部(例えば、実施形態の左右側の分岐部38)と、を備え、前記分岐部は、前記縦フレームの前端部(例えば、実施形態の前端部94a)に結合されていてもよい。
この構成によれば、電池パックの底面に縦フレームを備えた。また、フロントサイドフレームの後端部から分岐部を延長して縦フレームの前端部に結合させた。よって、前面衝突によりフロントサイドフレームに入力した荷重(以下、前突荷重という)を、分岐部を経て縦フレームで支持できる。これにより、例えば、車体の車幅方向外側に設けられたサイドシルなどの車体フレーム(骨格部材)を軽量化できる。
(4)前記電池パックの底面に車体前後方向へ向けて延設されて前記バッテリを支持する縦フレーム(例えば、実施形態の第2縦フレーム95)を備え、前記縦フレームは、後端部(例えば、実施形態の後端部95a)が前記リヤフレームの延長線(例えば、実施形態の延長線151,152)上に配置されていてもよい。
この構成によれば、縦フレームの後端部をリヤフレームの延長線上に配置した。よって、後面衝突によりリヤフレームに入力した荷重(以下、後突荷重という)を、リヤフレームを経て縦フレームで支持できる。これにより、例えば、車体の車幅方向外側に設けられたサイドシルなどの車体フレーム(骨格部材)を軽量化できる。
(5)前記電池パックは、前記複数のバッテリで構成されたバッテリモジュール(例えば、実施形態のバッテリモジュール82)と、前記バッテリモジュールの車幅方向外側において車体前後方向へ向けて延設され、前記前記バッテリモジュールを支持する外側の縦フレーム(例えば、実施形態の第1縦フレーム94、第2縦フレーム95)と、前記外側の縦フレームより車幅方向外側に設けられ、側面衝突の荷重(例えば、実施形態の側突荷重F1)で変形可能な易変形部(例えば、実施形態の易変形部161)と、を備えていてもよい。
この構成によれば、バッテリモジュールの車幅方向外側において車体前後方向へ向けて外側の縦フレームを延設した。さらに、外側の縦フレームより車幅方向外側に易変形部を備えた。よって、側面衝突により入力した側突荷重で易変形部を変形させて、側突エネルギーを易変形部で吸収できる。
これにより、例えば、車体の車幅方向外側に設けられたサイドシルなどの車体フレーム(骨格部材)への補強を不要にでき、車体フレームを軽量化できる。
(6)前記易変形部は下方に変形させてもよい。
この構成によれば、易変形部を下方に変形させることにより、例えば電池パックの内部に収納されているバッテリに易変形部が干渉することを回避できる。
(7)前記電池パックは、前記複数のバッテリで構成されるバッテリモジュール(例えば、実施形態のバッテリモジュール82)の外周を覆う枠部(例えば、実施形態のケース枠部91)と、前記枠部の内部において前記バッテリモジュールの下方に設けられたケース部(例えば、実施形態のケース部92)と、前記ケース部に沿って車体前後方向に間隔をあけて車体前後方向へ向けて設けられた前側の縦フレーム(例えば、実施形態の第1縦フレーム94)および後側の縦フレーム(例えば、実施形態の第2縦フレーム95)と、前記前側の縦フレームおよび前記後側の縦フレームの間に設けられ、車幅方向へ向けて延設されたクロスメンバ(例えば、実施形態のロアクロスメンバ93)と、を備えていてもよい。
この構成によれば、ケース部に沿って車体前後方向に間隔をあけて前側の縦フレームおよび後側の縦フレームを車体前後方向へ向けて設けた。さらに、前側の縦フレームおよび後側の縦フレームの間にクロスメンバを設けた。よって、クロスメンバの車体前後のケース領域において、前側の縦フレームおよび後側の縦フレームに沿って、縦長のバッテリを車体前後方向に向けて縦置きに配置できる。これにより、縦長のバッテリを効率よく縦置きできるため十分な航続距離を確保できる。
(8)前記電池パックは、前記前側の縦フレームおよび前記後側の縦フレームに載置された前記複数のバッテリの上方において前記クロスメンバに沿って設けられ、前記複数のバッテリを上方から固定するアッパクロスメンバ(例えば、実施形態のアッパクロスメンバ96)を備えていてもよい。
この構成によれば、前側の縦フレームおよび後側の縦フレームに複数のバッテリを載置した。さらに、複数のバッテリをアッパクロスメンバで上方から固定した。これにより、縦長のバッテリを安定して固定できる。
(9)前記電池パックの上方に配置されたフロアパネル(例えば、実施形態のフロアパネル23)と、前記フロアパネルのうち前記パック重心の車体前後の間で、かつ、前記パック重心に対して車幅方向に並ぶ位置において、車体前後方向へ向けて延設されて前記電池パックを固定するフロア縦フレーム(例えば、実施形態の第1~第4のフロア縦フレーム55~58)と、を備えていてもよい。
この構成によれば、パック重心に対して車幅方向に並ぶ位置に、フロア縦フレームを車体前後方向へ向けて延設し、フロア縦フレームで電池パックを固定するようにした。これにより、電池パックのパック重心に対して車幅方向に並ぶ位置をフロア縦フレームで支持できるのでフロアパネルの剛性、強度を確保できる。
(10)前記フロア縦フレームは、前記フロアパネルにおいて、車幅方向一方の第1フロア部(例えば、実施形態の第1フロア部33)と、車幅方向他方の第2フロア部(例えば、実施形態の第2フロア部34)とに、車幅方向へ間隔をあけて複数設けられ、前記フロアパネルは、前記電池パックの車体前方の部位、および前記フロア縦フレームの間の部位の少なくとも一方に、シートに着座した乗員(例えば、実施形態の乗員66~69)の足置き場(例えば、実施形態の第1、第2の前足置き場61,63、第1、第2の後足置き場62,64)を有していてもよい。
この構成によれば、シートに着座した乗員の足置き場を、フロアパネルにおいて、電池パックの車体前方の部位、およびフロア縦フレームの間の部位の少なくとも一方に設けた。
ここで、電池パックの車体前方の部位を、電池パックより下方に下げることが可能である。また、フロア縦フレームの間の部位を、電池パックに近づける位置まで下げることができる。これにより、電池パックの車体前方の部位、フロア縦フレームの間の部位を乗員の足置き場とすることにより、小型車でも室内空間を有効活用でき、広い室内空間を確保できる。
(11)前記フロアパネルの車幅方向外側に設けられて、車体前後方向に延びるサイドシル(例えば、実施形態の左右側のサイドシル31)を備え、前記フロア縦フレームに結合され、前記サイドシルまで端部(例えば、実施形態の右端部45a、クロスメンバ右端部45a、左端部45c、クロスメンバ左端部45c、右端部46c、クロスメンバ右端部46a、左端部46c、クロスメンバ左端部46c)が車幅方向外側へ向けて下方に傾斜されるフロアクロスメンバ(例えば、実施形態の第2フロアクロスメンバ45、第3フロアクロスメンバ46)と、前記フロアクロスメンバの前記端部とともに前記フロアパネルを挟むように前記フロアパネルの下方に設けられた傾斜メンバ(例えば、実施形態の傾斜メンバ48)と、を備え、前記傾斜メンバは、前記フロアパネルとともに前記サイドシルまで閉断面(例えば、実施形態の傾斜閉断面49)を形成してもよい。
この構成によれば、フロア縦フレームにフロアクロスメンバを結合してサイドシルまで延ばし、フロアクロスメンバの端部を車幅方向外側へ向けて下方に傾斜させた。さらに、フロアパネルの下方に傾斜メンバを設け、傾斜メンバおよびフロアパネルでサイドシルまで延びる閉断面を形成した。よって、フロアパネルのうちサイドシルの近傍部位をフロアクロスメンバおよび傾斜メンバで補強できる。
フロアパネルのうちサイドシルの近傍部位を補強する理由はつぎの通りである。すなわち、例えば、乗員の乗降を容易にするためには、フロアパネルをサイドシルの上端に沿って形成することが好ましい。しかし、フロアパネルをサイドシルの上端に沿って形成した場合、側面衝突により入力する側突荷重に対して、サイドシルの近傍部位の剛性、強度を確保することが難しい。
そこで、フロアパネルのうちサイドシルの近傍部位をフロアクロスメンバおよび傾斜メンバを補強して、剛性、強度を確保するようにした。
これにより、例えば、乗員の乗降を容易にするために、フロアパネルをサイドシルの上端に沿って形成した場合でも、側面衝突により入力する側突荷重をフロアクロスメンバ、傾斜メンバで支持できる。しかも、乗員の体重が加わるシートをサイドシルの近傍まで寄せてフロアクロスメンバに取り付けても、傾斜メンバがサイドシルの内側面で支持できる。
(12)前記傾斜メンバおよび前記フロアパネルで形成される前記閉断面は、前記フロアクロスメンバと前記フロアパネルとにより形成される閉断面(例えば、実施形態のクロスメンバ傾斜閉断面47)より大きくてもよい。
この構成によれば、傾斜メンバの閉断面をフロアクロスメンバの閉断面より大きくした。よって、傾斜メンバを側面衝突により入力した側突荷重で、フロアクロスメンバに対して下方に折り曲げるように変形できる。これにより、側面衝突による側突エネルギーを傾斜メンバで吸収できる。
(13)前記電池パックは、複数の電池セルが車体前後方向に重ねられて、長手方向が車体前後方向を向いたバッテリ(例えば、実施形態のバッテリ85)が車幅方向に複数配置されたバッテリモジュール(例えば、実施形態のバッテリモジュール82)と、前記バッテリモジュールの車幅方向中央の上部に配置されたバッテリ補機(例えば、実施形態のバッテリ補機83)と、を備えていてもよい。
この構成によれば、バッテリモジュールの車幅方向中央の上部にバッテリ補機を配置した。よって、バッテリの容量を損なうことなく、バッテリモジュールの車幅方向の寸法を小さく抑えることができる。これにより、例えば、側面衝突により入力する側突荷重による変形を許容する衝突ストロークの空間を大きく設定できる。
(14)前記電池パックは、複数の電池セルが車体前後方向に重ねられて、長手方向が車体前後方向を向いたバッテリ(例えば、実施形態のバッテリ85)が車幅方向に複数配置され、かつ、車体前後方向に少なくとも一対配置されたバッテリモジュール(例えば、実施形態のバッテリモジュール82)と、前記バッテリモジュールにおいて、前記バッテリの間の車幅方向に延びる第1境界部(例えば、実施形態の第1境界部121)、および車体前後方向に延びる第2境界部(例えば、実施形態の第2境界部122)の少なくとも一方の空間に配置された電気配線(例えば、実施形態の電気配線84)と、を備え、前記第1境界部の車体前後方向に前記フロアクロスメンバが設けられていてもよい。
この構成によれば、バッテリモジュールにおいて、前記バッテリの間の車幅方向に延びる第1境界部、および車体前後方向に延びる第2境界部の少なくとも一方の空間に電気配線を配置した。
ここで、例えば、バッテリが車幅方向に複数配置され、かつ、車体前後方向に一対配置されたバッテリモジュールにおいて、バッテリの端子を第1境界部に向けて配置することができる。よって、第1境界部の空間において、通線を車幅方向の中央に向かって各バッテリを接続しながら車幅方向に通して電池パックの中心に各端子を集中させることができる。
さらに、第1境界部の車体前後方向にフロアクロスメンバを設けた。よって、第1境界部に配置した端子や電気配線などの電気部品を、例えば側面衝突により入力する側突荷重から保護できる。
これにより、バッテリモジュールの車幅方向外側に電気配線や端子を設ける必要がないので、例えば、側面衝突により入力する側突荷重による変形を許容する衝突ストロークの空間を大きく設定できる。
ここで、例えば、電池パックは、第1境界部の上方にアッパクロスメンバが備えられている。よって、電池パックの中心に集中させた各端子をアッパクロスメンバの上方に引き出して、車体前後方向に設けられたバッテリ補機などの高圧部品に接続させながら車体前方へ通線して高圧配線を配置することにより通線を短縮できる。通線を短縮することにより、コストダウンや軽量化を図ることができる。また、電池パックのうちアッパクロスメンバが備えられた剛性の高い部位に通線させるため、車体(具体的には、電池パック)の振動時に、配線への損傷(ダメージ)を抑制できる。
本発明によれば、衝突ストロークの空間を大きく設定し、かつ側突荷重による影響を小さくすることにより、車体の重量を増加させることなく電池パックの変形を抑制できる。
本発明に係る一実施形態の電池パック搭載車両を左側方からみた概略図である。 一実施形態の電池パック搭載車両を斜め前方からみた斜視図である。 一実施形態の電池パック搭載車両を示す底面図である。 図2の電池パック搭載車両をIV-IV線で破断した断面図である。 図2の電池パック搭載車両をV-V線で破断した断面図である。 一実施形態の電池パックからケースカバーを外した状態を示す斜視図である。 図6の電池パックを示す分解斜視図である。 一実施形態の電池パック搭載車両を電池パックの第1境界部で破断した斜視図である。 一実施形態の電池パックを第2境界部で破断した斜視図である。 図2の電池パック搭載車両をX-X線で破断した断面図である。 一実施形態の電池パックを第1境界部で破断した断面図である。 一実施形態の電池パックの易変形部を示す断面図である。 図12のXIII部を拡大した断面図である。 一実施形態の電池パックの易変形部を変形する例を説明する断面図である。
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る電池パック搭載車両を説明する。図面において、矢印FRは車両の前方、矢印UPは車両の上方、矢印LHは車両の左側方を示す。また、電池パック搭載車両は、概ね左右対称の構成である。よって、以下、左右の構成部材に同じ符号を付して説明する。
<車両本体>
図1から図3に示すように、電池パック搭載車両Veは、車両本体(以下、車体10ということもある)10と、電池パック20と、を備えている。以下、電池パック搭載車両Veを単に「車両Ve」ということもある。
車両本体10は、サイドシルユニット22と、フロアパネル23と、フロアトンネル24と、フロントサイドフレームユニット25と、リヤフレームユニット26と、フロアクロスメンバユニット27と、フロア縦フレームユニット28と、を備えている。
サイドシルユニット22は、右側のサイドシル(サイドシル)31と、左側のサイドシル(サイドシル)31と、を備えている。右側のサイドシル31は、閉断面に形成され、車体10の骨格の一部を構成する剛性の高い部材である。右側のサイドシル31は、車幅方向右外側に設けられ、フロアパネル23の車幅方向右外側部に沿って車体前後方向に延在されている。
左側のサイドシル31は、閉断面に形成され、車体10の骨格の一部を構成する剛性の高い部材である。左側のサイドシル31は、車幅方向左外側に設けられ、フロアパネル23の車幅方向左外側部に沿って車体前後方向に延びている。
左側のサイドシル31と右側のサイドシル31との間にフロアパネル23が設けられている。フロアパネル23は、平面視略矩形状の板状部材であり、車体10の床部を形成している。フロアパネル23は、第1フロア部33と、第2フロア部34と、を備えている。
第1フロア部33は、右側のサイドシル31とフロアトンネル24との間の車幅方向右側(車幅方向一方側)に設けられている。第2フロア部34は、左側のサイドシル31とフロアトンネル24との間の車幅方向左側(車幅方向他方側)に設けられている。
第1フロア部33および第2フロア部34の間にフロアトンネル24が車体前後方向に延在されている。フロアトンネル24は、フロアパネル23から上方へ向けて隆起されている。
フロントサイドフレームユニット25は、右側のフロントサイドフレーム(フロントサイドフレーム)36と、左側のフロントサイドフレーム(フロントサイドフレーム)36と、を備えている。右側のフロントサイドフレーム36および左側のフロントサイドフレーム36は、電池パック20より車体前方に設けられている。
右側のフロントサイドフレーム36は、右側のサイドシル31の前部31aから車体前方に向けて延び、平面視で概ねV字状に形成されている。右側のフロントサイドフレーム36は、閉断面に形成され、車体10の骨格の一部を構成する剛性の高い部材である。右側のフロントサイドフレーム36は、折曲部(右側のフロントサイドフレーム36の後端部)36aが右側のサイドシル31の前端部31bに右側のアウトリガー37で連結されている。右側の折曲部36aに右側の分岐部(分岐部)38が接合されている。
右側の分岐部38は、車体後方に向うに従って車幅方向内側に傾斜状に延長されている。右側の分岐部38は、後端部38aが電池パック20の右側の前支持ブラケット135(後述する)に結合されている。
左側のフロントサイドフレーム36は、左側のサイドシル31の前部31aから車体前方に向けて延び、平面視で概ねV字状に形成されている。左側のフロントサイドフレーム36は、閉断面に形成され、車体10の骨格の一部を構成する剛性の高い部材である。左側のフロントサイドフレーム36は、折曲部(左側のフロントサイドフレーム36の後端部)36aが左側のサイドシル31の前端部31bに左側のアウトリガー37で連結されている。左側の折曲部36aに左側の分岐部(分岐部)38が接合されている。
左側の分岐部38は、車体後方に向うに従って車幅方向内側に傾斜状に延長されている。左側の分岐部38は、後端部38aが電池パック20の左側の前支持ブラケット135(後述する)に結合されている。
リヤフレームユニット26は、右側のリヤフレーム(リヤフレーム)41と、左側のリヤフレーム(リヤフレーム)41と、を備えている。右側のリヤフレーム41および左側のリヤフレーム41は、電池パック20より車体後方に設けられている。
右側のリヤフレーム41は、右側のサイドシル31の後端部31cから車体後方に向けて延び、平面視で概ねJ字状に形成されている。右側のリヤフレーム41は、閉断面に形成され、車体10の骨格の一部を構成する剛性の高い部材である。
左側のリヤフレーム41は、左側のサイドシル31の後端部31cから車体後方に向けて延び、平面視で概ねJ字状に形成されている。左側のリヤフレーム41は、閉断面に形成され、車体10の骨格の一部を構成する剛性の高い部材である。
フロアクロスメンバユニット27は、右側のサイドシル31と左側のサイドシル31との間に配置され、フロアパネル23の上面に沿って接合されている。
フロアクロスメンバユニット27は、右側の第1フロアクロスメンバ44と、左側の第1フロアクロスメンバ44と、右側の第2フロアクロスメンバ(フロアクロスメンバ)45と、左側の第2フロアクロスメンバ(フロアクロスメンバ)45と、右側の第3フロアクロスメンバ(フロアクロスメンバ)46と、左側の第3フロアクロスメンバ(フロアクロスメンバ)46と、を備えている。
右側の第1フロアクロスメンバ44は、右側のサイドシル31の前部31a近傍とフロアトンネル24の前部24aとの間の第1フロア部33において車幅方向に延在されている。右側の第1フロアクロスメンバ44は、第1フロア部33の上面から隆起され、第1フロア部33とともに閉断面を形成する。
左側の第1フロアクロスメンバ44は、左側のサイドシル31の前部31aとフロアトンネル24の前部24aとの間の第2フロア部34において車幅方向に延在されている。左側の第1フロアクロスメンバ44は、第2フロア部34の上面から隆起され、第2フロア部34とともに閉断面を形成する。
図2、図4に示すように、右側の第2フロアクロスメンバ45は、右側のサイドシル31の中央31dとフロアトンネル24の中央24bとの間において車幅方向に延在されている。右側の第2フロアクロスメンバ45は、第1フロア部33の上面から隆起され、第1フロア部33とともに閉断面を形成する。右側の第2フロアクロスメンバ45は、右端部(端部)45aのうち頂部45bが右側のサイドシル31の中央31dまで車幅方向右外側へ向けて下方に傾斜されている。以下、右側の第2フロアクロスメンバ45の右端部45aを「クロスメンバ右端部45a」ということもある。
クロスメンバ右端部45aと第1フロア部33の右端部33aとによりクロスメンバ傾斜閉断面(閉断面)47が形成されている。
クロスメンバ右端部45aの下方には傾斜メンバ48が備えられている。傾斜メンバ48は、クロスメンバ右端部45aとともに第1フロア部33の右端部(サイドシル31の近傍部位)33aを挟むように第1フロア部33(具体的には、右端部33a)の下方に設けられている。
傾斜メンバ48は、第1フロア部33の右端部33aとともに右側のサイドシル31の中央31dまで傾斜閉断面(閉断面)49を形成する。よって、第1フロア部33の右端部33aは、右側の第2フロアクロスメンバ45および傾斜メンバ48により補強されている。ここで、傾斜閉断面49は、クロスメンバ傾斜閉断面47より大きく形成されている。
以下、左側の第2フロアクロスメンバ45、右側の第3フロアクロスメンバ46、および左側の第3フロアクロスメンバ46について説明する。なお、以下の説明において、クロスメンバ傾斜閉断面、傾斜メンバ、および傾斜閉断面については、便宜上、右側の第2フロアクロスメンバ45で説明したクロスメンバ傾斜閉断面47、傾斜メンバ48、および傾斜閉断面49と同じ符号を付して説明する。
左側の第2フロアクロスメンバ45は、左側のサイドシル31の中央31dとフロアトンネル24の中央24bとの間において車幅方向に延在されている。左側の第2フロアクロスメンバ45は、第2フロア部34の上面から隆起され、第2フロア部34とともに閉断面を形成する。左側の第2フロアクロスメンバ45は、左端部(端部)45cのうち頂部45dが左側のサイドシル31の中央31dまで車幅方向左外側へ向けて下方に傾斜されている。以下、左側の第2フロアクロスメンバ45の左端部45cを「クロスメンバ左端部45c」ということもある。
クロスメンバ左端部45cと第2フロア部34の左端部34aとによりクロスメンバ傾斜閉断面(閉断面)47が形成されている。
クロスメンバ左端部45cの下方には傾斜メンバ48(図示せず)が備えられている。傾斜メンバ48は、クロスメンバ左端部45cとともに第2フロア部34の左端部(サイドシル31の近傍部位)34aを挟むように第2フロア部34(具体的には、左端部34a)の下方に設けられている。
傾斜メンバ48は、第2フロア部34の左端部34aとともに左側のサイドシル31の中央31dまで傾斜閉断面(閉断面)49(図示せず)を形成する。よって、第2フロア部34の左端部34aは、左側の第2フロアクロスメンバ45および傾斜メンバ48により補強されている。ここで、傾斜閉断面49は、クロスメンバ傾斜閉断面47より大きく形成されている。
右側の第3フロアクロスメンバ46は、右側のサイドシル31の後端部31c近傍とフロアトンネル24の後端部24c近傍との間の第1フロア部33において車幅方向に延在されている。右側の第3フロアクロスメンバ46は、第1フロア部33の上面から隆起され、第1フロア部33とともに閉断面を形成する。右側の第3フロアクロスメンバ46は、右端部(端部)46aのうち頂部46bが右側のサイドシル31の後端部31c近傍まで車幅方向外側へ向けて下方に傾斜されている。以下、右側の第3フロアクロスメンバ46の右端部46aを「クロスメンバ右端部46a」ということもある。
クロスメンバ右端部46aと第1フロア部33の右端部33aとによりクロスメンバ傾斜閉断面(閉断面)47が形成されている。
クロスメンバ右端部46aの下方には傾斜メンバ48(図示せず)が備えられている。傾斜メンバ48は、クロスメンバ右端部46aとともに第1フロア部33の右端部(サイドシル31の近傍部位)33aを挟むように第1フロア部33(具体的には、右端部33a)の下方に設けられている。
傾斜メンバ48は、第1フロア部33の右端部33aとともに右側のサイドシル31の後端部31c近傍まで傾斜閉断面(閉断面)49(図示せず)を形成する。よって、第1フロア部33の右端部33aを右側の第3フロアクロスメンバ46および傾斜メンバ48により補強できる。ここで、傾斜閉断面49は、クロスメンバ傾斜閉断面47より大きく形成されている。
左側の第3フロアクロスメンバ46は、左側のサイドシル31の後端部31c近傍とフロアトンネル24の後端部24c近傍との間の第2フロア部34において車幅方向に延在されている。左側の第3フロアクロスメンバ46は、第2フロア部34の上面から隆起され、第2フロア部34とともに閉断面を形成する。左側の第3フロアクロスメンバ46は、左端部(端部)46cのうち頂部46dが左側のサイドシル31の後端部31c近傍まで車幅方向外側へ向けて下方に傾斜されている。以下、左側の第3フロアクロスメンバ46の左端部46cを「クロスメンバ左端部46c」ということもある。
クロスメンバ左端部46cと第2フロア部34の左端部34aとによりクロスメンバ傾斜閉断面(閉断面)47が形成されている。
クロスメンバ左端部46cの下方には傾斜メンバ48(図示せず)が備えられている。傾斜メンバ48は、クロスメンバ左端部46cとともに第2フロア部34の左端部(サイドシル31の近傍部位)34aを挟むように第2フロア部34(具体的には、左端部34a)の下方に設けられている。
傾斜メンバ48は、第2フロア部34の左端部34aとともに左側のサイドシル31の後端部31c近傍まで傾斜閉断面(閉断面)49(図示せず)を形成する。よって、第2フロア部34の左端部34aを左側の第3フロアクロスメンバ46および傾斜メンバ48で補強できる。ここで、傾斜閉断面49は、クロスメンバ傾斜閉断面47より大きく形成されている。
なお、左右側の第2フロアクロスメンバ45、および左右側の第3フロアクロスメンバ46の説明で、傾斜閉断面49をクロスメンバ傾斜閉断面47より大きくした理由については後で詳しく説明する。
フロア縦フレームユニット28は、フロアパネル23に車幅方向へ間隔をあけて第1~第4のフロア縦フレーム(フロア縦フレーム)55~58が複数設けられている。具体的には、フロア縦フレームユニット28は、第1フロア部33に設けられた第1フロア縦フレーム55および第2フロア縦フレーム56と、第2フロア部34に設けられた第3フロア縦フレーム57および第4フロア縦フレーム58と、を備えている。
第1フロア縦フレーム55および第2フロア縦フレーム56は、第1フロア部33に車幅方向へ間隔をあけて設けられ、第1フロア部33とともに閉断面を形成している。第1フロア縦フレーム55および第2フロア縦フレーム56は、各前端部が右側の第2フロアクロスメンバ45に接合(結合)され、各後端部が右側の第3フロアクロスメンバ46に接合(結合)されている。なお、第1フロア部33に設けるフロア縦フレームの個数は任意に選択できる。
第3フロア縦フレーム57および第4フロア縦フレーム58は、第2フロア部34に車幅方向へ間隔をあけて設けられ、第2フロア部34とともに閉断面を形成している。第3フロア縦フレーム57および第4フロア縦フレーム58は、各前端部が左側の第2フロアクロスメンバ45に接合(結合)され、各後端部が左側の第3フロアクロスメンバ46に接合(結合)されている。なお、第2フロア部34に設けるフロア縦フレームの個数は任意に選択できる。
図1、図2に示すように、第1フロア部33には、第1前足置き場(足置き場)61と、第1後足置き場(足置き場)62と、を有している。
第1前足置き場61は、電池パック20より車体前方の部位に配置されている。第1前足置き場61には、右側の前シート(シート、不図示)に着座した乗員66の足66aが載せされる。第1後足置き場62は、電池パック20の上方で、かつ、第1フロア縦フレーム55および第2フロア縦フレーム56の間の部位に配置されている。第1後足置き場62には、右側の後シート(シート、不図示)に着座した乗員67の足67aが載せされる。
また、第2フロア部34には、第2前足置き場(足置き場)63と、第2後足置き場(足置き場)64と、を有している。
第2前足置き場63は、電池パック20より車体前方の部位に配置されている。第2前足置き場63には、左の前シート(シート、不図示)に着座した乗員68の足68aが載せられる。第2後足置き場64は、電池パック20の上方で、かつ、第3フロア縦フレーム57および第4フロア縦フレーム58の間の部位に配置されている。第2後足置き場64には、左側の後シート(シート、不図示)に着座した乗員69の足69aが載せられる。
なお、実施形態では、フロアパネル23に第1、第2の前足置き場61,63、および第1、第2の後足置き場62,64を設けた例について説明したが、これに限らない。その他の例として、例えば、フロアパネル23に第1、第2の前足置き場61,63および第1、第2の後足置き場62,64の一方を設けてもよい。
また、フロアパネル23は、電池パック20の車体前方の部位で前フロア部72が形成され、電池パック20の上方の部位でメインフロア部73が形成されている。前フロア部72は、第1前足置き場61および第2前足置き場63を有する。
メインフロア部73は、第1後足置き場62および第2後足置き場64を有する。メインフロア部73は、右側のサイドシル31および左側のサイドシル31の各上端31e(左側の上端31eは図示せず)に接合されている。右側のサイドシル31および左側のサイドシル31の各上端31eにメインフロア部73を接合することにより、メインフロア部73と右側のサイドシル31との境界に上下方向の段差をなくして平坦に形成できる。また、メインフロア部73と左側のサイドシル31との境界に上下方向の段差をなくして平坦に形成できる。これにより、例えば、乗員66から乗員69は、電池パック搭載車両Veに容易に乗降できる。
図1、図2、図4に示すように、乗員66から乗員69の乗降を容易にするために、右側のサイドシル31および左側のサイドシル31の各上端31eにメインフロア部73が接合されている。このため、側面衝突により入力する荷重(以下、側突荷重という)F1に対して、左右側のサイドシル31の近傍部位の剛性、強度を確保することが難しい。
そこで、メインフロア部73のうち右側のサイドシル31の近傍部位(右端部)を、右側の第2フロアクロスメンバ45および傾斜メンバ48で補強し、右側の第3フロアクロスメンバ46および傾斜メンバ48で補強するようにした。
同様に、メインフロア部73のうち左側のサイドシル31の近傍部位(左端部)を、左側の第2フロアクロスメンバ45および傾斜メンバ48で補強し、左側の第3フロアクロスメンバ46および傾斜メンバ48で補強するようにした。
よって、メインフロア部73のうち、右側のサイドシル31側の右端部、および左側のサイドシル31側の左端部の剛性、強度を確保できる。これにより、例えば、側面衝突により入力する側突荷重F1を、左右側の第2フロアクロスメンバ45、左右側の第3フロアクロスメンバ46、および傾斜メンバ48などで支持できる。したがって、メインフロア部73を右側のサイドシル31および左側のサイドシル31の各上端31eに沿って形成でき、乗員66から乗員69の乗降を容易にできる。
しかも、乗員の体重が加わるシートを、右側のサイドシル31や左側のサイドシル31の近傍まで寄せて、左右側の第2フロアクロスメンバ45や左右側の第3フロアクロスメンバ46に取り付けても、傾斜メンバ48が各サイドシル31の内側面で支持できる。
さらに、メインフロア部73には、第1、第2のフロア縦フレーム55,56の間に第1後足置き場62が設けられ、第3、第4のフロア縦フレーム57,58の間に第2後足置き場64が設けられている。これにより、第1後足置き場62および第2後足置き場64を電池パック20に近づける位置まで下方に下げることができる。
また、前フロア部72には、第1前足置き場61および第2前足置き場63が設けられている。前フロア部72は、電池パック20より車体前方において、メインフロア部73より下方に配置されている。よって、第1前足置き場61および第2前足置き場63は、第1後足置き場62および第2後足置き場64より下方に設けられている。
このように、第1後足置き場62および第2後足置き場64が電池パック20に近づける位置まで下げられている。また、第1後足置き場62および第2後足置き場64より下方に、第1前足置き場61および第2前足置き場63が設けられている。これにより、例えば、小型車でも室内空間75を有効活用でき、広い室内空間75を確保できる。
<電池パック>
図5から図7に示すように、電池パック20は、メインフロア部73の下方(すなわち、車両Veの床下)に設けられている。電池パック20は、バッテリケース81と、バッテリモジュール82と、バッテリ補機83と、電気配線84と、を備えている。
(バッテリケース)
バッテリケース81は、ケース本体86と、ケースカバー87と、を備えている。ケース本体86は、ケース枠部(枠部)91と、ケース部92と、ロアクロスメンバ(クロスメンバ)93と、第1縦フレーム(前側の縦フレーム、縦フレーム)94と、第2縦フレーム(後側の縦フレーム、縦フレーム)95と、アッパクロスメンバ96と、アッパデッキ97と、を備えている。
ケース枠部91は、前フレーム101と、後フレーム102と、右側フレーム103と、左側フレーム104と、右傾斜フレーム105と、左傾斜フレーム106と、を備えている。
前フレーム101は、バッテリモジュール82の前辺に対して車体前方に間隔をあけて配置されて車幅方向に延びている。後フレーム102は、バッテリモジュール82の後辺に対して車体後方に間隔をあけて配置されて車幅方向に延びている。
右側フレーム103は、バッテリモジュール82の右側辺に対して車幅方向右側に間隔をあけて配置され、前フレーム101の右端部から車体後方へ向けて延びている。右側フレーム103および後フレーム102は、右傾斜フレーム105で連結されている。
左側フレーム104は、バッテリモジュール82の左側辺に対して車幅方向左側に間隔をあけて配置され、前フレーム101の左端部から車体後方へ向けて延びている。左側フレーム104および後フレーム102は、左傾斜フレーム106で連結されている。
図3、図8に示すように、ケース枠部91は、前フレーム101、後フレーム102、左側フレーム104、右側フレーム103、右傾斜フレーム105、および左傾斜フレーム106により、平面視で概ね矩形枠状に形成されている。ケース枠部91は、バッテリモジュール82の外周に対して間隔をあけて覆うように形成されている。
右側フレーム103は、右側のサイドシル31のインナパネル31fに下方から取り付けられている。左側フレーム104は、左側のサイドシル31のインナパネル31fに下方から取り付けられている。
図5から図7に戻って、ケース枠部91は、ケース部92の外周に取り付けられている。ケース部92は、ケース枠部91の内部に取り付けられ、バッテリモジュール82の下方に設けられている。
具体的には、ケース部92は、ケース底部(電池パック20の底面)108と、ケース周壁109と、を有する。ケース底部108は、バッテリモジュール82の下方に配置され、平面視で概ね矩形状に形成されている。ケース底部108は、バッテリケース81の底部を形成している。ケース底部108の外周に沿ってケース周壁109が形成されている。ケース周壁109は、ケース前壁112と、ケース後壁113と、ケース右壁114と、ケース左壁115と、を有する。ケース部92には、ロアクロスメンバ93、複数の第1縦フレーム94、および複数の第2縦フレーム95が設けられている。
ロアクロスメンバ93は、ケース部92において車体前後方向の中央に配置され、車幅方向へ向けて延設されている。ロアクロスメンバ93は、例えば、右端部93aがケース右壁114に接触され、左端部93bがケース左壁115に接触されている。
ケース底部108のうち、ロアクロスメンバ93の車体前方には、複数の第1縦フレーム94が車幅方向に間隔をあけて設けられている。ケース底部108のうち、ロアクロスメンバ93の車体後方には、複数の第2縦フレーム95が車幅方向に間隔をあけて設けられている。
複数の第1縦フレーム94および複数の第2縦フレーム95は、車体前後方向において間隔をあけて同一線上に配置されている。複数の第1縦フレーム94と複数の第2縦フレーム95との間にロアクロスメンバ93が設けられている。
実施形態では、ロアクロスメンバ93として1本を例示するが、ロアクロスメンバ93の本数は適宜選択が可能である。また、実施形態では、複数の第1縦フレーム94として5本を例示し、複数の第2縦フレーム95として5本を例示するが、第1縦フレーム94および第2縦フレーム95の本数は適宜選択が可能である。
第1縦フレーム94は、前端部94aが第1取付ブラケット117によりケース底部108を介して前フレーム101に取り付けられている。また、第1縦フレーム94は、後端部94bがロアクロスメンバ93に取り付けられている。
隣り合う一対の第1縦フレーム94の間にバッテリ85が縦置きに配置され、縦置きに配置されたバッテリ85が一対の第1縦フレーム94に支持されている。
第2縦フレーム95は、後端部95aが第2取付ブラケット118によりケース底部108を介して後フレーム102に取り付けられている。また、第2縦フレーム95は、前端部95bがロアクロスメンバ93に取り付けられている。
隣り合う一対の第2縦フレーム95の間にバッテリ85が縦置きに配置され、縦置きに配置されたバッテリ85が一対の第2縦フレーム95に支持されている。
バッテリ85は、複数の電池セル(図示せず)を長手方向に重ねて縦長の矩形体に形成されている。以下、縦長のバッテリ85を「縦長バッテリ85」ということもある。
また、縦長バッテリ85を縦置きに配置するとは、バッテリ85の長手方向を車体前後方向(縦方向)に向けて配置することをいう。
このように、ケース部92のケース底部108に車体前後方向に間隔をあけて、複数の第1縦フレーム94および複数の第2縦フレーム95を車体前後方向へ向けて設けた。さらに、複数の第1縦フレーム94および複数の第2縦フレーム95の間にロアクロスメンバ93を設けた。
よって、ロアクロスメンバ93の車体前方および車体後方のケース領域において、複数の第1縦フレーム94および複数の第2縦フレーム95に沿って、複数の縦長バッテリ85を車体前後方向に向けて縦置きに配置できる。これにより、複数の縦長バッテリ85を効率よく縦置きできるため十分な航続距離を確保できる。
(バッテリモジュール)
ロアクロスメンバ93の車体前方において、複数の第1縦フレーム94により前側のバッテリ85が縦置きに複数支持されている。ロアクロスメンバ93の車体後方において、複数の第2縦フレーム95により後側のバッテリ85が縦置きに複数支持されている。前側の複数のバッテリ85で前バッテリユニットが構成され、後側の複数のバッテリ85で後バッテリユニットが構成されている。
前バッテリユニットおよび後バッテリユニットが、車体前後方向に一対配置されている。前バッテリユニット(すなわち、前側の複数のバッテリ85)と後バッテリユニット(すなわち、後側の複数のバッテリ85)とにより、例えば、駆動用のバッテリモジュール82が構成されている。
バッテリモジュール82は、複数のバッテリ85が長手方向を車体前後方向に向けて縦置きされた状態で、複数の第1縦フレーム94および複数の第2縦フレーム95に支持されている。
実施形態では、前側の複数のバッテリ85と後側の複数のバッテリ85とを車体前後方向に一対配置する例について説明したが、これに限らない。その他の例として、前側の複数のバッテリ85と後側の複数のバッテリ85とを車体前後方向に3列以上配置してもよい。
バッテリモジュール82は、複数のバッテリ85の間のうち、車幅方向に延びる第1境界部121と、車体前後方向に延びる第2境界部122(車幅方向中央の第2境界部122は図示せず)と、を有する。第1境界部121は、ロアクロスメンバ93に沿って車幅方向に延びている。第2境界部122は、第1縦フレーム94、第2縦フレーム95に沿って車体前後方向に延びている。
バッテリモジュール82の上方で、第1境界部121に相当する位置にアッパクロスメンバ96が配置されている。
図8から図10に示すように、アッパクロスメンバ96は、ロアクロスメンバ93に沿って設けられている。アッパクロスメンバ96は、上下連結カラー124の上端部124aに取付ボルト125で結合されている。上下連結カラー124は、下端部124bがロアクロスメンバ93に結合されている。よって、アッパクロスメンバ96は、取付ボルト125および上下連結カラー124を介してロアクロスメンバ93に結合されている。
この状態において、アッパクロスメンバ96のフランジ96aが取付ボルト127によりバッテリ85に結合されている。これにより、複数のバッテリ85がアッパクロスメンバ96により上方から固定されている。具体的には、アッパクロスメンバ96は、バッテリモジュール82の車体前後方向の中央において、車体前後方向に配置された複数のバッテリ85を連結し、かつ、車幅方向に配置された複数のバッテリ85を連結する。
また、バッテリモジュール82の前端部82aにおいて、車幅方向に配置された複数のバッテリ85は、前連結ブラケット131(図7も参照)で連結されている。さらに、バッテリモジュール82の後端部82bにおいて、車幅方向に配置された複数のバッテリ85は、後連結ブラケット132(図7参照)で連結されている。
このように、複数の第1縦フレーム94および複数の第2縦フレーム95に複数のバッテリ85を載置した。さらに、複数のバッテリ85(すなわち、バッテリモジュール82)をアッパクロスメンバ96で上方から固定した。
具体的には、バッテリモジュール82の車体前後方向の中央部を、アッパクロスメンバ96により、複数のバッテリ85が車体前後方向と車幅方向とで上方から連結した。また、バッテリモジュール82の前端部82aを、前連結ブラケット131により車幅方向で連結した。さらに、バッテリモジュール82の後端部82bを、後連結ブラケット132により車幅方向で連結した。
これにより、複数の縦長バッテリ85(すなわち、バッテリモジュール82)を安定して固定でき、加えて、バッテリモジュール82の剛性を確保した状態で一体に連結できる。
(バッテリ補機)
複数のバッテリ85の上方において、複数の第2境界部122のうち車幅方向中央の第2境界部122(図示せず)にアッパデッキ97が設けられている。アッパデッキ97には、高圧ジャンクションボードやECU(制御機器、Electronic Control Unit)などのバッテリ補機83が備えられている。
高電圧ジャンクションボックスは、例えば、駆動用のバッテリモジュール82の電気を駆動用のモータ(図示せず)に供給する補機である。ECUは、例えば、駆動用のバッテリモジュール82と駆動用のモータとの間の放電、充電を制御するバッテリマネジメントユニットである。
このように、バッテリモジュール82の車幅方向中央の上部で、かつ、複数のバッテリ85の間(すなわち、車幅方向中央の第2境界部122(図示せず))にバッテリ補機83を配置した。よって、バッテリモジュール82の容量を損なうことなく、バッテリモジュール82の車幅方向の幅寸法W1を小さく抑えることができる。
これにより、右側フレーム103とバッテリ85との間に、例えば、側面衝突により入力する側突荷重F1による変形を許容する衝突ストロークの空間W2を設定できる。また、左側フレーム104とバッテリ85との間に衝突ストロークの空間W2を設定できる。したがって、例えば、側面衝突により入力する側突荷重F1による変形を許容する衝突ストロークの空間W2を大きく設定し、右側フレーム103や左側フレーム104を変形させることで衝撃エネルギーを吸収できる。
(電気配線)
図6に示すように、バッテリモジュール82の第1境界部121の空間、および車幅方向中央の第2境界部122の空間に電気配線84が配置されている。
実施形態では、第1境界部121の空間、および第2境界部122の空間に電気配線84を配置する例について説明するが、これに限らない。その他の例として、第1境界部121の空間および第2境界部122の空間の一方に電気配線84を配置してもよい。
図5、図6、図11に示すように、ケース本体86にバッテリモジュール82、バッテリ補機83、および電気配線84が収容された状態において、ケースカバー87がケース枠部91に上方から取り付けられている。これにより、電池パック20が組み付けられ、車両Veの床下に取り付けられている。
ここで、例えば、バッテリ85が車幅方向に複数配置され、かつ、車体前後方向に一対配置されたバッテリモジュール82において、バッテリ85の端子を第1境界部121に向けて配置することができる。よって、第1境界部121の空間において、通線を車幅方向の中央に向かって各バッテリ85を接続しながら車幅方向に通して電池パック20の中心に各端子を集中させることができる。
さらに、第1境界部121の車体前方向に左右側の第2フロアクロスメンバ45が設けられ、第1境界部121の車体後方向に左右側の第3フロアクロスメンバ46が設けられている。よって、第1境界部121に配置した端子や電気配線84などの電気部品を、例えば側面衝突により入力する側突荷重F1から保護できる。
これにより、バッテリモジュール82の車幅方向外側に電気配線84や端子を設ける必要がないので、例えば、側面衝突により入力する側突荷重F1による変形を許容する衝突ストロークの空間W2を大きく設定できる。
ここで、例えば、電池パック20は、第1境界部121の上方にアッパクロスメンバ96が備えられている。よって、電池パック20の中心に集中させた各端子をアッパクロスメンバ96の上方に引き出して、車体前後方向に設けられたバッテリ補機83などの高圧部品に接続させながら車体前方へ通線して電気配線(高圧配線)84を配置することにより通線を短縮できる。通線を短縮することにより、コストダウンや軽量化を図ることができる。また、電池パック20のうちアッパクロスメンバ96が備えられた剛性の高い部位に通線させるため、車体(具体的には、電池パック)の振動時に、配線への損傷(ダメージ)を抑制できる。
(車両の床下への電池パック20の組付け)
図3、図8に示すように、ケース本体86の右側フレーム103が右側のサイドシル31に下方から取り付けられている。ケース本体86の左側フレーム104が左側のサイドシル31に下方から取り付けられている。ケース本体86の前フレーム101が一対の前支持ブラケット135(図7も参照)を介して一対の分岐部38に連結されている。ケース本体86の後フレーム102が一対の後支持ブラケット136(図7も参照)を介してフレームリヤクロスメンバ138に連結されている。
図2、図10に示すように、取付ボルト125の頭部125aがケースカバー87の貫通孔141を貫通して上方のフロアパネル23に接触している。また、頭部125aに設けられたラバー部材142が、ケースカバー87の貫通孔141を貫通して上方のフロアパネル23に接触している。
頭部125aの雌ねじ144がフロアパネル23の取付孔145に合わせて下方に配置されている。取付ボルト146がフロアパネル23の取付孔145を経て頭部125aの雌ねじ144にねじ結合されている。取付ボルト146の頭部146aは、第1~第4のフロア縦フレーム55~58の頂部の貫通孔55a~58aから上方に突出している。
ここで、第1~第4のフロア縦フレーム55~58は、左右のフランジがフロアパネル23に接合されている。よって、電池パック20は、フロアパネル23を介して第1~第4のフロア縦フレーム55~58に固定されている。
これにより、電池パック20は、車両Veの床下に組み付けられている。この状態において、電池パック20に収納されたバッテリモジュール82の複数のバッテリ85が長手方向を車体前後方向に向けて縦置きされた状態に配置されている(図6も参照)。
以上説明したように、実施形態に係る電池パック搭載車両Veによれば、図8に示すように、複数のバッテリ85で構成されたバッテリモジュール82の車幅方向の幅W1を小さく抑えることができる。したがって、例えば、側面衝突により車両の側部に側突荷重F1が入力した際に、側突荷重F1による衝突ストロークの空間(変形許容空間ということもある)W2を大きく設定し、右側フレーム103や左側フレーム104を変形させることで衝撃エネルギーを吸収できる。
さらに、図3、図6に示すように、電池パック20は、平面視において車幅方向の概ね中央で、かつ、車体前後方向の概ね中央にパック重心Giが位置する。ここで、電池パック20は、複数のバッテリ85で構成されたバッテリモジュール82の車体前後方向の長さを長く形成されている。よって、電池パック20のパック重心Giは、車両全体の車両重心Gbより車体後方に配置されている。車両全体の車両重心Gbとは、車体10、モータ(図示せず)、および電池パック20などのすべてを含む重心である。
電池パック20のパック重心Giを車両重心Gbより車体後方に配置することにより、バッテリモジュール82に対する車両の側部に入力する側突荷重F1による、車両重心Gbを中心とする回転モーメントM1を小さく設定できる。
このように、衝突ストロークの空間W2を大きく設定し、かつ、側突荷重F1による回転モーメントM1を小さく設定することにより、例えば車体10の補強を削減にできるので、車体10の重量を増加させることなく電池パック20の変形を抑制できる。
加えて、図2に示すように、第1~第4のフロア縦フレーム55~58には、電池パック20がフロアパネル23を介して固定されている。第1~第4のフロア縦フレーム55~58は、パック重心Giの車体前後の間で、かつ、パック重心Giに対して車幅方向に並ぶ位置において、車体前後方向へ向けて延設されている。
よって、電池パック20のパック重心Giに対して車幅方向に並ぶ位置を第1~第4のフロア縦フレーム55~58で支持できる。これにより、側面衝突により車両の側部に入力する側突荷重F1に対するフロアパネル23の剛性、強度を確保できる。
図3、図11に示すように、バッテリモジュール82は、車幅方向の右側外端部(外端部)82cが右側のフロントサイドフレーム36、および右側のリヤフレーム41の延長線151上に配置(軸心に整列)されている。また、バッテリモジュール82は、車幅方向の左側外端部(外端部)82dが左側のフロントサイドフレーム36、および左側のリヤフレーム41の延長線152上に配置(軸心に整列)されている。
よって、例えば、スモールオーバラップ衝突により入力したスモール衝突荷重F2で前輪155、後輪156が電池パック20に向け移動した場合に、バッテリモジュール82を左右側のフロントサイドフレーム36、左右側のリヤフレーム41で保護できる。
これにより、前輪155または後輪156の移動により変形した車体10や、電池パック20のバッテリケース81(電池パック20の外枠)82がバッテリモジュール82(すなわち、複数のバッテリ85)に干渉することを抑制できる。
実施形態では、バッテリモジュール82の右側外端部82cおよび左側外端部82dを両側のフロントサイドフレーム36、および両側のリヤフレーム41の延長線151,152上に配置した例について説明するが、これに限らない。その他の例として、例えば、バッテリモジュール82の右側外端部82cおよび左側外端部82dを両側のフロントサイドフレーム36、および両側のリヤフレーム41の一方の延長線上に配置してもよい。
図3、図7に示すように、複数の第1縦フレーム94のうち、車幅方向右外側から内側へ向けて2本目の第1縦フレーム94(以下、2本目の右側第1縦フレームという)には、前フレーム101を介して右側の前支持ブラケット135が結合されている。右側の前支持ブラケット135は、右側の分岐部38の後端部38aに結合されている。
これにより、2本目の右側第1縦フレーム94は、前端部94aが前フレーム101および右側の前支持ブラケット135を介して右側の分岐部38の後端部38aに結合されている。
ここで、2本目の右側第1縦フレーム94は、複数の第2縦フレーム95のうち、車幅方向右外側から内側へ向けて2本目の第2縦フレーム95(以下、2本目の右側第2縦フレームという)に対して車体前後方向で同一線上に配置されている。
また、複数の第1縦フレーム94のうち、車幅方向左外側から内側へ向けて2本目の第1縦フレーム94(以下、2本目の左側第1縦フレームという)には、前フレーム101を介して左側の前支持ブラケット135に結合されている。左側の前支持ブラケット135は、左側の分岐部38の後端部38aに結合されている。
これにより、2本目の左側第1縦フレーム94は、前端部94aが前フレーム101および左側の前支持ブラケット135を介して左側の分岐部38の後端部38aに結合されている。
ここで、2本目の左側第1縦フレーム94は、複数の第2縦フレーム95のうち、車幅方向左外側から内側へ向けて2本目の第2縦フレーム95(以下、2本目の左側第2縦フレームという)に対して車体前後方向で同一線上に配置されている。
よって、前面衝突により右側のフロントサイドフレーム36に入力した荷重(以下、前突荷重という)F3を、右側の分岐部38を経て2本目の右側第1縦フレーム94および2本目の右側第2縦フレーム95で支持できる。また、前面衝突により左側のフロントサイドフレーム36に入力した前突荷重F3を、左側の分岐部38を経て2本目の左側第1縦フレーム94および2本目の左側第2縦フレーム95で支持できる。
これにより、例えば、車体10の車幅方向外側に設けられた右側のサイドシル31、左側のサイドシル31などの車体フレーム(骨格部材)を軽量化できる。
複数の第2縦フレーム95のうち、車幅方向右外側の第2縦フレーム95(以下、1本目の右側第2縦フレームという)の後端部95aが、右側のリヤフレーム41の延長線151上に配置(整列)されている。
ここで、1本目の右側第2縦フレーム95は、複数の第1縦フレーム94のうち、車幅方向右外側から内側へ向けて1本目の第1縦フレーム94(以下、1本目の右側第1縦フレームという)に対して車体前後方向で同一線上に配置されている。
また、複数の第2縦フレーム95のうち、車幅方向左外側の第2縦フレーム95(以下、1本目の左側第2縦フレームという)の後端部95aが、左側のリヤフレーム41の延長線152上に配置(整列)されている。
ここで、1本目の左側第2縦フレーム95は、複数の第1縦フレーム94のうち、車幅方向左外側から内側へ向けて1本目の第1縦フレーム94(以下、1本目の左側第1縦フレームという)に対して車体前後方向で同一線上に配置されている。
よって、後面衝突により右側のリヤフレーム41に入力した荷重(以下、後突荷重という)F4を、右側のリヤフレーム41を経て1本目の右側第2縦フレーム95で支持できる。また、後面衝突により左側のリヤフレーム41に入力した後突荷重F4を、左側のリヤフレーム41を経て1本目の左側第2縦フレーム95で支持できる。
これにより、例えば、車体10の車幅方向外側に設けられた右側のサイドシル31、左側のサイドシル31などの車体フレーム(骨格部材)を軽量化できる。
図3、図12、図13に示すように、1本目の右側第1縦フレーム94および1本目の右側第2縦フレーム95は、バッテリモジュール82の車幅方向の右側外端部82cにおいて車体前後方向へ向けて延設されている。1本目の右側第1縦フレーム94および1本目の右側第2縦フレーム95は、バッテリモジュール82の車幅方向の右側外端部82cを支持している。
バッテリケース81のケース底部108には、1本目の右側第1縦フレーム(外側の縦フレーム)94および1本目の右側第2縦フレーム(外側の縦フレーム)95より車幅方向外側に易変形部161が設けられている。
易変形部161は、下方へ向けて突出するようにビード状に形成され、車体前後方向に延びている。易変形部161は、側面衝突の側突荷重F1(図14参照)で変形可能に形成されている。
よって、図14に示すように、側面衝突により入力した側突荷重F1で易変形部161を変形させて、側突エネルギーを易変形部161で吸収できる。これにより、例えば、車体の車幅方向外側に設けられた右側のサイドシル31などの車体フレーム(骨格部材)への補強を不要にでき、車体フレームを軽量化できる。
ここで、図13、図14に示すように、易変形部161は、下方へ向けて突出するようにビード状に形成されている。よって、易変形部161を下方に向けて変形させることができる。これにより、例えば、電池パック20のバッテリケース81の内部に収納されているバッテリモジュール82(すなわち、複数のバッテリ85)や、水冷配管163などに易変形部161が干渉することを回避できる。
また、バッテリケース81のケース底部108のうち、左側には右側と同様に、1本目の左側第1縦フレーム(外側の縦フレーム)94および1本目の左側第2縦フレーム(外側の縦フレーム)95より車幅方向外側に易変形部(図示せず)が設けられている。
よって、側面衝突により入力した側突荷重で易変形部を下方へ向けて変形させることができる。これにより、側突エネルギーを易変形部で吸収しできるので、左側のサイドシル31などの車体フレーム(骨格部材)への補強を不要にでき、車体フレームを軽量化できる。
さらに、易変形部を下方に向けて変形させることにより、バッテリモジュール82(すなわち、複数のバッテリ85)や、水冷配管などに易変形部161が干渉することを回避できる。
加えて、図2、図4で説明したように、右側の第2フロアクロスメンバ45の右端部45aの下方に傾斜メンバ48を設けることにより、傾斜閉断面49がクロスメンバ傾斜閉断面47より大きく形成されている。よって、例えば、傾斜メンバ48を側面衝突により入力した側突荷重F1で、右側の第2フロアクロスメンバ45に対して下方に折り曲げるように変形できる。これにより、側面衝突による側突エネルギーを傾斜メンバ48で吸収できる。
左側の第2フロアクロスメンバ45、右側の第3フロアクロスメンバ46、および左側の第3フロアクロスメンバ46についても、右側の第2フロアクロスメンバ45と同様に、傾斜メンバ48が下方に設けられている。よって、例えば、側面衝突により入力した側突荷重F1で、左側の第2フロアクロスメンバ45、右側の第3フロアクロスメンバ46、および左側の第3フロアクロスメンバ46に対して傾斜メンバ48を下方に折り曲げるように変形できる。これにより、側面衝突による側突エネルギーを傾斜メンバ48で吸収できる。
なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
Ve 電池パック搭載車両(車両)
10 車両本体(車体)
20 電池パック
23 フロアパネル
31 左右側のサイドシル(サイドシル)
33 第1フロア部
34 第2フロア部
36 左右側のフロントサイドフレーム(フロントサイドフレーム)
36a 折曲部(フロントサイドフレームの後端部)
38 左右側の分岐部(分岐部)
38a 後端部
41 左右側のリヤフレーム(リヤフレーム)
45 第2フロアクロスメンバ(フロアクロスメンバ)
45a 右端部、クロスメンバ右端部(端部)
45c 左端部、クロスメンバ左端部(端部)
46 第3フロアクロスメンバ(フロアクロスメンバ)
46a 右端部、クロスメンバ右端部(端部)
46c 左端部、クロスメンバ左端部(端部)
47 クロスメンバ傾斜閉断面(閉断面)
48 傾斜メンバ
49 傾斜閉断面(閉断面)
55~58 第1~第4のフロア縦フレーム(フロア縦フレーム)
61,63 第1、第2の前足置き場(足置き場)
62,64 第1、第2の後足置き場(足置き場)
66~69 乗員
82 バッテリモジュール
82c 右側外端部(外端部)
82d 左側外端部(外端部)
83 バッテリ補機
84 電気配線
85 バッテリ
91 ケース枠部(枠部)
92 ケース部
93 ロアクロスメンバ(クロスメンバ)
94 第1縦フレーム(前側の縦フレーム、縦フレーム、外側の縦フレーム)
94a 前端部
95 第2縦フレーム(後側の縦フレーム、縦フレーム、外側の縦フレーム)
95a 後端部
96 アッパクロスメンバ
108 ケース底部(電池パックの底面)
121 第1境界部
122 第2境界部
151,152 延長線
161 易変形部
F1 側突荷重(側面衝突の荷重)
Gb 車両重心
Gi パック重心

Claims (14)

  1. 車両の床下において複数のバッテリと、前記複数のバッテリを収容するバッテリケースと、を有する電池パックを備え、
    前記複数のバッテリの全ては、長手方向を車体前後方向に向けて縦置きに配置され、
    前記電池パックは、前記複数のバッテリ及び前記バッテリケースを含むパック重心が車両全体の車両重心より車体後方に配置されており、
    前記電池パックは、
    前記複数のバッテリで構成されたバッテリモジュールと、
    前記バッテリモジュールの車幅方向外側において車体前後方向へ向けて延設され、前記バッテリモジュールを支持する外側の縦フレームと、
    前記外側の縦フレームより車幅方向外側に設けられ、側面衝突の荷重で変形可能な易変形部と、
    前記外側の縦フレーム及び前記易変形部を含み、前記易変形部より車幅方向外側に延びるケース本体と、を備え、
    前記ケース本体は、前記電池パックの上方に配置されたフロアパネルの車幅方向外側に設けられて、車体前後方向に延びるサイドシルに取り付けられる、
    ことを特徴とする電池パック搭載車両。
  2. 前記電池パックより車体前方に設けられて車体前後方向に延びるフロントサイドフレームと、
    前記電池パックより車体後方に設けられて車体前後方向に延びるリヤフレームと、を備え、
    前記バッテリモジュールは、
    車幅方向の外端部が前記フロントサイドフレームおよび前記リヤフレームの少なくとも一方の延長線上に配置されている、
    ことを特徴とする請求項1に記載の電池パック搭載車両。
  3. 前記電池パックの底面に車体前後方向へ向けて延設されて前記バッテリを支持する縦フレームと、
    前記フロントサイドフレームの後端部から車体後方へ向けて延長された分岐部と、を備え、
    前記分岐部は、前記縦フレームの前端部に結合されている、
    ことを特徴とする請求項2に記載の電池パック搭載車両。
  4. 前記電池パックの底面に車体前後方向へ向けて延設されて前記バッテリを支持する縦フレームを備え、
    前記縦フレームは、
    後端部が前記リヤフレームの延長線上に配置されている、
    ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の電池パック搭載車両。
  5. 前記易変形部は下方に変形する、
    ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電池パック搭載車両。
  6. 前記電池パックは、
    前記バッテリモジュールの外周を覆う枠部と、
    前記枠部の内部において前記バッテリモジュールの下方に設けられたケース部と、
    前記ケース部に沿って車体前後方向に間隔をあけて車体前後方向へ向けて設けられた前側の縦フレームおよび後側の縦フレームと、
    前記前側の縦フレームおよび前記後側の縦フレームの間に設けられ、車幅方向へ向けて延設されたクロスメンバと、を備える、
    ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の電池パック搭載車両。
  7. 前記電池パックは、
    前記前側の縦フレームおよび前記後側の縦フレームに載置された前記複数のバッテリの上方において前記クロスメンバに沿って設けられ、前記複数のバッテリを上方から固定するアッパクロスメンバを備える、
    ことを特徴とする請求項6に記載の電池パック搭載車両。
  8. 前記電池パックの上方に配置された前記フロアパネルと、
    前記フロアパネルのうち前記パック重心に対して車幅方向に並ぶ位置において、車体前後方向両側へ向けて延設されて前記電池パックを固定するフロア縦フレームと、を備える、
    ことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の電池パック搭載車両。
  9. 前記フロア縦フレームは、
    前記フロアパネルにおいて、車幅方向一方の第1フロア部と、車幅方向他方の第2フロア部とに、車幅方向へ間隔をあけて複数設けられ、
    前記フロアパネルは、
    前記電池パックの車体前方の部位、および前記フロア縦フレームの間の部位の少なくとも一方に、シートに着座した乗員の足置き場を有する、
    ことを特徴とする請求項8に記載の電池パック搭載車両。
  10. 前記フロアパネルの車幅方向外側に設けられて、車体前後方向に延びる前記サイドシルを備え、
    前記フロア縦フレームに結合され、前記サイドシルまで端部が車幅方向外側へ向けて下方に傾斜されるフロアクロスメンバと、
    前記フロアクロスメンバの前記端部とともに前記フロアパネルを挟むように前記フロアパネルの下方に設けられた傾斜メンバと、を備え、
    前記傾斜メンバは、
    前記フロアパネルとともに前記サイドシルまで閉断面を形成する、
    ことを特徴とする請求項8または請求項9に記載の電池パック搭載車両。
  11. 前記傾斜メンバおよび前記フロアパネルで形成される前記閉断面は、
    前記フロアクロスメンバと前記フロアパネルとにより形成される閉断面より大きい、 ことを特徴とする請求項10に記載の電池パック搭載車両。
  12. 前記電池パックは、
    複数の電池セルが車体前後方向に重ねられて、長手方向が車体前後方向を向いたバッテリが車幅方向に複数配置された前記バッテリモジュールと、
    前記バッテリモジュールの車幅方向中央の上部に配置されたバッテリ補機と、を備える、
    ことを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の電池パック搭載車両。
  13. 前記電池パックは、
    複数の電池セルが車体前後方向に重ねられて、長手方向が車体前後方向を向いたバッテリが車幅方向に複数配置され、かつ、車体前後方向に少なくとも一対配置された前記バッテリモジュールと、
    前記バッテリモジュールにおいて、前記バッテリの間の車幅方向に延びる第1境界部、および車体前後方向に延びる第2境界部の少なくとも一方の空間に配置された電気配線と、を備え、
    前記第1境界部の車体前後方向に前記フロアクロスメンバが設けられている、
    ことを特徴とする請求項10または請求項11に記載の電池パック搭載車両。
  14. 車両の床下において、複数のバッテリと、前記複数のバッテリを収容するバッテリケースと、を有する電池パックを備え、
    前記複数のバッテリの全ては、長手方向を車体前後方向に向けて縦置きに配置され、
    前記電池パックは、前記複数のバッテリ及び前記バッテリケースを含むパック重心が車両全体の車両重心より車体後方に配置されており、
    前記電池パックの上方に配置されたフロアパネルと、
    前記フロアパネルのうち、前記パック重心に対して車幅方向に並ぶ位置において、車体前後方向両側へ向けて延設されて前記電池パックを固定するフロア縦フレームと、
    前記フロアパネルの車幅方向外側に設けられて、車体前後方向に延びるサイドシルと、
    前記フロア縦フレームに結合され、前記サイドシルまで端部が車幅方向外側へ向けて下方に傾斜されるフロアクロスメンバと、
    前記フロアクロスメンバの前記端部とともに前記フロアパネルを挟むように前記フロアパネルの下方に設けられた傾斜メンバと、を備え、
    前記傾斜メンバは、前記フロアパネルとともに前記サイドシルまで閉断面を形成する、
    ことを特徴とする電池パック搭載車両。
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