JP2014065490A - 車両用バッテリケース - Google Patents

Abstract

【課題】桁部材の強度を向上させるとともに部品点数を削減することの可能な車両用バッテリケースを提供する。
【解決手段】バッテリ(38)を収納するトレイ部材(22)と、トレイ部材の幅方向及び長手方向の少なくともいずれか一方に配置され、トレイ部材を支持し、凹部(50)が形成された１つ以上の桁部材(30)とを備え、トレイ部材は、桁部材の凹部の開口面を閉塞して閉断面を形成するとともにトレイ部材の底板を形成する連続した金属板で構成された底壁(58)を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両用バッテリケースに係り、詳しくは電動車両を駆動するバッテリを収納するためのバッテリケースに関するものである。

近年、大容量のバッテリが搭載され、当該バッテリの電力で駆動される駆動モータを動力源の１つとするハイブリッド車や電気自動車が広く開発されている。
このような電動車両に搭載されるバッテリケースは、一例としてバッテリを収納するトレイ部材と、トレイ部材を覆うカバー部材とから構成される。
このように構成されたバッテリケースは、複数のバッテリモジュールがトレイ部材に配置されるため、全体の重量が増大してしまう傾向がある。そこで、バッテリケース全体の重量を軽減するためにカバー部材及びトレイ部材を樹脂で構成することが知られている。

しかしながら、樹脂で構成されたカバー部材やトレイ部材は剛性が低減してしまうという問題があり、このような場合、複数のバッテリモジュールによる荷重を十分に支持するために必要な強度を確保するための補強部材が必要となる。
このようなことから、トレイ部材の外底部に車体の幅方向に延びる金属材料により構成された桁部材を設ける構成が開示されている（特許文献１）。

特開２００９−８７６４５号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された技術では、桁部材の凹部の開口面は板状の蓋部材により覆われており、このような構成ではバッテリケース全体の部品点数が増大してしまい、且つコストも増大してしまうという問題がある。
また、桁部材の凹部の開口面を閉塞しないままトレイ部材に配置する場合、バッテリケースを支持するために必要な強度が不足してしまう可能性があり、バッテリモジュールの荷重によるバッテリケースの撓みを防止することができないため、好ましくない。
本発明は、上述した課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、桁部材の強度を向上させるとともに部品点数を削減することの可能な車両用バッテリケースを提供することにある。

上記の目的を達成するべく、請求項１の車両用バッテリケースは、車両を駆動するバッテリを収納する車両用バッテリケースにおいて、前記バッテリを収納するトレイ部材と、前記トレイ部材幅方向及び長手方向の少なくともいずれか一方に配置され、前記トレイ部材を支持し、凹部が形成された１つ以上の桁部材とを備え、前記トレイ部材は、前記桁部材の凹部の開口面を閉塞して閉断面を形成するとともに前記トレイ部材の底板を形成する連続した金属板で構成された底壁を備えたことを特徴とする。

請求項２の車両用バッテリケースでは、請求項１において、前記桁部材は、前記トレイ部材の幅方向に延びる第１桁部材と、前記トレイ部材の長手方向に延びる第２桁部材とから構成され、前記第１桁部材の開口面及び前記第２桁部材の開口面はそれぞれ略同一面上に形成されるとともに、前記各開口面は前記底壁により閉塞されることを特徴とする。
請求項３の車両用バッテリケースでは、請求項１または２において、前記トレイ部材の外周を覆う金属板で構成されたフレーム部材をさらに備え、前記底壁は前記フレーム部材に固定されていることを特徴とする。

請求項１の車両用バッテリケースによれば、トレイ部材の底板を形成する連続した金属板で構成された底壁により桁部材の凹部の開口面が閉塞されて閉断面が形成される。
従って、底壁と桁部材とが閉断面構造をとり、桁部材が底壁により補強されることにより強度が高まるので、バッテリケースを支持するために必要な強度を確保することができる。

また、底壁と桁部材とが閉断面構造をとるとともに底壁によりバッテリに高電流が流れた際に発生する電磁波を遮断するので、車両に搭載されている電子機器に悪影響を与えることを防止することができる。
また、桁部材の凹部の開口面を覆うための新たな蓋部材は不要となるため、バッテリケースの部品点数を削減することができるとともにコストを低減することが可能である。
そして、トレイ部材の底板が連続した金属板で構成されることにより、トレイ部材の剛性が確保されるので、トレイ部材に収納されたバッテリの荷重によるトレイ部材の撓みを防止することができる。

請求項２の車両用バッテリケースでは、桁部材はトレイ部材の幅方向に延びる第１桁部材と長手方向に延びる第２桁部材とから構成されており、略同一面上に形成された第１桁部材の開口面と第２桁部材の開口面とは、底壁により閉塞される。
これにより、トレイ部材の幅方向及び長手方向に配置される第１及び第２桁部材の開口面が連続した金属板で構成された底壁により閉塞されるので、桁部材の開口面を覆うための新たな蓋部材は不要となり、バッテリケースの部品点数を削減することができるとともにコストを低減することができる。

請求項３の車両用バッテリケースでは、トレイ部材の外周を覆う金属板で構成されたフレーム部材に底壁が固定されるので、トレイ部材の剛性がより高くなり、トレイ部材に収納されたバッテリの荷重によるトレイ部材の撓みを防止することができる。

本発明に係るバッテリケースが載置された電気自動車の斜視図である。 図１に示したバッテリケースの第１実施形態における概略構成図である。 図２に示したバッテリケースの分解斜視図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係るバッテリケースの概略構成図である。 図５に示したバッテリケースの分解斜視図である。 図５のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係るバッテリケースが搭載された電気自動車の斜視図である。
図１に示すように、電気自動車１は車体２の床下に載置されたバッテリケース１０と、図示しない外部からの充電経路とを備えており、当該充電経路から電力の供給を受けて充電を行う充電器１２が車体２の後部に配置され、バッテリケース１０は充電器１２に接続されて蓄電するように構成されている。

図２は、本発明の第１実施形態であるバッテリケース１０の概略構成図を示している。
バッテリケース１０は、カバー（カバー部材）２０と、樹脂トレイ２２（トレイ部材）と、樹脂トレイ２２の外周を覆うフレーム２４と、カバー２０とフレーム２４とを締結する締結部材２６と、バッテリケース１０を車体２に取り付ける取付ブラケット２８と、バッテリケース１０を支持する桁部材３０とを備えている。ここで、カバー２０側を上として定義する。

図３にバッテリケース１０の分解斜視図を示すように、カバー２０の周縁部３２には貫通孔３４がそれぞれ設けられている。
カバー２０の周縁部３２が重なる樹脂トレイ２２には、内底部３５に突出部３６が樹脂トレイ２２の幅方向に延びて複数設けられている。突出部３６はバッテリモジュール（バッテリ）３８を区画して収納するために設けられている。バッテリモジュール３８はリチウムイオン電池で構成されるバッテリセルを複数個直列に接続したものであり、突出部３６により区画された内底部３５にそれぞれ配置されている。なお、上記バッテリセルは、二次電池であればリチウムイオン電池に限られない。

樹脂トレイ２２の周縁部４０にあるカバー２０と重なり合わさる位置には図示しない防水用のシール部材が配置されており、カバー２０の周縁部３２と重なり接することにより当該シール部材がカバー２０と樹脂トレイ２２との周縁部３２、４０をシールするので、バッテリケース１０の防水性が確保される。
カバー２０や樹脂トレイ２２は電気絶縁性を有する樹脂により構成されており、当該樹脂は、例えばガラス繊維等の補強部材により強化されている。

樹脂トレイ２２の外周は、フレーム２４により覆われる。フレーム２４は、例えば金属板をプレスして成形したものである。
フレーム２４の周縁部４２には、カバー２０の周縁部３２に設けられた貫通孔３４と重なり合わさる位置に貫通孔４４がそれぞれ設けられている。
フレーム２４の外周壁４６の長手方向両端には取付ブラケット２８がそれぞれ配置されて設けられており、取付ブラケット２８の一端には締結部４８が設けられている。

フレーム２４の幅方向に取り付けられている一対の取付ブラケット２８、２８の各一端には桁部材３０が固定されている。桁部材３０には凹部５０が形成されており、凹部５０の開口面及び凹部５０の両側縁から延びる縁部５２がフレーム２４の下面に接して設けられている。なお、桁部材３０は、バッテリモジュール３８等の荷重を十分に支持することの可能な金属材料によって構成されている。

桁部材３０の長手方向両端には、取付ブラケット２８に設けられた締結部４８と合わさる位置に締結部５４が設けられており、図示しない締結部材により締結部４８、５４を介してバッテリケース１０が車体２に固定される。
フレーム２４の周壁の一側から内周方向に向かって所定長さ延びる枠部５６には連続した底壁５８が渡されており、底壁５８は枠部５６に固定されている。底壁５８は、バッテリモジュール３８の荷重を十分に支持することの可能な剛性を有する金属板から構成されている。

図４に図２のＡ−Ａ線に沿う縦断面図を示すように、樹脂トレイ２２の底板は底壁５８により覆われている。底壁５８の下面には桁部材３０が接して設けられており、桁部材３０の凹部５０の開口面は底壁５８により閉塞されて閉断面を形成している。
図３に戻り、カバー２０を樹脂トレイ２２及びフレーム２４に重ねて、カバー２０の周縁部３２に設けられた貫通孔３４とフレーム２４の周縁部４２に設けられた貫通孔４４とを締結部材２６で締結することにより、カバー２０が樹脂トレイ２２を挟んでフレーム２４に固定される。

このように、本発明に係る電気自動車用バッテリケースによれば、樹脂トレイ２２の外周を覆うフレーム２４の周壁の一側から内周方向に向かって所定長さ延びる枠部５６の上面に金属板で構成された連続した底壁５８が渡されて固定されており、底壁５８により樹脂トレイ２２の底板が覆われ、フレーム２４の枠部５６の下面には幅方向に桁部材３０が接して設けられ、桁部材３０の凹部５０の開口面は底壁５８により閉塞されて閉断面が形成される。

従って、連続した金属板で構成された底壁５８と桁部材３０とは閉断面構造をとり、桁部材３０は底壁５８により補強されて桁部材３０の強度が高くなるので、バッテリケース１０を支持するために必要な強度を確保することができる。
また、底壁５８と桁部材３０とが閉断面構造をとるとともに連続した金属板で構成された底壁５８により樹脂トレイ２２の底板が覆われることにより、樹脂トレイ２２に載置されているバッテリモジュール３８に高電流が流れる際に発生する電磁波が底壁５８で遮断されるので、車載されている電子機器へ悪影響を与えることを防止することができる。

また、桁部材３０の開口面を閉塞するための新たな蓋部材が不要となるので、バッテリケース１０の部品点数を削減することができるとともにコストを低減することが可能である。
そして、底壁５８が枠部５６に固定されることにより、底壁５８に載置される樹脂トレイ２２の外周及び底部はフレーム２４及び底壁５８に覆われるので、樹脂トレイ２２の剛性が確保され、樹脂トレイ２２に収納されたバッテリモジュール３８の荷重により樹脂トレイ２２が撓んでしまうことを防止することができる。

次に、本発明に係る第２実施形態について説明する。
本実施形態の車両用バッテリケースは、第１実施形態に対して、フレーム２４の幅方向及び長手方向に桁部材３０が設けられているという点が相違しており、その他の構成は共通している。従って、共通箇所の説明は省略し、相違点について説明する。
図５は、本発明の第２実施形態に係る車両用バッテリケースの概略構成図である。

図５に示すように、フレーム２４の幅方向及び長手方向両端に取付ブラケット２８がそれぞれ配置されて固定されており、幅方向及び長手方向にある一対の取付ブラケット２８、２８の各一端に桁部材３０がそれぞれ固定されている。
図６に図５のバッテリケース１０の分解斜視図を示すように、フレーム２４の幅方向に取り付けられている一対の取付ブラケット２８、２８の各一端には桁部材（第１桁部材）３０が固定されている。フレーム２４の長手方向に取り付けられている一対の取付ブラケット２８、２８の各一端には桁部材（第２桁部材）３１が固定されている。各桁部材３０、３１には凹部５０が形成されており、凹部５０の開口面及び凹部５０の両側縁から延びる縁部５２がフレーム２４の下面に接して設けられている。

図７に図５のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図を示すように、フレーム２４の幅方向及び長手方向に取り付けられている一対の取付ブラケット２８、２８に固定された各桁部材３０、３１は、凹部５０の開口面が底壁５８により閉塞されて閉断面を形成している。
このような構成にすることにより、フレーム２４の幅方向のみならず長手方向に配置された各桁部材３０、３１の凹部５０の開口面を底壁５８で覆うことにより開口面を閉塞して閉断面を形成するので、凹部５０の開口面を閉塞するための新たな蓋部材は不要となり、バッテリケース１０の部品点数を削減することができるとともにコストを低減することが可能である。
また、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記各実施形態に示された底壁５８の下面に接して設けられる桁部材３０の本数は、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
また、上記各実施形態では電気自動車を例に説明したが、本発明はハイブリッド車にも適用可能である。

１ 電気自動車
１０ バッテリケース
２０ 樹脂トレイ（トレイ部材）
３０ 桁部材
５０ 凹部
５８ 底壁

Claims (3)

1. 車両を駆動するバッテリを収納する車両用バッテリケースにおいて、
   前記バッテリを収納するトレイ部材と、
   前記トレイ部材の幅方向及び長手方向の少なくともいずれか一方に配置され、前記トレイ部材を支持し、凹部が形成された１つ以上の桁部材とを備え、
   前記トレイ部材は、前記桁部材の凹部の開口面を閉塞して閉断面を形成するとともに前記トレイ部材の底板を形成する連続した金属板で構成された底壁を備えたことを特徴とする車両用バッテリケース。
2. 前記桁部材は、
   前記トレイ部材の幅方向に延びる第１桁部材と、
   前記トレイ部材の長手方向に延びる第２桁部材とから構成され、
   前記第１桁部材の開口面及び前記第２桁部材の開口面はそれぞれ略同一面上に形成されるとともに、前記各開口面は前記底壁により閉塞されることを特徴とする、請求項１に記載の車両用バッテリケース。
3. 前記トレイ部材の外周を覆う金属板で構成されたフレーム部材をさらに備え、
   前記底壁は前記フレーム部材に固定されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の車両用バッテリケース。

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