JP6522972B2 - バッテリユニット及びバッテリフレーム - Google Patents
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Description
複数のバッテリ(例えば、後述の実施形態のバッテリ11a)を有するバッテリモジュール(例えば、後述の実施形態のバッテリモジュール11)と、
車両(例えば、後述の実施形態の車両1)の骨格部材に対し該バッテリモジュールを吊り下げて保持するバッテリフレーム(例えば、後述の実施形態のバッテリフレーム14)と、を備え、
前記バッテリモジュールの長手方向が車幅方向に沿うように車両の荷室下(例えば、後述の実施形態の下方空間5)に配置される、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100)であって、
前記バッテリフレームは、前記長手方向に延びる前部フレーム部材(例えば、後述の実施形態の前部フレーム部材21)及び後部フレーム部材(例えば、後述の実施形態の後部フレーム部材22)と、該前部フレーム部材及び該後部フレーム部材を連結する複数の連結剛体(例えば、後述の実施形態の連結剛体23)と、を有するフレーム組立体(例えば、後述の実施形態のフレーム組立体20)を備え、
前記バッテリモジュールの後方には、車両後突時の衝撃を前記フレーム組立体に伝達する後部保護部材(例えば、後述の実施形態の後部保護部材50)が設けられ、
前記バッテリフレームは、前記バッテリモジュールの下方に配置される下側剛体(例えば、後述の実施形態の下側剛体30)と、該下側剛体と前記フレーム組立体とを連結する連結部材(例えば、後述の実施形態の連結部材40)と、を備え、
前記後部保護部材は、車両後突時の衝撃を前記フレーム組立体及び前記下側剛体に伝達する。
請求項1に記載のバッテリユニットであって、
前記バッテリモジュールは、前記バッテリフレームに保持された状態で、車両後突時に車両骨格に対し相対的に車両前方へ移動可能に取り付けられる。
請求項1又は2に記載のバッテリユニットであって、
前記前部フレーム部材及び後部フレーム部材と、隣り合う前記連結剛体とで囲まれた領域(例えば、後述の実施形態の領域24)に、電装部品(例えば、後述の実施形態のバッテリECU13)が収容された。
また、車両後突時の衝撃は、後部保護部材からフレーム組立体及び下側剛体に分散されて伝達されるので、フレーム組立体に加わる荷重を低減しつつ、車両後突時の衝撃からバッテリモジュールを保護することができる。
図1は、本実施形態に係るバッテリユニット100が配置された車両1の荷室3を示す斜視図である。
図1に示すように、本実施形態に係るバッテリユニット100が配置された車両1は、リヤシート2の後方に荷室3を有している。荷室3の下方には、タイヤパン4によって凹形状の下方空間5が形成されており、この下方空間5に本実施形態のバッテリユニット100が配置される。
図2は、本実施形態に係るバッテリユニット100の分解斜視図であり、図3は、バッテリフレーム14の分解斜視図であり、図4は、バッテリモジュール11及びダクト類を示す斜視図であり、図5は、タイヤパンの前方を示す断面図である。
図2〜図5に示すように、本実施形態のバッテリユニット100は、複数のバッテリ11aを有するバッテリモジュール11と、補機としてのDC−DCコンバータ12と、電装部品としてのバッテリECU13と、バッテリモジュール11、DC−DCコンバータ12及びバッテリECU13を保持するバッテリフレーム14と、これらを収容するケース15と、ケース15の上部開口を覆うカバー16と、バッテリモジュール11及びDC−DCコンバータ12を冷却するための冷却用部品18と、を備えており、図1に示すように、ケース15から左右に突出するバッテリフレーム14の固定部14aを車両1の骨格部材(不図示)に固定することにより、荷室3の下方空間5に配置される。
バッテリモジュール11は、矩形状であり、その長手方向が左右方向(車幅方向)に沿うようにバッテリユニット100内に配置される。各バッテリモジュール11内には、縦置きされる複数のバッテリ11aが左右方向に並べて配置されている。ここで、縦置きとは、三辺のうち最短の辺が左右方向に延びることを意味している。また、隣り合うバッテリ11a間には、後述する冷却風の流路である冷却流路11bが前後方向に沿って形成されている。冷却流路11bは、前側及び後側が開口しており、上側及び下側は気密に塞がれている。
バッテリフレーム14は、図3に示すように、バッテリモジュール11の上方に配置されるフレーム組立体20と、バッテリモジュール11の下方に配置される下側剛体30と、下側剛体30とフレーム組立体20とを連結する複数の連結部材40と、バッテリモジュール11の後方に配置される後部保護部材50と、を備えている。下側剛体30の上面には、下側剛体30と共に内部に補機冷却部121を形成する冷却部形成部材120が設けられる。
フレーム組立体20は、バッテリモジュール11の長手方向である左右方向に延びる前部フレーム部材21及び後部フレーム部材22と、前部フレーム部材21及び後部フレーム部材22を連結する4本の連結剛体23と、を有する平面視梯子形状の枠状フレームである。
下側剛体30は、バッテリユニット100の底部を構成する板状の剛体であり、本実施形態の下側剛体30は、アルミダイカストにより形成されている。下側剛体30は、連結部材40の下端部と連結され、該連結部材40を介してフレーム組立体20に吊り下げ状態で保持されている。
本実施形態の連結部材40は、金属板材の打ち抜き及び曲げ加工を経て形成されており、その上端部には、フレーム組立体20に固定される上側固定部41が設けられる一方、その下端部には、下側剛体30に固定される下側固定部42が設けられている。また、連結部材40の上下中間部には、バッテリ取付部43が形成されており、このバッテリ取付部43にバッテリモジュール11の左右端部を取り付けることにより、バッテリモジュール11が連結部材40を介してフレーム組立体20に吊り下げ状態で保持される。
後部保護部材50は、図3に示すように、車両後突時にバッテリユニット100の後部を保護するとともに、車両後突時の衝撃をフレーム組立体20及び下側剛体30に伝達するための部材であり、本実施形態の後部保護部材50は、金属板材の打ち抜き及び曲げ加工を経て形成されている。後部保護部材50の上端部には、フレーム組立体20の後部フレーム部材22に固定される4つの上側固定部51が設けられる一方、下端部には、下側剛体30に固定される4つの下側固定部52が設けられている。4つの上側固定部51は、後側ダクト113の上部に延設された左右2本の上部取付アーム部113b(図4参照)とともに、連結剛体23の後方位置で後部フレーム部材22の後面に固定される。このように上側固定部51が後部フレーム部材22に固定されることにより、フレーム組立体20の主要なロードパス経路である連結剛体23に後突荷重を確実に伝達できる。また、4つの下側固定部52は、後側ダクト113の下部に延設された左右2本の下部取付アーム部113d(図4参照)ともに、下側剛体30の各リブ群31の後端部31aに固定されることにより、下側剛体30の主要なロードパス経路であるリブ群31に後突荷重を確実に伝達するようになっている。
以上のように構成されるバッテリユニット100は、予め組み立てられ、ユニットとして車両1に取り付けられる。具体的には、ケース15から左右に突出するバッテリフレーム14の固定部14aを車両1の骨格部材に固定することにより、荷室3の下方空間5にバッテリユニット100が配置される。このとき、バッテリユニット100は、バッテリフレーム14でバッテリモジュール11を保持しつつ、車両後突時においては車両骨格に対し相対的に車両前方へ移動可能に取り付けられている。例えば、バッテリフレーム14に対する固定部14aの連結強度、固定部14aの剛性、車両1の骨格部材に対する固定部14aの固定強度などを意図的に低下させることにより、車両後突時におけるバッテリユニット100の前方への移動が許容される。
続いて、車両後突時の作用について図6を参照しながら説明する。図6は、車両後突時の衝撃伝達経路を模式的に示すバッテリフレームの概略側面図であり、図中、矢印が車両後突時の衝撃伝達経路を示している。
バッテリユニット100が搭載された車両1において後突事故が発生し、その衝突侵入量がバッテリユニット100の後端部まで到達した場合には、図6に示すように、バッテリユニット100の後部保護部材50に後突荷重が加わる。この後突荷重は、後部保護部材50からフレーム組立体20及び下側剛体30に伝達される。そして、フレーム組立体20及び下側剛体30は、後部保護部材50から入力された後突荷重を主要なロードパス経路として機能するフレーム組立体20の連結剛体23及び下側剛体30のリブ群31を経由して前方に伝達することにより、車両後突時の衝撃からバッテリモジュール11を保護し、その損傷を防止する。
例えば、上記実施形態では、後部保護部材50がケース15と別体の部材で構成され且つバッテリユニット100側に設けられているが、後部保護部材50がケース15と別体の部材で構成され且つケース15側に設けられていてもよい。また、後部保護部材50がケース15と一体で構成され、ケース15の一部を後部保護部として機能させるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、バッテリユニット100が、4つのバッテリモジュール11を有していたが、バッテリユニット100は、少なくとも1つのバッテリモジュール11を有していればよい。
5 下方空間
11 バッテリモジュール
11a バッテリ
13 バッテリECU
14 バッテリフレーム
20 フレーム組立体
21 前部フレーム部材
22 後部フレーム部材
23 連結剛体
24 領域
30 下側剛体
40 連結部材
50 後部保護部材
100 バッテリユニット
Claims (3)
- 複数のバッテリを有するバッテリモジュールと、
車両の骨格部材に対し該バッテリモジュールを吊り下げて保持するバッテリフレームと、を備え、
前記バッテリモジュールの長手方向が車幅方向に沿うように車両の荷室下に配置される、バッテリユニットであって、
前記バッテリフレームは、前記長手方向に延びる前部フレーム部材及び後部フレーム部材と、該前部フレーム部材及び該後部フレーム部材を連結する複数の連結剛体と、を有するフレーム組立体を備え、
前記バッテリモジュールの後方には、車両後突時の衝撃を前記フレーム組立体に伝達する後部保護部材が設けられ、
前記バッテリフレームは、前記バッテリモジュールの下方に配置される下側剛体と、該下側剛体と前記フレーム組立体とを連結する連結部材と、を備え、
前記後部保護部材は、車両後突時の衝撃を前記フレーム組立体及び前記下側剛体に伝達する、バッテリユニット。 - 請求項1に記載のバッテリユニットであって、
前記バッテリモジュールは、前記バッテリフレームに保持された状態で、車両後突時に車両骨格に対し相対的に車両前方へ移動可能に取り付けられる、バッテリユニット。 - 請求項1又は2に記載のバッテリユニットであって、
前記前部フレーム部材及び後部フレーム部材と、隣り合う前記連結剛体とで囲まれた領域に、電装部品が収容された、バッテリユニット。
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