JP2018073785A - Battery pack for vehicle mounting - Google Patents
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Abstract
【課題】車両の振動による電池パックの損傷を抑制する。【解決手段】電池スタック20,22が、その長手方向に沿って並列にロアケース12の上面に配置され、ロアケース12は、当該長手方向の両端部において固定部8で車両6に固定されており、電池スタック20,22の間に長手方向に沿った屈曲部12aを有する車両搭載用の電池パック10とする。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress damage to a battery pack due to vehicle vibration. SOLUTION: Battery stacks 20 and 22 are arranged in parallel along the longitudinal direction on the upper surface of a lower case 12, and the lower case 12 is fixed to a vehicle 6 by fixing portions 8 at both ends in the longitudinal direction. The battery pack 10 is mounted on a vehicle and has a bent portion 12a extending in the longitudinal direction between the battery stacks 20 and 22. [Selection diagram] Figure 1
Description
本発明は、車両搭載用の電池パックに関する。 The present invention relates to a battery pack for mounting on a vehicle.
車両用の高圧電池を収納する電池パックは、車両における搭載可能な空間の制約から、後部座席の下側や、荷室構造の下側等に配置される。例えば、特許文献1には、車両のサスペンション装置からの衝撃が伝わるリアホイールハウスの剛性を向上させるために、フロアパネルに底面が固定されたバッテリトレイの側面をリアホイールハウスに固定する構造が述べられている。この構造では、電池パックに相当するバッテリトレイが車両の車体に締結されるフロアパネルやリアホイールハウスに固定される。 A battery pack for storing a high-voltage battery for a vehicle is disposed under the rear seat, under the luggage compartment structure, or the like due to restrictions on the space in which the vehicle can be mounted. For example, Patent Document 1 describes a structure in which a side surface of a battery tray having a bottom surface fixed to a floor panel is fixed to a rear wheel house in order to improve rigidity of a rear wheel house to which an impact from a vehicle suspension device is transmitted. It has been. In this structure, a battery tray corresponding to the battery pack is fixed to a floor panel or a rear wheel house fastened to the vehicle body of the vehicle.
ところで、車両が走行するとその振動が車体に固定された電池パックに伝達されるので、電池パックに収納される高圧電池が振動することが生じる。一方、近年の車両の仕様向上のため、高圧電池である電池スタックを構成するセル数が増加する傾向にある。セル数が増加すると、電池スタックの長さ寸法や質量が増加し、電池スタック単体の共振周波数が低下する。その結果、車両に生じた振動が電池パックに伝達され、電池パックがその振動に共振することによって電池パックや電池スタックの構成部材等が損傷するおそれがある。 By the way, when the vehicle travels, the vibration is transmitted to the battery pack fixed to the vehicle body, so that the high voltage battery housed in the battery pack may vibrate. On the other hand, in order to improve vehicle specifications in recent years, the number of cells constituting a battery stack, which is a high-voltage battery, tends to increase. When the number of cells increases, the length dimension and mass of the battery stack increase, and the resonance frequency of the battery stack alone decreases. As a result, vibration generated in the vehicle is transmitted to the battery pack, and the battery pack and the constituent members of the battery stack may be damaged due to the resonance of the battery pack.
したがって、車両の振動によって損傷が生じ難いように電池パックを構成することが望まれている。 Therefore, it is desired to configure the battery pack so that damage is not easily caused by the vibration of the vehicle.
本発明の1つの形態に係る車両搭載用の電池パックは、車両に搭載される複数の電池スタックと、前記電池スタックを収納する電池パックの下部部材であるロアケースと、を備え、前記電池スタックは、その長手方向に沿って互いに並列に前記ロアケースの上面に配置され、前記ロアケースは、前記長手方向の両端部に車両本体に固定されるための固定部と、前記電池スタックの間に前記長手方向に沿った屈曲部と、を有することを特徴とする。 A battery pack for mounting on a vehicle according to one aspect of the present invention includes a plurality of battery stacks mounted on a vehicle, and a lower case that is a lower member of the battery pack that houses the battery stack, The lower case is disposed on the upper surface of the lower case in parallel with each other along the longitudinal direction, and the lower case is fixed between the battery stack and the fixing portion for fixing to the vehicle body at both ends in the longitudinal direction. And a bent portion extending along the line.
上記構成の車両搭載用の電池パックによれば、電池スタックの間に設けられたロアケースの屈曲部を挟んで電池スタックが互いに反対側に倒れる方向に分散して振動する。これにより、それぞれの電池スタックに生じる振動の加速度は屈曲部を設けない場合に比べて低減される。また、電池スタックの長手方向に沿って屈曲部を設けることによって、当該長手方向に沿ったロアケースの変形量を低減することができる。 According to the battery pack for mounting on a vehicle having the above-described configuration, the battery stacks are dispersed and vibrated in a direction in which the battery stacks are tilted to the opposite sides across the bent portion of the lower case provided between the battery stacks. Thereby, the acceleration of the vibration which arises in each battery stack is reduced compared with the case where a bending part is not provided. Further, by providing the bent portion along the longitudinal direction of the battery stack, the deformation amount of the lower case along the longitudinal direction can be reduced.
本発明によれば、車両の振動に伴う電池パックへの損傷の発生を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, generation | occurrence | production of the damage to the battery pack accompanying the vibration of a vehicle can be suppressed.
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下で述べる形状、寸法、材質、配置関係等は、説明のための例示であって、車両搭載用の電池パックの仕様等に合わせ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The shapes, dimensions, materials, arrangement relations, and the like described below are examples for explanation, and can be appropriately changed according to the specifications of the battery pack for mounting on the vehicle. Below, the same code | symbol is attached | subjected to the same element in all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は、車両搭載用の電池パック10を示す図である。図1には、電池パック10について、直交する3つの方向として、前方側と後方側に関する前後方向、左側と右側に関する幅方向、上方側と下方側に関する上下方向を示す。前後方向は、車両の前後方向と同じ方向であり、幅方向は車両の車幅方向と同じ方向であり、上下方向は車両の上下方向と同じ方向である。
FIG. 1 is a view showing a
電池パック10は、パックケースと呼ばれるケース体の内部空間に高圧電池である電池スタック20,22を収納したものである。パックケースは、略直方体のケースで、下部部材であるロアケース12と、ロアケース12と組み合わされて内部空間を形成するアッパーケースとで構成される。図1は、アッパーケースを取り外した状態の電池パック10を示す図である。
The
なお、図1には、車両の車体6と、電池パック10を車体6に固定する固定部8を示した。固定部8は、例えば、電池パック10を車体に固定する締結部材を含む。締結部材は、例えば、ボルトとナットの組合せとすればよい。
FIG. 1 shows the vehicle body 6 of the vehicle and the
ロアケース12は、適当な厚さを有する略矩形の平面形状を有する金属板14と、金属板14の四辺を囲む補強部16を含む。補強部16は、金属板14の周辺を囲む額縁状の部材である。補強部16は、例えば、左右方向に延びる二辺を構成する2つの板材と、前後方向に延びる二辺を構成する2つの板材とを組み合わせて構成することができる。補強部16の剛性は、金属板14の剛性よりも高くすることが好適である。すなわち、補強部16は、金属板14の周囲の四辺の剛性を高めるために設けられる。補強部16の四隅は、固定部8を介して車体6に固定される。
The
ロアケース12は、適当な強度を有する板金をプレス加工等で金属板14の部分を含む所定の形状に成形したものである。また、補強部16は、金属板14とは別部材である板金をプレス加工等で成形した後、金属板14に溶接等にて固定する。なお、これに代えて、プレス加工の際に、金属板14となる板金の周辺部を折り返す加工を施して補強部16としてもよい。この場合、金属板14と補強部16とは一体構造となる。
The
電池スタック20,22は、それぞれ複数の単電池を直列及び並列接続した組電池を含む。電池スタック20,22は、車両に搭載された電気機器に必要な高電圧、大電流を出力可能な高圧電池である。単電池は、一般的にセルと呼ばれ、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等を適用することができる。 Each of the battery stacks 20 and 22 includes an assembled battery in which a plurality of single cells are connected in series and in parallel. The battery stacks 20 and 22 are high voltage batteries that can output a high voltage and a large current required for an electric device mounted on the vehicle. The single battery is generally called a cell, and for example, a lithium ion battery, a nickel hydride battery, or the like can be applied.
電池スタック20,22は、それぞれ略直方体の最も長い辺の方向を長手方向として、その長手方向に沿って並列にロアケース12の上面に配置される。電池スタック20,22は、それぞれ長手方向の両端側において、取付部材24を用いてロアケース12に取付けられる。図1では、長手方向を電池パック10の左右方向に合わせて電池スタック20,22をロアケース12上に配置した例を示している。図1の例では、電池スタック20,22は、同じ形状及び同じサイズとしている。
The battery stacks 20 and 22 are arranged on the upper surface of the
本実施の形態では、ロアケース12の上面に配置された2つの電池スタック20,22の間において、電池スタック20,22の長手方向に沿ってロアケース12を段差状に曲げた屈曲部12aが設けられる。屈曲部12aは、ロアケース12の左右方向の左端部から右端部に亘って設けられる。図2は、前後方向に沿ったロアケース12の断面図である。図2に示すように、ロアケース12には、前後方向の略中央部に屈曲部12aを有し、これによって後方側が下段部12b、前方側が上段部12cの上下方向に段差を有する形状とされる。
In the present embodiment, a
屈曲部12aは、金属板14及び補強部16をプレス加工する際に同時に形成すればよい。または、金属板14及び補強部16を組み合わせた後、屈曲部12aに対応する箇所を曲げ加工して形成してもよい。
The
電池パック10を車両に搭載した場合、車両が振動すると電池パック10にもその振動が伝達される。ロアケース12は、その剛性が高いので、固定部8を介して車体6からの振動が伝わって全体が振動する。
When the
車両の仕様に応じて、電池スタック20,22を構成するセル数を増加させると、電池スタック20,22の長手方向の寸法が長く、重量が重くなる。その結果、電池スタック20,22の共振周波数が低下し、車両に発生する一般的な振動に対して共振し易くなる傾向がある。また、電池スタック20,22は長手方向に沿った寸法が幅方向に沿った寸法に比べて長いので、これらが取り付けられるロアケース12も長手方向(左右方向)に沿った辺の長さが、幅方向(前後方向)に沿った辺の長さよりも長くされる。したがって、特に、電池スタック20,22の長手方向(左右方向)に沿ったロアケース12の振動の振幅(変形量)は、他の方向に沿った振動の振幅よりも大きくなり、電池スタック20,22へ損傷を生じさせるような影響を与え易い。
If the number of cells constituting the
本実施の形態のロアケース12には屈曲部12aが設けられており、屈曲部12aによって電池スタック20,22の長手方向(左右方向)に沿ったロアケース12の機械的な剛性が高められる。これにより、電池パック10に振動が与えられたときのロアケース12の長手方向(左右方向)に沿った振動の振幅が低減される。例えば、図3(a)に示すように、ロアケース12が屈曲部12aを有さない場合には電池スタック20,22の長手方向(左右方向)に沿った振動の振幅Aが大きい。これに対して、図3(b)に示すように、ロアケース12に屈曲部12aを設けることによって、電池スタック20,22の長手方向(左右方向)に沿った振動の振幅Aが低減される。
The
その結果、電池スタック20,22の長手方向(左右方向)に沿った曲げ変形の変形量も低減でき、電池スタック20,22の損傷の発生を抑制することができる。 As a result, the amount of bending deformation along the longitudinal direction (left-right direction) of the battery stacks 20 and 22 can also be reduced, and the occurrence of damage to the battery stacks 20 and 22 can be suppressed.
また、プレス加工や曲げ加工により形成された屈曲部12aは、ロアケース12の屈曲部12a以外の領域(図2に示した下段部12bや上段部12c)に比べて前後方向に沿った機械的な曲げ剛性が低下する。このような屈曲部12aを挟んで電池スタック20,22を両側に配置した電池パック10では、電池スタック20,22に対する上下方向の振動の入力は、ロアケース12の変形に応じて、電池スタック20,22の前後方向の振動に変換される。すなわち、電池スタック20側においてロアケース12の下段部12bの上面の法線が前方側を向くように変形が生じ、電池スタック20が前方側に倒れ込むような振動を生じる。また、電池スタック22側においてロアケース12の上段部12cの上面の法線が後方側を向くように変形が生じ、電池スタック22が後方側に倒れ込むような振動を生じる。特に、屈曲部12aが設けられていることによって、図4に示すように、前後方向に沿った曲げ剛性の低い屈曲部12aを中心としてロアケース12が変形し易く、電池スタック20,22に対する上下方向への振動を前後方向に振れる振動の成分へより分散させることができる。
Further, the
これにより、上下方向に与えられた振動を前後方向の成分に分散させることができ、ロアケース12の上下方向への変形に伴う電池スタック20,22の曲げ変形を抑制することができる。その結果、電池スタック20,22の損傷の発生も抑制することができる。
Thereby, the vibration given to the up-down direction can be disperse | distributed to the component of the front-back direction, and the bending deformation of the battery stacks 20 and 22 accompanying the deformation | transformation to the up-down direction of the
なお、ロアケース12に設ける屈曲部12aの形状は特に限定されものではない。例えば、図5の断面図に示すように、逆V字型の屈曲部12aとしてもよい。
In addition, the shape of the
また、本実施の形態では、2つの電池スタック20,22を備える電池パック10について説明したが、3つ以上の電池スタックを備える場合であっても本発明を適用することができる。すなわち、3つの電池スタックのそれぞれの間に屈曲部12aを備えるロアケース12とすることによって同様の効果を得ることができる。
Further, in the present embodiment, the
6 車体、8 固定部、10 (車両搭載用の)電池パック、12 ロアケース、12a 屈曲部、12b 下段部、12c 上段部、14 金属板、16 補強部、20,22 電池スタック、24 取付部材。 6 body, 8 fixing part, 10 battery pack (for vehicle mounting), 12 lower case, 12a bent part, 12b lower part, 12c upper part, 14 metal plate, 16 reinforcing part, 20, 22 battery stack, 24 mounting member.
Claims (1)
前記電池スタックを収納する電池パックの下部部材であるロアケースと、
を備え、
前記電池スタックは、その長手方向に沿って互いに並列に前記ロアケースの上面に配置され、
前記ロアケースは、前記長手方向の両端部に車両本体に固定されるための固定部と、前記電池スタックの間に前記長手方向に沿った屈曲部と、を有することを特徴とする車両搭載用の電池パック。 A plurality of battery stacks mounted on the vehicle;
A lower case that is a lower member of a battery pack that houses the battery stack;
With
The battery stack is arranged on the upper surface of the lower case in parallel with each other along its longitudinal direction,
The lower case has a fixing portion for fixing to the vehicle body at both ends in the longitudinal direction, and a bent portion along the longitudinal direction between the battery stacks. Battery pack.
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