JP7543333B2

JP7543333B2 - バッテリパック

Info

Publication number: JP7543333B2
Application number: JP2022036506A
Authority: JP
Inventors: 周太郎竿尾; 健安井
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2022-03-09
Filing date: 2022-03-09
Publication date: 2024-09-02
Anticipated expiration: 2042-03-09
Also published as: JP2023131632A; CN116729094B; CN116729094A; US20230286366A1

Description

本発明は、車両に搭載されるバッテリパックに関する。

近年、より多くの人々が手ごろで信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギーへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギーの効率化に貢献する二次電池に関する研究開発が行われている。

二次電池は、ケースに収容されてバッテリパックとして車両に搭載される。従来、バッテリパックを車両に搭載する際には、リアサスペンションを車体に取り付け、その後バッテリパックを車体に取り付ける作業が必要であった。特許文献１には、バッテリパックの車体への取付けが記載されており、特許文献２には、コンプライアンスブッシュの車体への取付けが記載されている。

特開２０１７－１８５９４８号公報特開２００８－３０２８１３号公報

しかしながら、従来の作業工程は、リアサスペンションを車体に取り付ける作業と、バッテリパックを車体に取り付ける作業とが必要で、組立に時間がかかるといった課題がある。

本発明は、車体へのサスペンションとバッテリパックの組立を容易にすることを目的としたものである。そして、延いてはエネルギーの効率化に寄与するものである。

本発明は、
複数のバッテリセルと、
前記複数のバッテリセルを収容するバッテリケースと、
前記バッテリケースを支持する車体と、を備え、
車両の床下に配置されるバッテリパックであって、
前記バッテリケースは、前記車体に固定される車体固定部と、前記車両のサスペンションの一部が固定される固定部と、を備える。

本発明によれば、バッテリパック及びサスペンションを一体的に車両に搭載させることができるので、組立工数及び組立時間を削減できる。

バッテリパック１００が搭載された車両１の車体下部構造を示す概略底面図である。バッテリパック１００の内部を示す概略平面図である。バッテリセル１１１の斜視図である。バッテリパック１００に固定されたリアサスペンション５を示す要部斜視図である。バッテリパック１００に固定されたリアサスペンション５を示す要部底面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図１～図５を参照して説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとし、以下の説明において、前後、左右、上下は、運転者から見た方向に従い、図面に車両の前方をＦｒ、後方をＲｒ、左方をＬ、右方をＲ、上方をＵ、下方をＤ、として示す。

本発明の一実施形態のバッテリパック１００は、例えば、図１に示すような車体下部構造を有する車両１の床下に搭載される。図１に示す車両１は、モータ動力（又はモータ動力及びエンジン動力）で走行する電動車両であり、車体２と、車体２の前部にフロントサスペンション３を介して回転可能に設けられる左右の前輪４と、車体２の後部にリアサスペンション５を介して回転可能に設けられる左右の後輪６と、車体２の底部に搭載されるバッテリパック１００と、を備える。

図４及び図５に示すように、リアサスペンション５は、例えば、左右に延びるサスペンションメンバ５０と、サスペンションメンバ５０の左右両端部に設けられ、後輪６の取付部５１１を備える左右一対のサスペンションアーム５１と、車体２とサスペンションアーム５１との間に介在し、サスペンションアーム５１を車体２に対して上下回動可能に連結する左右一対のコンプライアンスブッシュ５２と、車体２とサスペンションアーム５１との間に介在し、車体２を弾性的に支持する左右一対のコイルスプリング５３と、車体２とサスペンションアーム５１との間に介在し、コイルスプリング５３の動きを減衰させる左右一対のショックアブソーバ５４と、を備える。

図４に示すように、コンプライアンスブッシュ５２は、サスペンションアーム５１の筒部内周側（図示せず）に嵌合されるブッシュ部５２１と、ブッシュ部５２１を貫通する軸部５２２と、を備える。ブッシュ部５２１は、弾性変形可能な緩衝部材を含む。軸部５２２は、その両端部が車体２側に両持ち状に固定支持される。これにより、コンプライアンスブッシュ５２は、サスペンションアーム５１を車体２に対して上下回動可能に連結しつつ、サスペンションアーム５１側から車体２側への振動の伝達を抑制する。

図１～図３に示すように、バッテリパック１００は、複数（本実施形態では４つ）に分割されて配置されたセル群１１０と、複数のセル群１１０を収容するバッテリケース１２０と、を備える。セル群１１０は、複数のバッテリセル１１１を左右方向に積層して構成されるが、バッテリセル１１１の数や積層方向、セル群１１０の数などは適宜変更することができる。

バッテリセル１１１は、例えば、固体電池である。固体電池からなるバッテリセル１１１は、図３に示すように、正極タブ１１１ａが連結された正極と、負極タブ１１１ｂが連結された負極と、正極と負極との間に配置された固体電解質と、これらを収容するラミネートフィルム１１１ｃと、を有しており、固体電解質を介した正極と負極との間のリチウムイオンの授受により充放電を行う。

固体電解質としては、リチウムイオン伝導性及び絶縁性を有するものであれば特に制限は無く、一般的に全固体型リチウムイオン電池に用いられる材料を用いることができる。例えば、硫化物固体電解質材料、酸化物固体電解質材料、リチウム含有塩などの無機固体電解質や、ポリエチレンオキシドなどのポリマー系の固体電解質、リチウム含有塩やリチウムイオン伝導性のイオン液体を含むゲル系の固体電解質等を挙げることができる。固体電解質材料の形態としては、特に制限は無いが、例えば粒子状を挙げることができる。

図２などに示すように、バッテリケース１２０は、平面視略四角形のフレーム構造を有する。このフレーム構造には、セル群１１０を挟むように左右方向に対向する一対のサイドフレーム１２１、１２２と、セル群１１０を挟むように前後方向に対向する前フレーム１２３及び後フレーム１２４と、が含まれる。また、バッテリケース１２０は、周縁部に複数の車体固定部１２５を有し、これらの車体固定部１２５を車体２に締結することで、バッテリパック１００が車体２の底部に固定される。

また、図４及び図５に示すように、バッテリケース１２０は、リアサスペンション５の一部が固定される左右一対のサスペンション固定部１２６を備える。サスペンション固定部１２６は、左右方向に対向する一対の側壁部１２６ａと、一対の側壁部１２６ａの上端部同士を連結する上壁部１２６ｂと、を有しており、左右の側壁部１２６ａに対し、コンプライアンスブッシュ５２の軸部５２２が両持ち状に固定支持される。

このようなバッテリケース１２０によれば、バッテリパック１００及びリアサスペンション５を一体的に車両１に搭載させることができるので、組立工数及び組立時間を削減できる。また、バッテリケース１２０にリアサスペンション５の一部を固定することで、リアサスペンション５の車体２側の固定箇所を減らし、車体２側のレイアウト性を向上させることができる。また、バッテリケース１２０のサスペンション固定部１２６にコンプライアンスブッシュ５２を固定するので、リアサスペンション５から入力される荷重をバッテリパック１００で受けることができる。

また、バッテリケース１２０のサスペンション固定部１２６は、左右方向から見て、バッテリケース１２０の後フレーム１２４とオーバーラップするように設けられる。このようにすると、バッテリケース１２０の後フレーム１２４とリアサスペンション５が一体となり、車幅方向の剛性が向上するので、操縦安定性を向上させることができる。

また、バッテリケース１２０のサスペンション固定部１２６は、前後方向から見て、サイドフレーム１２１、１２２とオーバーラップするように設けられる。このようにすると、バッテリケース１２０のサイドフレーム１２１、１２２とリアサスペンション５が一体となり、前後方向の剛性が向上するので、操縦安定性と乗り心地を向上させることができる。また、リアサスペンション５から入力される荷重がサイドフレーム１２１、１２２に伝達されるので、荷重の伝達効率が高まる。また、バッテリケース１２０のサイドフレーム１２１、１２２をロードパスとして利用できるので、衝撃時の変形を抑制することが可能になる。

言い換えると、バッテリケース１２０のサスペンション固定部１２６は、サイドフレーム１２１、１２２と後フレーム１２４とで形成される角部に配置される。このようにすると、バッテリケース１２０のサイドフレーム１２１、１２２及び後フレーム１２４とリアサスペンション５が一体となり、車幅方向及び前後方向の剛性が向上するので、操縦安定性と乗り心地を向上させることが可能になる。また、リアサスペンション５から入力される荷重がサイドフレーム１２１、１２２及び後フレーム１２４に伝達されるので、荷重の伝達効率が高まる。また、バッテリケース１２０の後フレーム１２４及びサイドフレーム１２１、１２２をロードパスとして利用できるので、衝撃時の変形を抑制することが可能になる。

以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

（１）複数のバッテリセル（バッテリセル１１１）と、
前記複数のバッテリセルを収容するバッテリケース（バッテリケース１２０）と、を備え、
車両（車両１）の床下に配置されるバッテリパック（バッテリパック１００）であって、
前記バッテリケースは、前記車両のサスペンション（リアサスペンション５）の一部が固定される固定部（サスペンション固定部１２６）を備える、バッテリパック。

（１）によれば、バッテリパック及びサスペンションを一体的に車両に搭載させることができるので、組立工数及び組立時間を削減できる。また、バッテリケースにサスペンションの一部を固定することで車両の骨格部材に固定部を設ける必要がないので、レイアウト性が向上する。

（２）（１）に記載のバッテリパックであって、
前記一部は、コンプライアンスブッシュ（コンプライアンスブッシュ５２）である、バッテリパック。

（２）によれば、サスペンションから入力される荷重をバッテリパックで受けることができる。

（３）（１）又は（２）に記載のバッテリパックであって、
前記サスペンションは、リアサスペンション（リアサスペンション５）である、バッテリパック。

（３）によれば、リアサスペンションから入力される荷重をバッテリパックで受けることができる。

（４）（３）に記載のバッテリパックであって、
前記バッテリケースは、
前記複数のバッテリセルを挟むように対向する一対のサイドフレーム（サイドフレーム１２１、１２２）と、
前記複数のバッテリセルを挟むように対向する一対の前フレーム（前フレーム１２３）及び後フレーム（後フレーム１２４）と、を備え、
前記固定部は、左右方向から見て、前記後フレームとオーバーラップする、バッテリパック。

（４）によれば、バッテリケースの後フレームとリアサスペンションが一体となり、車幅方向の剛性が向上し、操縦安定性が向上する。

（５）（３）又は（４）に記載のバッテリパックであって、
前記バッテリケースは、
前記複数のバッテリセルを挟むように対向する一対のサイドフレーム（サイドフレーム１２１、１２２）と、
前記複数のバッテリセルを挟むように対向する一対の前フレーム（前フレーム１２３）及び後フレーム（後フレーム１２４）と、を備え、
前記固定部は、前後方向から見て、前記サイドフレームとオーバーラップする、バッテリパック。

（５）によれば、バッテリケースのサイドフレームとリアサスペンションが一体となり、前後方向の剛性が向上し、操縦安定性と乗り心地が向上する。また、リアサスペンションから入力される荷重がサイドフレームに伝達されるので、荷重の伝達効率が高まる。また、バッテリケースのサイドフレームをロードパスとして利用でき、衝撃時の変形を抑制できる。

（６）（３）～（５）のいずれかに記載のバッテリパックであって、
前記バッテリケースは、
前記複数のバッテリセルを挟むように対向する一対のサイドフレーム（サイドフレーム１２１、１２２）と、
前記複数のバッテリセルを挟むように対向する一対の前フレーム（前フレーム１２３）及び後フレーム（後フレーム１２４）と、を備え、
前記固定部は、前記サイドフレームと前記後フレームとで形成される角部に配置される、バッテリパック。

（６）によれば、バッテリケースのサイドフレーム及び後フレームとリアサスペンションが一体となり、車幅方向及び前後方向の剛性が向上し、操縦安定性と乗り心地が向上する。また、リアサスペンションから入力される荷重がサイドフレーム及び後フレームに伝達されるので、荷重の伝達効率が高まる。また、バッテリケースの後フレーム及びサイドフレームをロードパスとして利用でき、衝撃時の変形を抑制できる。

（７）（１）～（６）のいずれかに記載のバッテリパックであって、
前記バッテリセルは、固体電池である、バッテリパック。

（７）によれば、衝撃に強い固体電池を用いることで、衝撃によるバッテリセルに対する影響を抑制できる。

１車両
５リアサスペンション
５２コンプライアンスブッシュ
１００バッテリパック
１１１バッテリセル
１２０バッテリケース
１２１サイドフレーム
１２３前フレーム
１２４後フレーム
１２６サスペンション固定部（固定部）

Claims

複数のバッテリセルと、
前記複数のバッテリセルを収容するバッテリケースと、
前記バッテリケースを支持する車体と、を備え、
車両の床下に配置されるバッテリパックであって、
前記バッテリケースは、前記車体に固定される車体固定部と、前記車両のサスペンションの一部が固定される固定部と、を備える、バッテリパック。
請求項１に記載のバッテリパックであって、
前記一部は、コンプライアンスブッシュである、バッテリパック。
請求項１又は２に記載のバッテリパックであって、
前記サスペンションは、リアサスペンションである、バッテリパック。
請求項３に記載のバッテリパックであって、
前記バッテリケースは、
前記複数のバッテリセルを挟むように対向する一対のサイドフレームと、
前記複数のバッテリセルを挟むように対向する一対の前フレーム及び後フレームと、を備え、
前記固定部は、左右方向から見て、前記後フレームとオーバーラップする、バッテリパック。
請求項３又は４に記載のバッテリパックであって、
前記バッテリケースは、
前記複数のバッテリセルを挟むように対向する一対のサイドフレームと、
前記複数のバッテリセルを挟むように対向する一対の前フレーム及び後フレームと、を備え、
前記固定部は、前後方向から見て、前記サイドフレームとオーバーラップする、バッテリパック。
請求項３～５のいずれか一項に記載のバッテリパックであって、
前記バッテリケースは、
前記複数のバッテリセルを挟むように対向する一対のサイドフレームと、
前記複数のバッテリセルを挟むように対向する一対の前フレーム及び後フレームと、を備え、
前記固定部は、前記サイドフレームと前記後フレームとで形成される角部に配置される、バッテリパック。
請求項１～６のいずれか一項に記載のバッテリパックであって、
前記バッテリセルは、固体電池である、バッテリパック。