JP6965812B2 - Battery pack - Google Patents
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Description
本発明は、車両のフロア下に搭載される電池パックに関し、特に側面衝突における保護構造に関する。 The present invention relates to a battery pack mounted under the floor of a vehicle, and particularly to a protective structure in a side collision.
車両駆動用の原動機として電動機を備える車両において、電動機に電力を供給する電池を収容した電池パックをフロア下に搭載する車両が知られている。下記特許文献1には、車両のフロア下に搭載された電池(バッテリ10)が示されている。電池(10)は、格子状に配置されたフレーム(16,17,18,19,20)およびメンバ(5,6,7,8,9)により仕切られた空間内に配置される。電池(10)をフレーム等で囲むことにより、側面衝突時に電池(10)が保護される。なお、( )内の部材名および符号は、下記特許文献1において用いられている符号であり、本願の実施形態の説明で用いられる部材名および符号とは関連しない。 Among vehicles equipped with an electric motor as a prime mover for driving a vehicle, there is known a vehicle in which a battery pack containing a battery for supplying electric power to the electric motor is mounted under the floor. The following Patent Document 1 shows a battery (battery 10) mounted under the floor of a vehicle. The battery (10) is arranged in a space partitioned by frames (16, 17, 18, 19, 20) and members (5, 6, 7, 8, 9) arranged in a grid pattern. By surrounding the battery (10) with a frame or the like, the battery (10) is protected in the event of a side collision. The member names and codes in parentheses are the codes used in Patent Document 1 below, and are not related to the member names and codes used in the description of the embodiments of the present application.
格子状に形成されたフレームおよびメンバが重量増の要因となり、また電池を搭載する空間が狭められる可能性がある。 The grid-shaped frames and members may increase the weight, and the space for mounting the battery may be narrowed.
本発明は、簡易で軽量な構造の保護構造を有する電池パックを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a battery pack having a protective structure having a simple and lightweight structure.
本発明に係る車両のフロア下に搭載される電池パックは、電池スタックを収容する電池パックケースと、電池パックケース内の底部の左右を前後方向に延びる1対の固定ベースと、固定ベースに固定され、電池スタックの左右の側面をそれぞれ支持する1対のスタック支持ブラケットと、電池パックケースの下方を左右方向に延び、両端において車両のフロア骨格構造材に結合される支持ビームと、電池パックケースより左右方向外側の支持ビームの上面に接合され、かつ電池パックケースの側壁の外側表面に接合された1対のL字形のアウタブラケットと、アウタブラケットが接合された電池パックケースの側壁の内側表面に、アウタブラケットと対向するように接合され、かつ固定ベースに接合された1対のL字形のインナブラケットと、を有する。 The battery pack mounted under the floor of the vehicle according to the present invention is fixed to a battery pack case for accommodating a battery stack, a pair of fixed bases extending in the front-rear direction on the left and right sides of the bottom of the battery pack case, and a fixed base. A pair of stack support brackets that support the left and right sides of the battery stack, a support beam that extends horizontally below the battery pack case and is coupled to the vehicle floor skeleton structure at both ends, and the battery pack case. A pair of L-shaped outer brackets joined to the upper surface of the support beam on the outer side in the left-right direction and joined to the outer surface of the side wall of the battery pack case, and the inner surface of the side wall of the battery pack case to which the outer bracket is joined. It has a pair of L-shaped inner brackets that are joined to face the outer bracket and are joined to the fixed base.
電池パックケースの側壁を介してアウタブラケットとインナブラケットを対向して接合することにより、側面衝突時に支持ビームに入力した衝突荷重を電池パックに効率良く伝え、電池パックを衝突の反対側へ移動させることができる。 By joining the outer bracket and the inner bracket facing each other via the side wall of the battery pack case, the collision load input to the support beam at the time of a side collision is efficiently transmitted to the battery pack, and the battery pack is moved to the opposite side of the collision. be able to.
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。図1は、車両の下部車体構造10を示す模式図である。図中の矢印FRの向きが車両の前方、矢印UPの向きが車両の上方、矢印LHの向きが車両の左方を示す。以降の説明において、特段の断りがない限り、前後左右上下等の方向および向きを表す語句は、車両に関する向きを表す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a
下部車体構造10のフロア12の下には、車両の駆動用電動機に供給する電力を蓄える電池パック14が搭載される。図1では、電池パック14をフロア12から離した状態で下部車体構造10が示されている。電池パック14は、バッテリを収めたパック本体16と、パック本体16の下面に配置された格子状の支持フレーム18を含む。パック本体16は、この車両の後部座席の下方に相当する部分では上下方向の寸法が厚く、それより前方では薄くなっている。支持フレーム18は、左右方向に延びる複数の支持ビーム20を有し、支持ビーム20の端部がパック本体16より側方に突出しており、この突出部分において、吊り下げボルト22によりフロア12に吊り下げ支持される。さらに、支持フレーム18は、後端面18aにおいて、吊り下げブラケット24によりフロア12に吊り下げ支持される。
Under the
フロア12下の左右の端縁部には、前後方向に延びる一対のアンダリインホースメント26,28が設けられている。さらに、アンダリインホースメント26,28をつなぐように左右に延びるクロスメンバ30が設けられている。アンダリインホースメント26,28に吊り下げボルト22が締結され、またクロスメンバ30に吊り下げブラケット24が結合されて、電池パック14がフロア12下に搭載される。
A pair of
アンダリインホースメント26,28およびクロスメンバ30は、フロア12の強度および剛性を担うフロア骨格構造材である。フロア骨格構造材は、他にフロア12の左右端縁に設けられるロッカーを含み、電池パック14は、ロッカー等の他のフロア骨格構造材から吊り下げ支持されてもよい。
The
図2〜4は、電池パック14を示す図であり、図2は外観図、図3および図4は内部を示す図である。電池パック14は、電池スタック32を収容する電池パックケース34を有する。電池パックケース34は、上側に位置するケースカバー36と、下側に位置するケーストレイ38を有する。ケースカバー36およびケーストレイ38は、例えば鋼板製である。ケースカバー36とケーストレイ38の周囲に設けられたフランジを、例えばボルトおよびナットを用いて接合することで、ケースカバー36とケーストレイ38が一体となり、密閉された内部空間を規定する電池パックケース34が形成される。
2 to 4 are views showing the
格子状の支持フレーム18は、電池パックケース34の下方に配置され、ケーストレイ38に溶接等の手法により接合されている。支持フレーム18の横方向に延びる部材である支持ビーム20は、電池パックケース34の側方より突出して延び端部に吊り下げボルト22が配置されている。
The grid-
図3は、ケースカバー36を取り外した状態を示す図であり、電池パックケース34に収容される電池スタック32が示されている。電池スタック32は、直方体形状または横倒しされた角柱形状を有し、電池パックケース34内で、左右方向に延びて複数収容される。この電池パック14は、11個の電池スタック32を有し、電池パック14の後部においては、電池スタック32が2段に積まれている。1個の電池スタック32が図5に示されている。電池スタック32は、複数の電池セル40を電池スタック32の長手方向に積層して構成される。電池スタック32の左右の側面には、電池スタック32を電池パックケース34に固定するためのスタック支持ブラケット42が結合されている。スタック支持ブラケット42は、鋼板製とすることができ、略L字形状を有する。
FIG. 3 is a diagram showing a state in which the
図4は、ケースカバー36および電池スタック32を取り外し、ケーストレイ38の底面が見える状態とした図である。ケーストレイ38の底面の左右端縁部には、前後方向に延びる1対の固定ベース44,46が配置されている。図6に、左側に配置される固定ベース44が示されている。右側の固定ベース46は、左側の固定ベース44と左右対称の形状である。固定ベース44,46は、鋼板製とすることができ、ケーストレイ38の底面に溶接等の手法によって接合されている。固定ベース44,46の上面にスタック支持ブラケット42が溶接等の手法によって接合されている。スタック支持ブラケット42は、L字形の縦画に対応する面において電池スタック32とボルト等により結合され、L字形の横画に対応する面において固定ベース44,46に接合されている。
FIG. 4 is a view in which the
図7および図8は、支持ビーム20の左端部およびその周囲のパック本体16を示す図であり、ケースカバー36は取り除かれ、ケーストレイ38が半透明化した状態で示されている。支持ビーム20の右端部は、左端部と対称である。
7 and 8 are views showing the left end of the
ケーストレイ38よりも左右方向において外側に位置する支持ビーム20の上面には、アウタブラケット48が配置されている。アウタブラケット48が図9に単独で示されている。アウタブラケット48は、概略L字形状を有し、L字の縦画に対応する部分48a(以下、縦画部分48aと記す。)においてケーストレイ38の側壁38aの外側表面に接合され、L字の横画に対応する部分48b(以下、横画部分48bと記す。)において支持ビーム20の上面に接合される。アウタブラケット48は鋼板製とすることができ、溶接等の手法によってケーストレイ38および支持ビーム20に接合することができる。
An
支持ビーム20およびアウタブラケット48の横断面形状はハット形であり、ハット形の両側の縁部において接合され、中央部分においては間隔があけられている。支持ビーム20から、アウタブラケット48の頂面にあけられた孔48cを貫通するように上方に向けて延びる円管形状のスペーサ50が配置されている。円管形状のスペーサ50の内部空間を吊り下げボルト22が貫いている。このスペーサ50により、吊り下げボルト22をアンダリインホースメント26,28に締結したとき、支持ビーム20の高さが決定され、電池パック14の上下方向の搭載位置が定められる。
The cross-sectional shapes of the
支持ビーム20の上方、かつケーストレイ38の内部には、インナブラケット54が配置されている。インナブラケット54が図10に単独で示されている。インナブラケット54は、概略L字形状を有し、L字の縦画に対応する部分54a(以下、縦画部分54aと記す。)において、ケーストレイ38の側壁38aの内側表面、特に、アウタブラケットの縦画部分48aが接合している部分に、接合されている。また、インナブラケット54は、L字形の横画に対応する部分54b(以下、横画部分54bと記す。)において、ケーストレイ38および固定ベース44と接合されている。
An
図11は、支持ビーム20の右端およびその周囲の前後方向に直交する断面を示す図であり、(a)は側面衝突前の状態、(b)は衝突後の変形した状態を示す図である。ケースカバー36は省略されている。アウタブラケットの縦画部分48aとインナブラケットの縦画部分54aは、ケーストレイ38の側壁38aを挟んで対向しており、それぞれ外側表面と内側表面に接合している。
11A and 11B are views showing a cross section orthogonal to the right end of the
側面衝突時において、車体、例えばフロアの左右に配置されるロッカー56は、支持ビーム20より外側に張り出しているため、最初に衝突対象物58から衝突荷重Fを受け、内側に向けて変位する。この変位に伴って、衝突荷重が吊り下げボルト22およびスペーサ50を介して伝わり支持ビーム20を曲げ変形させる。L字形のアウタブラケット48とインナブラケット54を対向するよう配置させた上述の構造は、上記の曲げ変形に抗する構造であり、支持ビーム20の曲げを抑制し、また衝突荷重Fを支持ビーム20を移動させる力として作用させる。これにより、電池スタック32を侵入してくる衝突対象物58とは反対側に逃がすことができる。また、インナブラケット54は、固定ベース44を介してスタック支持ブラケット42と接続されており、インナブラケット54に作用する力が、スタック支持ブラケット42を介して電池スタック32を伝わり、電池スタック32を逃がすように作用する。これらにより、変形して電池スタック32に接近してくる車体構造物との距離を確保することができ、電池スタック32の損傷を抑制することができる。
At the time of a side collision, the vehicle body, for example, the
上述の実施形態においては、1つの支持ビーム20において、アウタブラケット48とインナブラケット54を対向配置する構成を採用したが、複数の支持ビーム20にこの構造を採用してもよい。
In the above-described embodiment, the
10 下部車体構造、12 フロア、14 電池パック、16 パック本体、18 支持フレーム、18a (支持フレームの)後端面、20 支持ビーム、22 吊り下げボルト、24 吊り下げブラケット、26,28 アンダリインホースメント、30 クロスメンバ、32 電池スタック、34 電池パックケース、36 ケースカバー、38 ケーストレイ、38a (ケーストレイの)側壁、40 電池セル、42 スタック支持ブラケット、44,46 固定ベース、48 アウタブラケット、48a (アウタブラケットの)縦画部分、50 スペーサ、54 インナブラケット、54a (インナブラケットの)縦画部分、56 ロッカー、58 衝突対象物。
10 Lower body structure, 12 floors, 14 battery pack, 16 pack body, 18 support frame, 18a rear end face (of support frame), 20 support beam, 22 hanging bolts, 24 hanging brackets, 26, 28 underlaying hosement , 30 cross member, 32 battery stack, 34 battery pack case, 36 case cover, 38 case tray, 38a side wall (of case tray), 40 battery cell, 42 stack support bracket, 44,46 fixed base, 48 outer bracket, 48a Vertical image part (of outer bracket), 50 spacer, 54 inner bracket, 54a Vertical image part (of inner bracket), 56 rocker, 58 Collision object.
Claims (1)
電池スタックを収容する電池パックケースと、
前記電池パックケース内の底部の左右を前後方向に延びる1対の固定ベースと、
前記固定ベースに固定され、前記電池スタックの左右の側面をそれぞれ支持する1対のスタック支持ブラケットと、
前記電池パックケースの下方を左右方向に延び、両端において車両のフロア骨格構造材に結合される支持ビームと、
前記電池パックケースより左右方向外側の支持ビームの上面に接合され、かつ前記電池パックケースの側壁の外側表面に接合された1対のL字形のアウタブラケットと、
前記アウタブラケットが接合された前記電池パックケースの側壁の内側表面に、前記アウタブラケットと対向するように接合され、かつ前記固定ベースに接合された1対のL字形のインナブラケットと、
を有する電池パック。
A battery pack mounted under the floor of the vehicle
A battery pack case that houses the battery stack and
A pair of fixed bases extending in the front-rear direction from the left and right of the bottom of the battery pack case,
A pair of stack support brackets that are fixed to the fixed base and support the left and right sides of the battery stack, respectively.
A support beam that extends horizontally below the battery pack case and is coupled to the floor skeleton structural material of the vehicle at both ends.
A pair of L-shaped outer brackets joined to the upper surface of the support beam on the lateral side of the battery pack case and joined to the outer surface of the side wall of the battery pack case.
A pair of L-shaped inner brackets joined to the inner surface of the side wall of the battery pack case to which the outer brackets are joined so as to face the outer brackets and joined to the fixed base.
Battery pack with.
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