JP7484088B2 - Vehicle battery mounting structure - Google Patents
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Description
本発明は、車両のバッテリ搭載構造に関する。 The present invention relates to a battery mounting structure for a vehicle.
下記特許文献1は、車両(バッテリ電気自動車(BEV))へのバッテリの搭載構造を開示している。特許文献1に開示されたバッテリは、フロアパネルの下方に搭載されている。バッテリ(バッテリケーシング)とフロアパネルとの間には、発泡ウレタンなどの緩衝部材が配置されている。 The following Patent Document 1 discloses a structure for mounting a battery in a vehicle (battery electric vehicle (BEV)). The battery disclosed in Patent Document 1 is mounted below the floor panel. A cushioning material such as urethane foam is placed between the battery (battery casing) and the floor panel.
BEV用のバッテリとしては、例えば、高電圧のリチウムイオンバッテリが用いられる。バッテリは、発熱して高温となることがある。特許文献1に開示されたバッテリ上に配置された発泡ウレタンなどの緩衝部材は、バッテリの熱の車室への伝導を抑制することには積極的には寄与していない。 For example, a high-voltage lithium-ion battery is used as a battery for a BEV. The battery may generate heat and become very hot. The cushioning material such as urethane foam placed on the battery as disclosed in Patent Document 1 does not actively contribute to preventing the transfer of heat from the battery to the vehicle interior.
従って、本発明の目的は、バッテリの熱の車室への伝導を効果的に抑制する、車両のバッテリ搭載構造を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to provide a vehicle battery mounting structure that effectively suppresses the conduction of battery heat to the vehicle interior.
発明に係る車両のバッテリ搭載構造は、車体のフロアパネルと当該フロアパネルの下方に配置されたバッテリと、前記フロアパネルと前記バッテリの間に弾性部材を備えている。また、上記バッテリ搭載構造は、弾性部材とバッテリとの間、及び、フロアパネルと弾性部材との間の少なくとも一方に、遮熱部材をさらに備えている。また、前記弾性部材の全ての表面が、前記遮熱部材によって包み込まれて覆われている。 The vehicle battery mounting structure according to the present invention includes a floor panel of a vehicle body, a battery disposed below the floor panel, and an elastic member between the floor panel and the battery. The battery mounting structure further includes a heat shield between the elastic member and the battery and/or between the floor panel and the elastic member . The entire surface of the elastic member is wrapped and covered by the heat shield.
本発明に係る車両のバッテリ搭載構造によれば、バッテリの熱の車室への伝導を効果的に抑制することができる。 The vehicle battery mounting structure of the present invention can effectively prevent the heat from the battery from being transferred to the vehicle interior.
以下、図面を参照しつつ実施形態に係る車両のバッテリ搭載構造について説明する。 The battery mounting structure for a vehicle according to the embodiment will be described below with reference to the drawings.
図1に示されるように、実施形態に係るバッテリ搭載構造を備えた車両は、バッテリ電気自動車(BEV)1である。BEV1は、車室2部分のフロアパネル3の下方にバッテリ4を備えるとともに、前部のモータルーム5内にモータやインバータを備えている。フロアパネル3はスチール製である。高電圧のバッテリ4に蓄えられた直流電力は、インバータで交流に変換されてから三相交流モータに供給される。BEV1は、このモータの出力(駆動力)で走行する。バッテリ4は、ケーシング4aを備えており、バッテリセルはケーシング4aの内部に収納されている。複数のバッテリセルを内蔵したモジュールがケーシング4aの内部に複数個収納されてもよい。ケーシング4aは、スチール製や樹脂製であるがアルミ合金製でもよく、内部のバッテリセルの被水や小石等の衝突を防ぐ防護壁として機能している。本実施形態のBEV1は、複数のバッテリ4を搭載しており、これらのバッテリ4はフレーム6に載せられており、フレーム6はフロアパネル3から吊り下げられるように車体に固定されている。
As shown in FIG. 1, the vehicle equipped with the battery mounting structure according to the embodiment is a battery electric vehicle (BEV) 1. The BEV 1 is equipped with a
フロアパネル3とバッテリ4の上面(即ち、ケーシング4aの上面板)との間には、弾性部材7が圧縮された状態で配置されている。弾性部材7は、半独立半連続気泡の発泡体である。そして、弾性部材7とバッテリ4との間(第一実施形態:図2)、及び、フロアパネル3と弾性部材7との間(第二実施形態:図3)の少なくとも一方に、遮熱部材としての遮熱シート8をさらに備えている。遮熱シート8は、それ自身が耐火性(難燃性)及び耐熱性を有し、熱をその一面から他面に伝達させにくい素材で形成されている。具体的には、遮熱シート8は、無機繊維部材によって形成され、1mm以上2mm以下の厚さを有している。遮熱シート8によってバッテリ4が発する熱が遮られるため、バッテリ4が発する熱がフロアパネル3を介して車室2に伝導されるのが抑止される。
Between the
本実施形態では、弾性部材7は、フロアパネル3とバッテリ4との間に圧縮状態で配されている。このため、弾性部材7は、フロアパネル3及びバッテリ4(即ち、ケーシング4aの上面板)に密着すると共に、その弾性復元力でフロアパネル3及びバッテリ4(即ち、ケーシング4aの上面板)にプリロードを付与している。また、フロアパネル3及びバッテリ4の表面は、剛性確保のためのビードが形成されるなど、平坦でない場合も多い。弾性部材7を圧縮状態とすることで、その弾性復元力で遮熱シート8をフロアパネル3又はバッテリ4の表面に密着させることができ、位置ズレを生じさせることなく遮熱シート8をしっかりと保持できる。
In this embodiment, the
フレーム6に搭載されたバッテリ4はフロアパネル3の下方からフロアパネル3に向けて持ち上げられて、車体に取り付けられる。このとき、フロアパネル3とバッテリ4との間に、予め弾性部材7を配しておくことで、バッテリ4の車両への搭載後に弾性部材7は圧縮状態となる。弾性部材7は、バッテリ4(ケーシング4a)の上面に予め接着又は載置されてもよいし、フロアパネル3の下面に予め接着されてもよい。遮熱シート8も、適宜位置に配置又は貼り付けられる。
The
フロアパネル3及びバッテリ4(ケーシング4aの上面板)に弾性部材7によってプリロードが付与されるため、フロアパネル3及びバッテリ4(ケーシング4aの上面板)の振動が抑制される、即ち、制振される。また、フロアパネル3及びバッテリ4(ケーシング4aの上面板)に弾性部材7が密着されるため、弾性部材7がフロアパネル3及びバッテリ4(ケーシング4aの上面板)の振動を減衰する。即ち、弾性部材7は、アスファルトシートなどと同様に制振材としても機能する。フロアパネル3及びバッテリ4(ケーシング4aの上面板)は、車両外部からの空気伝搬音やモータやタイヤで発生する音の固体伝搬音で振動するが、これらの振動が上述したように制振される。
The
また、本実施形態の弾性部材7は、半独立半連続気泡発泡体である。連続気泡発泡体であると、潰れやすく、適度な弾性復元力が得られないので、所望のプリロードを作用させられない。そこで、弾性部材7を半独立半連続気泡発泡体とすることで、適度な弾性復元力が得られ、所望のプリロードを作用させることができる。弾性部材7(半独立半連続気泡発泡体)の圧縮率は10%以上75%以下であることが好ましい。ここでの圧縮率は、例えば、弾性部材7の初期厚さが100mmの場合に、圧縮後の厚さが65(=100-35)mmの場合は35%である。即ち、(圧縮率)[%]={[(初期厚さ)-(圧縮後厚さ)]/(初期厚さ)}×100である。圧縮面積は変わらないため、圧縮率は、体積減少率とも言える。
The
なお、上述したように、フロアパネル3及びバッテリ4の表面にはビードが形成される場合があるため、圧縮率は場所によって多少変動する。圧縮率が10%未満であると、所望のプリロードを作用させられない。圧縮率が75%を超えると圧縮時の弾性復元力が大きくなり過ぎて、バッテリ4の車体への組付性が悪化する。所望のプリロード(即ち、安定した制振効果)及び上記組付性を良好にバランスさせるには、弾性率は35%(上述したように場所により多少の変動があるため具体的には30%以上40%以下)が好ましい。なお、弾性部材7は、上述した特許文献1と同様に、フロアパネル3とバッテリ4との間で緩衝部材としても機能する。
As mentioned above, since beads may be formed on the surfaces of the
また、弾性部材7は、独立気泡を含むので、その内部への水の侵入も抑止される。さらに、弾性部材7は、気泡を含むのである程度の吸音性を有し、制振材としてだけではなく吸音材としても機能する。またさらに、弾性部材7は、気泡を含むのである程度の断熱性も有し、断熱材としても機能してバッテリ4の発する熱の車室2への伝導を抑止する。なお、半独立半連続気泡発泡体としての弾性部材7は、遮熱シート8によって遮られた熱を蓄えるバッファとしても機能し得る。
In addition, since the
第一実施形態(図2)及び第二実施形態(図3)の遮熱シート8は、バッテリ4の平面視形状(ケーシング4aの上面板形状)よりも大きい形状を有しており、平面視において各バッテリ4の全体と重なる。即ち、遮熱シート8は、平面視でバッテリ4の全体をカバーしている。しかし、遮熱シート8は、バッテリ4の全体でなく、一部のみをカバーするだけでもよい。ただし、遮熱性能上は、遮熱シート8がバッテリ4の全体をカバーしている方が好ましい。
The
なお、図3に示される第三実施形態では、弾性部材7(半独立半連続気泡発泡体)の全ての表面が、遮熱シート8によって覆われている(平面視で遮熱シート8がバッテリ4の全体をカバーする形態の一例でもある)。このようにすれば、上述した弾性部材7による音振性能向上を阻害することなく、本実施形態のバッテリ搭載構造による遮熱性能を向上させることができる。特に、本実施形態の車両はBEV1であるため、騒音発生源としての内燃機関を搭載しておらず、音振性能に対する要求が高い。従って、弾性部材7による音振性能向上は本実施形態では大きな利点となる。
In the third embodiment shown in FIG. 3, all surfaces of the elastic member 7 (semi-closed, semi-open cell foam) are covered with a heat insulating sheet 8 (this is also an example of a form in which the
本実施形態に係るバッテリ搭載構造は、フロアパネル3とその下方に搭載されるバッテリ4(ケーシング4aの上面板)との間に、弾性部材7と遮熱部材(遮熱シート)8とを備えている。従って、バッテリ4が発熱して高温となっても遮熱部材(遮熱シート)8が熱を遮るので、熱がフロアパネル3を介して車室に伝導されるのを抑止できる。
The battery mounting structure according to this embodiment includes an
ここで、遮熱部材(遮熱シート)8が、バッテリ4の平面視形状よりも大きい形状を有しており、バッテリ4の遮熱部材(遮熱シート)8に面する外面(図)を全て覆っていることが好ましい。即ち、遮熱部材(遮熱シート)8がバッテリ4の全体をカバーしていることが好ましい。バッテリ4の全体をカバーしていれば、バッテリ4が発する熱の車室2への伝導を確実に抑止できる。
Here, it is preferable that the heat shielding member (heat shielding sheet) 8 has a shape larger than the shape of the
さらに、弾性部材7の全ての表面が、遮熱部材(遮熱シート)8によって覆われていることが特に好ましい。バッテリ4とフロアパネル3との間に(遮熱シート)8が二層設けられることになるので、遮熱性能がさらに向上する。また、弾性部材7が(遮熱シート)8で包み込まれることになるため、弾性部材7を高温から保護する事もできる。
Furthermore, it is particularly preferable that the entire surface of the
遮熱部材は、上記実施形態のように、無機繊維部材によって形成された、厚さ1mm以上2mm以下の遮熱シート8であることが好ましい。遮熱部材を薄い無機繊維部材で形成することで、遮熱部材の質量を小さくできる。近年、内燃機関とバッテリとを搭載するハイブリッド電気自動車(HEV)では、燃費低減(CO2排出量低減とも言える)は重要事項であり、車両軽量化は重要である。また、内燃機関を搭載しない本実施形態のようなBHE1では、走行距離延長のため(電気的な燃費である電費の向上とも言える)に車両軽量化は重要である(HEVでも電費向上効果は得られる)。特に、上記実施形態のようなBHE1の場合、車両に搭載されるバッテリ4の体積は大きいため遮熱シート8の面積は大きくなるので、遮熱シート8の質量低減は効果的である。
The heat shielding member is preferably a
なお、弾性部材7は、半独立半連続気泡発泡体であり、フロアパネル3とバッテリ4の間に圧縮状態で配置されていることが好ましい。弾性部材7が圧縮状態で搭載されることで、フロアパネル3(及び、バッテリ4のケーシング4aの上面板)にプリロードを付与することによるフロアパネル3(ケーシング4aの上面板)の制振効果が得られる。同時に、弾性部材7がフロアパネル3(ケーシング4aの上面板)の振動を減衰させる制振材としても機能する。この結果、音振性能が向上する。これまで制振材として利用されてきたアスファルトシートに比較して、同様の制振効果を得るのに圧縮状態の弾性部材7を用いれば軽量化を図ることができる。上述したように、軽量化は重要である。
It is preferable that the
また、弾性部材7が半独立半連続気泡発泡体であることで、気泡による断熱効果(及び吸音効果)も得られる。即ち、弾性部材7も遮熱部材(遮熱シート)8による遮熱(断熱)性能向上に寄与する。さらに、弾性部材7が半独立半連続気泡発泡体であることで、独立気泡による弾性復元力を確保でき、上述したプリロードを生じさせやすい。即ち、弾性部材7はこの点からも音振性能向上に寄与する。なお、弾性部材7が半独立半連続気泡発泡体であることで、独立気泡による弾性部材7への水の侵入も抑制できる。
In addition, since the
さらに、半独立半連続気泡発泡体(弾性部材7)の圧縮率は10%以上75%以下の範囲が有効であり、特に、圧縮率が30%以上40%以下であると安定的に上述した音振性能及び遮熱(断熱)性能を所望の性能とすることができることを、発明者らは知見した。 Furthermore, the inventors have found that a compression ratio of the semi-closed, semi-open cell foam (elastic member 7) in the range of 10% to 75% is effective, and that a compression ratio of 30% to 40% in particular can stably achieve the desired sound vibration performance and heat insulation (thermal insulation) performance described above.
本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態での車両は内燃機関を搭載しないBEH1であったが、内燃機関と車両走行用モータのためのモータに電力を供給するバッテリとの両方を備えるHEVへのバッテリ搭載構造にも適用できる。また、上記実施形態では、複数のバッテリ4が搭載され、一枚の遮熱シート8(弾性部材7)が全てのバッテリ4をカバーしたが、バッテリ4毎に遮熱シート8(弾性部材7)が設けられてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the vehicle in the above embodiment was a BEH1 that does not have an internal combustion engine, but the present invention can also be applied to a battery mounting structure for an HEV that has both an internal combustion engine and a battery that supplies power to a motor for driving the vehicle. In addition, in the above embodiment,
1 バッテリ電気自動車(BEV)
2 車室
3 フロアパネル
4 バッテリ
4a (バッテリの)ケーシング
5 モータルーム
6 フレーム
7 弾性部材(半独立半連続気泡発泡体)
8 遮熱シート(遮熱部材)
1. Battery Electric Vehicle (BEV)
2
8. Heat shielding sheet (heat shielding member)
Claims (5)
前記弾性部材の全ての表面が、遮熱部材によって包み込まれて覆われている、ことを特徴とする車両のバッテリ搭載構造。 A battery mounting structure for a vehicle including a battery disposed under a floor panel and an elastic member disposed between the floor panel and the battery ,
A vehicle battery mounting structure, characterized in that all surfaces of the elastic member are wrapped and covered by a heat insulating member.
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