JPWO2016194684A1 - 車両用バッテリユニット - Google Patents

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Abstract

複数の高圧バッテリ（３１ａ〜３３ａ）がバッテリケース（５０）に収納されたバッテリユニット（１０）において、バッテリケース（５０）は、高圧バッテリ（３１ａ〜３３ａ）が搭載されるボトムプレート（５１Ａ）と、上方から覆うカバー（５２）と、を備える。ボトムプレート（５１Ａ）は、板状のトレー（５４）と、縦方向補強メンバ（５５）と、複数のブラケット（５３）と、を備える。縦方向補強メンバ（５５）は、少なくとも隣接するブラケット（５３）を繋ぐように配置され、縦方向補強メンバ（５５）とブラケット（５３）は、トレー（５４）を挟んで格子状に配置される。高圧バッテリ（３１ａ〜３３ａ）は、縦方向補強メンバ（５５）に長手方向が車幅方向を向くように固定され、バッテリケース（５０）は、ブラケット（５３）により車両（Ｖ）の床下に固定される。

Description

本発明は、車両に搭載される車両用バッテリユニットに関する。
ハイブリッド車両、電気車両、燃料電池車等の車両には、複数のバッテリをバッテリケースに収納したバッテリユニットが設けられている。特許文献１に記載のバッテリユニットにおいては、バッテリケースが、バッテリが搭載されるトレーと、バッテリを上方から覆うカバーとから構成され、トレーの下面には車幅方向に延びる複数の桁部材が固定されている。バッテリユニットは、トレーから車幅方向に露出した桁部材の締結部を介して左右のサイドメンバに固定される。また、トレーのバッテリ収容部は、前後方向仕切部と幅方向仕切部とが格子状にトレーと一体に設けられることで、バッテリを収容するバッテリ収容室を区画するとともに、トレーの剛性を確保している。
日本国特開２０１３−１２４８０号公報
しかしながら、特許文献１に記載のバッテリユニットにおいては、前後方向における剛性をトレーと一体に形成される前後方向仕切部によって確保するため、トレーの形状が複雑となり、製造工程が複雑になる虞があった。
本発明は、バッテリを確実に保持することができ、トレー自体を簡素化且つ軽量化可能なバッテリユニットを提供する。
本発明は以下の態様を提供するものである。
第１態様は、
複数のバッテリ（例えば、後述の実施形態の高圧バッテリ３１ａ〜３３ａ）と、
複数の該バッテリを収納するバッテリケース（例えば、後述の実施形態のバッテリケース５０）と、を備える車両用バッテリユニット（例えば、後述の実施形態のバッテリユニット１０）であって、
前記バッテリケースは、前記バッテリが搭載されるボトムプレート（例えば、後述の実施形態のボトムプレート５１Ａ、ボトムプレート５１Ｂ）と、前記バッテリを上方から覆うカバー（例えば、後述の実施形態のカバー５２）と、を備え、
該ボトムプレートは、板状のトレー（例えば、後述の実施形態のトレー５４、トレー６４）と、該トレーの上面に設けられ前記車両の前後方向に延びる複数の縦方向補強メンバ（例えば、後述の実施形態の縦方向補強メンバ５５、縦方向補強メンバ６５）と、該トレーの下面に設けられ前記車両の車幅方向に延びる複数の横方向補強メンバ（例えば、後述の実施形態のブラケット５３、ブラケット６３）と、を備え、
前記縦方向補強メンバは、少なくとも隣接する前記横方向補強メンバを繋ぐように配置され、
前記縦方向補強メンバと前記横方向補強メンバは、前記トレーを挟んで格子状に配置され、
前記バッテリは、前記縦方向補強メンバに長手方向が車幅方向を向くように固定され、
前記バッテリケースは、前記横方向補強メンバにより前記車両の床下に固定されている。
第２態様は、
第１態様の車両用バッテリユニットであって、
前記バッテリケースには、複数の前記バッテリから構成される第１バッテリモジュール（例えば、後述の実施形態の前部バッテリモジュール３１）及び第２バッテリモジュール（例えば、後述の実施形態の下後部バッテリモジュール３２）が、空間部（例えば、後述の実施形態の空間部３４）を挟んで前後方向に離間して配置され、
前記第１バッテリモジュールの上方には前部座席（例えば、後述の実施形態の前部座席４）が配置され、
前記第２バッテリモジュールの上方には後部座席（例えば、後述の実施形態の後部座席５）が配置され、
前記第１バッテリモジュール及び前記第２バッテリモジュールは、それぞれ一対の前記横方向補強メンバ間に配置されている。
第３態様は、
第２態様の車両用バッテリユニットであって、
前記空間部には、高圧系機器（例えば、後述の実施形態のＤＣ−ＤＣコンバータ２２）が配置され、
該高圧系機器は、前記縦方向補強メンバ（例えば、後述の実施形態の第１及び第２中縦方向補強メンバ５５Ｅ，５５Ｆ、第２縦方向補強メンバ６５Ｂ）に固定されている。
第４態様は、
第３態様の車両用バッテリユニットであって、
前記高圧系機器の前後方向には、一対の前記横方向補強メンバ（例えば、後述の実施形態の第２ブラケット５３Ｂ，第３ブラケット５３Ｃ、第２ブラケット６３Ｂ，第３ブラケット６３Ｃ）が設けられ、
前記トレーの上面には、前記横方向補強メンバに沿って少なくとも１つのクロスメンバ（例えば、後述の実施形態の前クロスメンバ５６Ａ，後クロスメンバ５６Ｂ、クロスメンバ６８）が設けられ、
前記高圧系機器を保持する前記縦方向補強メンバが、前記クロスメンバに固定されている。
第５態様は、
第４態様の車両用バッテリユニットであって、
少なくとも１つの前記クロスメンバが、前記高圧系機器を挟む一対の前記横方向補強メンバの一方と上方から見てオーバーラップするように配置され、
前記クロスメンバと前記一方の横方向補強メンバにより閉空間が形成されている。
第１態様によれば、縦方向補強メンバと横方向補強メンバとがトレーを挟んで格子状に配置されることで、トレー自体の肉厚を厚くしたり、トレー自体に剛性を持たせたりしなくても、ボトムプレートの剛性が向上し、トレー自体を簡素化且つ軽量化できる。また、横方向補強メンバを繋ぐ縦方向補強メンバにより、バッテリを確実に保持することができる。さらに、横方向補強メンバに補強メンバとしての機能に加えて、締結手段としての機能を持たせることで、横方向補強メンバによりバッテリユニットを車両の床下に固定することができ、別途締結手段を設ける場合に比べて、部品点数を削減でき組み付けを容易にできる。
第２態様によれば、第１バッテリモジュール及び第２バッテリモジュールをそれぞれ一対の横方向補強メンバ間に配置することで、格子状空間においてバッテリを高剛性で保持することができる。
また、車両用バッテリユニットにおいて、前部座席と後部座席との間に空間部が形成されるので、室内空間への影響を回避できる。これにより、後部座席の乗員が前部座席の下方に足を入れたり出したりする際の動作を阻害せずに、乗員の快適性を確保できる。
第３態様によれば、縦方向補強メンバに固定された高圧系機器が前後方向において第１バッテリモジュール及び第２バッテリモジュールに挟まれるので、高圧系機器を衝突等の衝撃から有効に保護できる。
第４態様によれば、トレーの上面に配置されるクロスメンバによって高圧系機器をより確実に保護できる。また、クロスメンバによりボトムプレートの剛性をさらに向上できる。
第５態様によれば、クロスメンバと高圧系機器を挟む一対の横方向補強メンバの一方とで閉空間が形成されることで、バッテリ及び高圧系機器を高剛性でより確実に保持することができる。
本発明の一実施形態に係る車両用バッテリユニットを搭載した車両の概略側面図である。 本発明の一実施形態に係るバッテリユニットを示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るボトムプレートを上方から見た図である。 本発明の第１実施形態に係るボトムプレートを下方から見た図である。 本発明の第２実施形態に係るボトムプレートを上方から見た図である。 本発明の第２実施形態に係るボトムプレートを下方から見た図である。 本発明の第２実施形態に係るボトムプレートの分解斜視図である。
以下、本発明の車両用バッテリユニットの一実施形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
［バッテリユニット］
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係るバッテリユニット１０は、主として複数のバッテリモジュール３１〜３３、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２、バッテリ用ＥＣＵ４０及びこれらを収容するバッテリケース５０を備え、ハイブリッド車両、電気車両、燃料電池車等の車両Ｖに搭載される。バッテリユニット１０は、車室２の床面を形成するフロアパネル３の下方に配置される。
［バッテリケース］
バッテリケース５０は、複数のバッテリモジュール３１〜３３、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２、及びバッテリ用ＥＣＵ４０が搭載されるボトムプレート５１と、これらを上方から覆うカバー５２とから構成される。バッテリケース５０は、ボトムプレート５１の一部をなして左右に延びる複数のブラケット５３（第２実施形態においてはブラケット６３）が車両Ｖの両側方に配設されるサイドシルの内方に並設されるフロアフレーム（不図示）に締結されることにより、バッテリユニット１０がフロアパネル３の下方に吊り下げられるように取り付けられる。ボトムプレート５１の詳細な構成について後述する。
［バッテリ］
複数のバッテリモジュール３１〜３３には、バッテリケース５０の前部に収容される前部バッテリモジュール３１と、空間部３４を挟んでバッテリケース５０の後部に収容される２つの後部バッテリモジュール３２、３３とが含まれ、各バッテリモジュール３１〜３３は、それぞれ複数の高圧バッテリ３１ａ〜３３ａを有する。本実施形態では、左右方向に２つ、前後方向に３つ並べた合計６つの高圧バッテリ３１ａによって前部バッテリモジュール３１が構成され、同様に左右方向に２つ、前後方向に３つ並べた合計６つの高圧バッテリ３２ａによって一方の後部バッテリモジュール３２（以下、下後部バッテリモジュール３２とも呼ぶ。）が構成され、左右方向に並べた２つの高圧バッテリ３３ａによって他方の後部バッテリモジュール３３（以下、上後部バッテリモジュール３３とも呼ぶ。）が構成される。
複数のバッテリモジュール３１〜３３は、車両Ｖの前部座席４及び後部座席５の下方に配置される（図１参照）。具体的には、前部座席４の下方に前部バッテリモジュール３１が配置され、後部座席５の下方に下後部バッテリモジュール３２及び上後部バッテリモジュール３３が配置される。
前部バッテリモジュール３１は、前部座席４の下方に配置するにあたり、重ねることなく平置きされる。下後部バッテリモジュール３２及び上後部バッテリモジュール３３は、後部座席５の下方に配置するにあたり、後部座席５の座面前方に上下に配置される。具体的には、下後部バッテリモジュール３２を構成する６つの高圧バッテリ３２ａのうち、最も前側に並ぶ２つの高圧バッテリ３２ａの上方に上後部バッテリモジュール３３を構成する２つの高圧バッテリ３３ａが配置される。
ＤＣ−ＤＣコンバータ２２は、直流電流を変圧する高圧系機器であり、前部バッテリモジュール３１と後部バッテリモジュール３２、３３との間の空間部３４、且つバッテリユニット１０の幅方向中央に配置される。また、バッテリ用ＥＣＵ４０は、高圧バッテリ３１ａ〜３３ａの充放電や温度を管理するバッテリ用のコントローラであり、上後部バッテリモジュール３３の後方、且つ下後部バッテリモジュール３２の上方に配置される。
［ボトムプレート］
＜第１実施形態＞
続いて、バッテリケース５０を構成する、第１実施形態のボトムプレート５１（以下、ボトムプレート５１Ａと呼ぶ。）について、図３及び図４を参照しながら詳細に説明する。図３はボトムプレート５１Ａを上方から見た図であり、図４はボトムプレート５１Ａを下方から見た図である。
ボトムプレート５１Ａは、高圧バッテリ３１ａ〜３３ａの下方に配置されるトレー５４と、トレー５４の上面に固定され車両Ｖの前後方向に延びる複数の縦方向補強メンバ５５と、トレーの下面に固定され車両Ｖの車幅方向に延びる複数のブラケット５３と、から構成される。ブラケット５３は、横方向補強メンバとしてトレー５４を補強するとともに、前述したようにフロアフレーム（不図示）に締結される。なお、トレー５４の前方には、一対の前方ブラケット５７Ａ，５７Ｂが固定され、この前方ブラケット５７Ａ，５７Ｂは左右のサイドシル間を繋ぐ不図示のクロスメンバに固定される。
トレー５４は、略矩形状を有し、薄板材をプレス成型することで形成される。トレー５４は、カバー５２と共に内部に収容される高圧バッテリ３１ａ〜３３ａ、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２及びバッテリ用ＥＣＵ４０等を水分や異物から保護するものであり、それ自体高い剛性を有する必要はない。
ブラケット５３は、トレー５４の下方を左右方向に延びてトレー５４にスポット溶接等により固定されるブラケット本体５３ｐと、ブラケット本体５３ｐの左右両端部にトレー５４から左右に露出するように設けられたブラケット締結部５３ｑと、を有する。ブラケット５３は、前方から第１ブラケット５３Ａ，第２ブラケット５３Ｂ，第３ブラケット５３Ｃ，及び第４ブラケット５３Ｄの合計４本設けられ、第３ブラケット５３Ｃのブラケット本体５３ｐ及び第４ブラケット５３Ｄのブラケット本体５３ｐが一体に形成されている。第１ブラケット５３Ａ〜第４ブラケット５３Ｄのブラケット締結部５３ｑは、前後方向に略等間隔に配置され、トレー５４をバランスよく保持するようになっている。
第１ブラケット５３Ａ，第３ブラケット５３Ｃ，及び第４ブラケット５３Ｄは、ブラケット締結部５３ｑに対しブラケット本体５３ｐが幅広に形成され、第２ブラケット５３Ｂはブラケット締結部５３ｑとブラケット本体５３ｐとが略同一の幅に形成されている。したがって、第２ブラケット５３Ｂのブラケット本体５３ｐの幅が他のブラケット５３Ａ，５３Ｃ，５３Ｄのブラケット本体５３ｐの幅よりも狭くなっている。
縦方向補強メンバ５５は、トレー５４の上方に、すなわち、トレー５４を挟んでブラケット５３と反対側に設けられ、４本の第１〜第４前縦方向補強メンバ５５Ａ〜５５Ｄが第１ブラケット５３Ａと第２ブラケット５３Ｂを繋ぐように配置され、２本の第１及び第２中縦方向補強メンバ５５Ｅ，５５Ｆが第２ブラケット５３Ｂと第３ブラケット５３Ｃを繋ぐように配置され、さらに４本の第１〜第４後縦方向補強メンバ５５Ｇ〜５５Ｊが第３ブラケット５３Ｃと第４ブラケット５３Ｄを繋ぐように配置されている。
第１前縦方向補強メンバ５５Ａ及び第１後縦方向補強メンバ５５Ｇはトレー５４の左端に配置され、第４前縦方向補強メンバ５５Ｄ及び第４後縦方向補強メンバ５５Ｊはトレー５４の右端に配置され、第２前縦方向補強メンバ５５Ｂ及び第２後縦方向補強メンバ５５Ｈはトレー５４の左側中央に第１前縦方向補強メンバ５５Ａ及び第１後縦方向補強メンバ５５Ｇと離間して配置され、第３前縦方向補強メンバ５５Ｃ及び第３後縦方向補強メンバ５５Ｉはトレー５４の右側中央に第４前縦方向補強メンバ５５Ｄ及び第４後縦方向補強メンバ５５Ｊと離間して配置されている。したがって、トレー５４の前部において、第２及び第３前縦方向補強メンバ５５Ｂ，５５Ｃが隣接して配置され、トレー５４の後部において、第２及び第３後縦方向補強メンバ５５Ｈ，５５Ｉが隣接して配置されることとなる。
第１中縦方向補強メンバ５５Ｅは、車幅方向において第１前縦方向補強メンバ５５Ａ及び第１後縦方向補強メンバ５５Ｇと第２前縦方向補強メンバ５５Ｂ及び第２後縦方向補強メンバ５５Ｈとの間で、第２前縦方向補強メンバ５５Ｂ及び第２後縦方向補強メンバ５５Ｈ寄りに設けられ、第２中縦方向補強メンバ５５Ｆは、車幅方向において第４前縦方向補強メンバ５５Ｄ及び第４後縦方向補強メンバ５５Ｊと第３前縦方向補強メンバ５５Ｃ及び第３後縦方向補強メンバ５５Ｉとの間で、第３前縦方向補強メンバ５５Ｃ及び第３後縦方向補強メンバ５５Ｉ寄りに設けられている。
このように配置されたブラケット５３及び縦方向補強メンバ５５は、トレー５４を挟んで格子状をなし、ボトムプレート５１Ａの剛性を確保している。また、トレー５４の上方には、更なる剛性向上のため、第１〜第４前縦方向補強メンバ５５Ａ〜５５Ｄの後端部と第１及び第２中縦方向補強メンバ５５Ｅ，５５Ｆの前端部とに固定され、上方から見て第２ブラケット５３Ｂとオーバーラップするように第２ブラケット５３Ｂに沿って前クロスメンバ５６Ａが設けられると共に、第１及び第２中縦方向補強メンバ５５Ｅ，５５Ｆの後端部と第１〜第４後縦方向補強メンバ５５Ｇ〜５５Ｊの前端部とに固定され、上方から見て第３ブラケット５３Ｃとオーバーラップするように第３ブラケット５３Ｃに沿って後クロスメンバ５６Ｂが設けられている。第２ブラケット５３Ｂと前クロスメンバ５６Ａ、第３ブラケット５３Ｃと後クロスメンバ５６Ｂは、トレー５４を貫通するボルトとナットにより締結され閉断面を構成することで、ボトムプレート５１Ａの剛性をさらに向上させている。
前部バッテリモジュール３１を構成する高圧バッテリ３１ａは、第１前縦方向補強メンバ５５Ａと第２前縦方向補強メンバ５５Ｂとの間、及び第３前縦方向補強メンバ５５Ｃと第４前縦方向補強メンバ５５Ｄとの間に、長手方向が車幅方向を向くように固定される。また、下後部バッテリモジュール３２を構成する高圧バッテリ３２ａは、第１後縦方向補強メンバ５５Ｇと第２後縦方向補強メンバ５５Ｈとの間、及び第３後縦方向補強メンバ５５Ｉと第４後縦方向補強メンバ５５Ｊとの間に、長手方向が車幅方向を向くように固定される。さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２は、第１及び第２中縦方向補強メンバ５５Ｅ，５５Ｆとの間に固定される。
高圧バッテリ３１ａ，３２ａはそれぞれ、図示は省略するが、複数のバッテリセルが直方体形状のフレーム部材によって保持されるため、フレーム部材により、縦方向補強メンバ５５間をトレー５４上で連結することとなる。したがって、トレー５４の上下に実質的に一対の横方向補強メンバが形成されることになり、高圧バッテリ３１ａ，３２ａ（バッテリセル）は高強度に保持されることになる。
このように構成されたボトムプレート５１Ａ上には、第１ブラケット５３Ａと第２ブラケット５３Ｂを繋ぐ第１前縦方向補強メンバ５５Ａと第２前縦方向補強メンバ５５Ｂとの間に高圧バッテリ３１ａが前後方向に３つ配置され、同じく第１ブラケット５３Ａと第２ブラケット５３Ｂを繋ぐ第３前縦方向補強メンバ５５Ｃと第４前縦方向補強メンバ５５Ｄとの間に、高圧バッテリ３１ａが前後方向に３つ配置されることで、合計６つの高圧バッテリ３１ａによって前部バッテリモジュール３１が構成される。また、第３ブラケット５３Ｃと第４ブラケット５３Ｄを繋ぐ第１後縦方向補強メンバ５５Ｇと第２後縦方向補強メンバ５５Ｈとの間に高圧バッテリ３２ａが前後方向に３つ配置され、同じく第３ブラケット５３Ｃと第４ブラケット５３Ｄを繋ぐ第３後縦方向補強メンバ５５Ｉと第４後縦方向補強メンバ５５Ｊとの間に、高圧バッテリ３２ａが前後方向に３つ配置されることで、合計６つの高圧バッテリ３２ａによって下後部バッテリモジュール３２が構成される。なお、下後部バッテリモジュール３２の最前部の左右の高圧バッテリ３２ａ上には、上後部バッテリモジュール３３を構成する高圧バッテリ３３ａが配置される。
そして、前部バッテリモジュール３１と下後部バッテリモジュール３２との間の空間部３４には、前クロスメンバ５６Ａ及び後クロスメンバ５６Ｂに固定された第１及び第２中縦方向補強メンバ５５Ｅ，５５ＦにＤＣ−ＤＣコンバータ２２が配置される。
以上説明したように、本実施形態によれば、縦方向補強メンバ５５とブラケット５３がトレー５４を挟んで格子状に配置されることで、トレー５４自体の肉厚を厚くしたり、トレー５４自体に剛性を持たせたりしなくても、ボトムプレート５１Ａの剛性が向上し、トレー５４自体を簡素化且つ軽量化できる。また、ブラケット５３を繋ぐ縦方向補強メンバ５５により、高圧バッテリ３１ａ〜３３ａを確実に保持することができる。さらに、ブラケット５３に補強メンバとしての機能に加えて、締結手段としての機能を持たせることで、ブラケット５３によりバッテリユニット１０を車両Ｖの床下に固定することができ、別途締結手段を設ける場合に比べて、部品点数を削減でき組み付けを容易にできる。また、ボトムプレート５１Ａとカバー５２とからなるバッテリケース５０によって高圧バッテリ３１ａ〜３３ａを覆うことで、床下に配置される高圧バッテリ３１ａ〜３３ａを、水分や異物から保護することができる。
また、前部バッテリモジュール３１を第１ブラケット５３Ａと第２ブラケット５３Ｂとの間に配置し、下後部バッテリモジュール３２及び上後部バッテリモジュール３３を第３ブラケット５３Ｃと第４ブラケット５３Ｄとの間に配置することで、格子状空間において高圧バッテリ３１ａ〜３３ａを高剛性で保持することができる。
なお、前部バッテリモジュール３１と比較して、大容量側の下後部バッテリモジュール３２及び上後部バッテリモジュール３３を保持する第３ブラケット５３Ｃと第４ブラケット５３Ｄとを一体成形することで、大容量の下後部バッテリモジュール３２及び上後部バッテリモジュール３３を確実に保持することができるようになっている。
また、バッテリユニット１０において、前部座席４と後部座席５との間に空間部３４が形成されるので、車室２への影響を回避できる。これにより、後部座席５の乗員が前部座席４の下方に足を入れたり出したりする際の動作を阻害せずに、乗員の快適性を確保できる。
また、第１及び第２中縦方向補強メンバ５５Ｅ，５５Ｆに固定されたＤＣ−ＤＣコンバータ２２が前後方向において前部バッテリモジュール３１及び下後部バッテリモジュール３２に挟まれるので、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２を衝突等の衝撃から有効に保護できる。
また、トレー５４の上面に配置される前クロスメンバ５６Ａ及び後クロスメンバ５６ＢによってＤＣ−ＤＣコンバータ２２をより確実に保護できる。また、前クロスメンバ５６Ａ及び後クロスメンバ５６Ｂによりボトムプレート５１Ａの剛性をさらに向上できる。
また、前クロスメンバ５６Ａと第２ブラケット５３Ｂとで閉空間が形成されるとともに後クロスメンバ５６Ｂと第３ブラケット５３Ｃとで閉空間が形成されることで、高圧バッテリ３１ａ〜３３ａ及びＤＣ−ＤＣコンバータ２２を高剛性でより確実に保持することができる。
＜第２実施形態＞
続いて、バッテリケース５０を構成する、第２実施形態のボトムプレート５１（以下、ボトムプレート５１Ｂと呼ぶ。）について、図５〜図７を参照しながら詳細に説明する。図５は、ボトムプレート５１Ｂを上方から見た図であり、図６はボトムプレート５１Ｂを下方から見た図であり、図７はボトムプレート５１Ｂの分解斜視図である。
ボトムプレート５１Ｂは、主として高圧バッテリ３１ａ〜３３ａの下方に配置されるトレー６４と、トレー６４の上面に固定され車両Ｖの前後方向に延びる複数の縦方向補強メンバ６５と、トレーの下面に固定され車両Ｖの車幅方向に延びる複数のブラケット６３と、から構成される。ブラケット６３は、横方向補強メンバとしてトレー６４を補強するとともに、前述したようにフロアフレーム（不図示）に締結される。
トレー６４は、略矩形状を有し、薄板材をプレス成型することで形成される。トレー６４は、カバー５２と共に内部に収容される高圧バッテリ３１ａ〜３３ａ、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２及びバッテリ用ＥＣＵ４０等を水分や異物から保護するものであり、それ自体高い剛性を有する必要はない。
ブラケット６３は、トレー６４の下方を左右方向に延びてトレー６４にスポット溶接等により固定されるブラケット本体６３ｐと、ブラケット本体６３ｐの左右両端部にトレー６４から左右に露出するように設けられたブラケット締結部６３ｑと、を有する。ブラケット６３は、前方から第１ブラケット６３Ａ，第２ブラケット６３Ｂ，第３ブラケット６３Ｃ，及び第４ブラケット６３Ｄの合計４本設けられ、第３ブラケット６３Ｃのブラケット本体６３ｐ及び第４ブラケット６３Ｄのブラケット本体６３ｐが一体に形成されている。第１ブラケット６３Ａ〜第４ブラケット６３Ｄのブラケット締結部６３ｑは、前後方向に略等間隔に配置され、トレー６４をバランスよく保持するようになっている。なお、第１ブラケット６３Ａの前方には、一対の前方ブラケット６７Ａ，６７Ｂが一体に形成され、この前方ブラケット６７Ａ，６７Ｂは左右のサイドシル間を繋ぐ不図示のクロスメンバに固定される。
第１ブラケット６３Ａ，第３ブラケット６３Ｃ，及び第４ブラケット６３Ｄは、ブラケット締結部６３ｑに対しブラケット本体６３ｐが幅広に形成され、第２ブラケット６３Ｂはブラケット締結部６３ｑとブラケット本体６３ｐとが略同一の幅に形成されている。したがって、第２ブラケット６３Ｂのブラケット本体６３ｐの幅が他のブラケット６３Ａ，６３Ｃ，６３Ｄのブラケット本体６３ｐの幅よりも狭くなっている。
縦方向補強メンバ６５は、トレー６４の上方に、すなわち、トレー６４を挟んでブラケット６３と反対側に設けられ、３本の第１〜第３縦方向補強メンバ６５Ａ〜６５Ｃが第１ブラケット６３Ａ〜第４ブラケット６３Ｄの全てを繋ぐように配置される。第１縦方向補強メンバ６５Ａはトレー６４の左端に配置され、第２縦方向補強メンバ６５Ｂはトレー６４の中央に配置され、第３縦方向補強メンバ６５Ｃはトレー６４の右端に配置されている。
このように配置されたブラケット６３及び縦方向補強メンバ６５は、トレー６４を挟んで格子状をなし、ボトムプレート５１Ｂの剛性を確保している。また、トレー６４の上方には、更なる剛性向上のため、副縦方向補強メンバ６６及びクロスメンバ６８が設けられている。
副縦方向補強メンバ６６は、２本の第１及び第２副縦方向補強メンバ６６Ａ，６６Ｂから構成され、第１及び第２副縦方向補強メンバ６６Ａ，６６Ｂが第１ブラケット６３Ａ〜第４ブラケット６３Ｄの全てを繋ぐように配置される。第１副縦方向補強メンバ６６Ａは第１縦方向補強メンバ６５Ａと第２縦方向補強メンバ６５Ｂとの間に配置され、第２副縦方向補強メンバ６６Ｂは第２縦方向補強メンバ６５Ｂと第３縦方向補強メンバ６５Ｃとの間に配置される。
クロスメンバ６８は、第１〜第３縦方向補強メンバ６５Ａ〜６５Ｃ及び第１及び第２副縦方向補強メンバ６６Ａ，６６Ｂの全てを横断するように設けられている。また、クロスメンバ６８は、上方から見て第２ブラケット６３Ｂとオーバーラップするように第２ブラケット６３Ｂに沿って設けられている。第２ブラケット６３Ｂとクロスメンバ６８は、トレー６４を貫通して締結され閉断面を構成することで、ボトムプレート５１Ｂの剛性をさらに向上させている。このように、第２ブラケット６３Ｂは、クロスメンバ６８と協同して剛性を確保できるので、他のブラケット６３Ａ，６３Ｃ，６３Ｄよりもブラケット本体６３ｐの幅が狭くなっている。言い換えると、クロスメンバ６８が締結されない、他のブラケット６３Ａ，６３Ｃ，６３Ｄは、ブラケット本体６３ｐの幅を広くすることでブラケット自体の剛性を向上させている。
前部バッテリモジュール３１を構成する高圧バッテリ３１ａ及び下後部バッテリモジュール３２を構成する高圧バッテリ３２ａは、第１縦方向補強メンバ６５Ａと第２縦方向補強メンバ６５Ｂとの間、及び第２縦方向補強メンバ６５Ｂと第３縦方向補強メンバ６５Ｃとの間に、長手方向が車幅方向を向くように固定される。さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２は、第２縦方向補強メンバ６５Ｂの前後方向略中央部に固定される。
高圧バッテリ３１ａ，３２ａはそれぞれ、図示は省略するが、複数のバッテリセルが直方体形状のフレーム部材によって保持されるため、フレーム部材により、縦方向補強メンバ６５間をトレー６４上で連結することとなる。したがって、トレー６４の上下に実質的に一対の横方向補強メンバが形成されることになり、高圧バッテリ３１ａ，３２ａ（バッテリセル）は高強度に保持されることになる。
このように構成されたボトムプレート５１Ｂ上には、クロスメンバ６８より前方において、第１ブラケット６３Ａ〜第４ブラケット６３Ｄの全てを繋ぐ第１縦方向補強メンバ６５Ａと第２縦方向補強メンバ６５Ｂとの間に高圧バッテリ３１ａが前後方向に３つ配置され、同じく第１ブラケット６３Ａ〜第４ブラケット６３Ｄの全てを繋ぐ第２縦方向補強メンバ６５Ｂと第３縦方向補強メンバ６５Ｃとの間に、高圧バッテリ３１ａが前後方向に３つ配置されることで、合計６つの高圧バッテリ３１ａによって前部バッテリモジュール３１が構成される。また、クロスメンバ６８より後方においてクロスメンバ６８から離間して、第１ブラケット６３Ａ〜第４ブラケット６３Ｄの全てを繋ぐ第１縦方向補強メンバ６５Ａと第２縦方向補強メンバ６５Ｂとの間に高圧バッテリ３２ａが前後方向に３つ配置され、同じく第１ブラケット６３Ａ〜第４ブラケット６３Ｄの全てを繋ぐ第２縦方向補強メンバ６５Ｂと第３縦方向補強メンバ６５Ｃとの間に、高圧バッテリ３２ａが前後方向に３つ配置されることで、合計６つの高圧バッテリ３２ａによって前部バッテリモジュール３１が構成される。なお、下後部バッテリモジュール３２の最前部の左右の高圧バッテリ３２ａ上には、上後部バッテリモジュール３３を構成する高圧バッテリ３３ａが配置される。
そして、前部バッテリモジュール３１と下後部バッテリモジュール３２との間の空間部３４には、クロスメンバ６８に固定された第２縦方向補強メンバ６５Ｂ上にＤＣ−ＤＣコンバータ２２が配置される。第２縦方向補強メンバ６５Ｂには、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２が配置される領域の一部に孔部６９が設けられ、縦方向補強メンバ６５とトレー６４とに形成された空間とＤＣ−ＤＣコンバータ２２とが孔部６９を介して連通するようになっている。これにより、この空間に配索される不図示のハーネスは、孔部６９を介してハーネスがＤＣ−ＤＣコンバータ２２に接続される。このように第２縦方向補強メンバ６５Ｂに孔部６９が設けられることで、縦方向補強メンバ６５とトレー６４とに形成された空間をハーネス収容空間として効率的に利用することができ、さらにＤＣ−ＤＣコンバータ２２を高さ方向にコンパクトに配置できる。
以上説明したように、本実施形態によれば、縦方向補強メンバ６５とブラケット６３がトレー６４を挟んで格子状に配置されることで、トレー６４自体の肉厚を厚くしたり、トレー６４自体に剛性を持たせたりしなくても、ボトムプレート５１Ｂの剛性が向上し、トレー６４自体を簡素化且つ軽量化できる。また、ブラケット６３を繋ぐ縦方向補強メンバ６５により、高圧バッテリ３１ａ〜３３ａを確実に保持することができる。さらに、ブラケット６３に補強メンバとしての機能に加えて、締結手段としての機能を持たせることで、ブラケット５３によりバッテリユニット１０を車両Ｖの床下に固定することができ、別途締結手段を設けることに比べて、部品点数を削減でき組み付けを容易にできる。
また、前部バッテリモジュール３１を第１ブラケット６３Ａと第２ブラケット６３Ｂとの間に配置し、下後部バッテリモジュール３２及び上後部バッテリモジュール３３を第３ブラケット６３Ｃと第４ブラケット６３Ｄとの間に配置することで、格子状空間において高圧バッテリ３１ａ〜３３ａを高剛性で保持することができる。
なお、前部バッテリモジュール３１と比較して、大容量側の下後部バッテリモジュール３２及び上後部バッテリモジュール３３を保持する第３ブラケット６３Ｃと第４ブラケット６３Ｄとを一体成形することで、大容量の下後部バッテリモジュール３２及び上後部バッテリモジュール３３を確実に保持することができるようになっている。
また、バッテリユニット１０において、前部座席４と後部座席５との間に空間部３４が形成されるので、車室２への影響を回避できる。これにより、後部座席５の乗員が前部座席４の下方に足を入れたり出したりする際の動作を阻害せずに、乗員の快適性を確保できる。
また、第２縦方向補強メンバ６５Ｂに固定されたＤＣ−ＤＣコンバータ２２が前後方向において前部バッテリモジュール３１及び下後部バッテリモジュール３２に挟まれるので、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２を衝突等の衝撃から有効に保護できる。
また、トレー５４の上面に配置されるクロスメンバ６８によってＤＣ−ＤＣコンバータ２２をより確実に保護できる。また、クロスメンバ６８によりボトムプレート５１Ｂの剛性をさらに向上できる。
また、クロスメンバ６８と第２ブラケット５３Ｂとで閉空間が形成されることで、高圧バッテリ３１ａ〜３３ａ及びＤＣ−ＤＣコンバータ２２を高剛性でより確実に保持することができる。
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、縦方向補強メンバ５５（６５）とブラケット５３（６３）がトレー５４（６４）を挟んで格子状に配置されている限り、縦方向補強メンバ５５（６５）とブラケット５３（６３）の形状、数等は適宜変更することができる。
また、高圧系機器としてのＤＣ−ＤＣコンバータ２２を例示したが、バッテリユニット１０には、高圧系機器が必ずしも含まれている必要はない。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２に代えて、又はＤＣ−ＤＣコンバータ２２とともに他の高圧系機器が設けられていてもよい。
なお、本出願は、２０１５年６月４日出願の日本特許出願（特願２０１５−１１３８５５）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
４ 前部座席
５ 後部座席
１０ バッテリユニット（車両用バッテリユニット）
２２ ＤＣ−ＤＣコンバータ（高圧系機器）
３１ 前部バッテリモジュール（第１バッテリモジュール）
３１ａ〜３３ａ 高圧バッテリ（バッテリ）
３２ 下後部バッテリモジュール（第２バッテリモジュール）
５０ バッテリケース
５１Ａ、５１Ｂ ボトムプレート
５２ カバー
５３、６３ ブラケット
５４、６４ トレー
５５、６５ 縦方向補強メンバ
５６Ａ 前クロスメンバ（クロスメンバ）
５６Ｂ 後クロスメンバ（クロスメンバ）
６８ クロスメンバ

Claims (5)

  1. 複数のバッテリと、
    複数の該バッテリを収納するバッテリケースと、を備える車両用バッテリユニットであって、
    前記バッテリケースは、前記バッテリが搭載されるボトムプレートと、前記バッテリを上方から覆うカバーと、を備え、
    該ボトムプレートは、板状のトレーと、該トレーの上面に設けられ前記車両の前後方向に延びる複数の縦方向補強メンバと、該トレーの下面に設けられ前記車両の車幅方向に延びる複数の横方向補強メンバと、を備え、
    前記縦方向補強メンバは、少なくとも隣接する前記横方向補強メンバを繋ぐように配置され、
    前記縦方向補強メンバと前記横方向補強メンバは、前記トレーを挟んで格子状に配置され、
    前記バッテリは、前記縦方向補強メンバに長手方向が車幅方向を向くように固定され、
    前記バッテリケースは、前記横方向補強メンバにより前記車両の床下に固定された、車両用バッテリユニット。
  2. 請求項１に記載の車両用バッテリユニットであって、
    前記バッテリケースには、複数の前記バッテリから構成される第１バッテリモジュール及び第２バッテリモジュールが、空間部を挟んで前後方向に離間して配置され、
    前記第１バッテリモジュールの上方には前部座席が配置され、
    前記第２バッテリモジュールの上方には後部座席が配置され、
    前記第１バッテリモジュール及び前記第２バッテリモジュールは、それぞれ一対の前記横方向補強メンバ間に配置された、車両用バッテリユニット。
  3. 請求項２に記載の車両用バッテリユニットであって、
    前記空間部には、高圧系機器が配置され、
    該高圧系機器は、前記縦方向補強メンバに固定された、車両用バッテリユニット。
  4. 請求項３に記載の車両用バッテリユニットであって、
    前記高圧系機器の前後方向には、一対の前記横方向補強メンバが設けられ、
    前記トレーの上面には、前記横方向補強メンバに沿って少なくとも１つのクロスメンバが設けられ、
    前記高圧系機器を保持する前記縦方向補強メンバが、前記クロスメンバに固定された、車両用バッテリユニット。
  5. 請求項４に記載の車両用バッテリユニットであって、
    少なくとも１つの前記クロスメンバが、前記高圧系機器を挟む一対の前記横方向補強メンバの一方と上方から見てオーバーラップするように配置され、
    前記クロスメンバと前記一方の横方向補強メンバにより閉空間が形成された、車両用バッテリユニット。
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