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WO2024202784A1 - 自動車用バッテリーケース - Google Patents

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Publication number
WO2024202784A1
WO2024202784A1 PCT/JP2024/006776 JP2024006776W WO2024202784A1 WO 2024202784 A1 WO2024202784 A1 WO 2024202784A1 JP 2024006776 W JP2024006776 W JP 2024006776W WO 2024202784 A1 WO2024202784 A1 WO 2024202784A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
undercover
battery case
vehicle
battery
vertical reinforcement
Prior art date
Application number
PCT/JP2024/006776
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
貞雄 宮澤
憲一 渡辺
リケッツ，アルトゥ－ル
Original Assignee
株式会社神戸製鋼所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社神戸製鋼所 filed Critical 株式会社神戸製鋼所
Publication of WO2024202784A1 publication Critical patent/WO2024202784A1/ja

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
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    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains

Definitions

  • This disclosure relates to a battery case for an automobile.
  • the battery In automobiles equipped with large-capacity batteries, such as electric vehicles, the battery is stored in a battery case and placed under the passenger compartment.
  • Such automotive battery cases require high sealing performance to prevent water from entering from the road surface, as well as high battery protection performance in the event of a vehicle collision.
  • Patent documents 1 to 3 disclose automotive battery cases in which the battery is stored in a tray-shaped case to ensure high sealing performance, and the case shape and reinforcing members ensure high battery protection performance.
  • Patent Documents 1 to 3 all place emphasis on protecting the battery against impacts in the vehicle width direction, and there is room for improvement in protecting the battery against impacts in the vehicle front-rear direction.
  • the structure is complex, and there is room for improvement in terms of making it simpler.
  • the objective of this disclosure is to provide an automobile battery case with a simple structure that provides high battery protection against impacts in the front-rear direction of the vehicle.
  • the present disclosure provides an automobile battery case comprising an undercover that is a tray-shaped press-molded product, has a storage section for storing a battery, and is provided with a bottom protrusion extending from the front end to the rear end in the vehicle fore-and-aft direction on the underside of the storage section and protruding upward; and a bottom vertical reinforcement member that extends in the vehicle fore-and-aft direction from the front end to the rear end of the undercover along the bottom protrusion and is positioned so as to be at least partially contained in the bottom protrusion.
  • the underside protrusion can provide a load transfer path in the fore-and-aft direction of the vehicle, ensuring high battery protection performance against impacts in the fore-and-aft direction with a simple structure.
  • the load-bearing capacity can be improved and a larger load can be transferred compared to a simple flat plate.
  • the underside vertical reinforcement is at least partially contained in the underside protrusion, the space can be used efficiently.
  • the undercover is a press-formed product made by pressing a single metal plate, it does not have any seams like joints, so water can be prevented from entering from the road surface and high sealing performance can be ensured.
  • the undercover and the lower vertical reinforcement may be joined to each other.
  • the undercover and the lower vertical reinforcement can bear the load together, ensuring even higher battery protection performance against impacts in the fore-and-aft direction of the vehicle.
  • the automotive battery case may further include a flat bottom plate disposed below the undercover and the lower vertical reinforcement member, and the lower vertical reinforcement member may be joined to the bottom plate.
  • the bottom plate can also bear the load as a whole, ensuring even higher battery protection performance against impacts in the fore-and-aft direction of the vehicle.
  • the automotive battery case may further include a cross member disposed within the undercover and extending from the left end to the right end of the storage section in the vehicle width direction.
  • the cross member can provide a load transfer path in the vehicle width direction, ensuring high battery protection performance against impacts in the vehicle width direction.
  • the automotive battery case may further include a frame arranged around the entire outer periphery of the undercover when viewed from the top-bottom direction of the vehicle.
  • the frame can protect the entire periphery of the undercover, ensuring even higher battery protection performance.
  • the material of the undercover may be steel with a tensile strength of 590 MPa or more.
  • the undercover is made of high-strength steel, ensuring even higher battery protection performance.
  • the automotive battery case may further include a cooling section disposed within the undercover to cool the battery.
  • the battery can be cooled by the cooling unit, allowing the battery to operate stably.
  • the cooling unit includes:
  • the battery may further include a flat mounting plate that is positioned on the lower surface protrusion within the undercover and defines a bottom space between itself and the undercover's lower surface, and a heat dissipation section that is housed in the bottom space and dissipates heat from the battery that is conducted through the mounting plate.
  • the heat dissipation section is housed in the bottom space, which saves space.
  • the automotive battery case may further include an upper cover that is a lid that closes the undercover from above and has an upper surface protrusion that extends from the left end to the right end in the vehicle width direction on the upper surface and protrudes upward.
  • the upper surface overhang of the upper cover allows a load transfer path to be established in the vehicle width direction, ensuring high battery protection performance against impacts in the vehicle width direction.
  • a battery case for an automobile can ensure high battery protection performance against impacts in the front-rear direction of the vehicle with a simple structure.
  • FIG. 1 is a perspective view of an automobile battery case according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the automotive battery case of FIG. 2
  • FIG. 4 is a perspective view showing the undercover, the lower vertical reinforcement member, the cooling portion, and the cross member.
  • FIG. FIG. 3 is a perspective view of a vehicle underbody structure in which the automotive battery case of FIG. 2 is mounted.
  • FIG. 5 is a perspective view of an automobile battery case according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of the automotive battery case of FIG. 7 .
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a first modified example of a cooling section.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a second modified example of the cooling section.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a third modified example of the cooling section.
  • an automobile 1 runs by driving a motor with power supplied from a battery 10.
  • the automobile 1 may be an electric vehicle, a plug-in hybrid vehicle, or other electric vehicle.
  • the type of the automobile 1 is not particularly limited, and may be a passenger car, a truck, a work vehicle, or other mobility. In the following, a case where the automobile 1 is an electric automobile of a normal passenger car type will be described as an example.
  • the automobile 1 is equipped with a motor and high-voltage equipment in the front body 20.
  • the automobile 1 also has an automobile battery case 100 (hereinafter simply referred to as the battery case 100) that houses the battery 10 serving as the driving power source, covering almost the entire surface under the passenger compartment R in the center body 30.
  • the battery case 100 houses the battery 10 serving as the driving power source, covering almost the entire surface under the passenger compartment R in the center body 30.
  • the fore-aft direction of the automobile 1 is indicated as the X direction (the arrow points forward), and the up-down direction of the vehicle is indicated as the Z direction (the arrow points upward).
  • the width direction of the automobile 1 is indicated as the Y direction (the arrow points to the right).
  • the battery case 100 of this embodiment has an upper cover 110, a cross member 120, a cooling section 130, an undercover 140, a frame 150, a lower vertical reinforcement member 160, and a bottom plate 170.
  • the batteries 10 stored in the battery case 100 are shown diagrammatically as four rectangular parallelepipeds.
  • the batteries 10 have a shape that is elongated in the vehicle width direction, and are arranged side by side in the vehicle front-rear direction.
  • the undercover 140 is a tray-shaped member, and is formed by press-molding a single metal plate.
  • the undercover 140 is a press-molded product of a single component that has no seams such as joints.
  • the undercover 140 has a storage section 141 that stores the battery 10, and the underside 142 of the storage section 141 is provided with a bottom projection 143 that extends from the front end to the rear end in the fore-and-aft direction of the vehicle and projects upward. There may be one or more bottom projections 143.
  • multiple through holes 144 are provided on the underside 142 of the undercover 140, so that even if coolant leaks from the cooling section 130 (described later) into the storage section 141, it can be discharged downward through the multiple through holes 144.
  • the multiple through holes 144 may have a sealing structure to prevent water from entering from the road, or may simply be omitted.
  • the undercover 140 is made of, for example, steel.
  • the material of the undercover 140 may be steel with a tensile strength of 590 MPa or more. By using an undercover 140 made of high-strength steel, even higher battery protection performance can be ensured.
  • the material of the undercover 140 may also be other metallic materials such as an aluminum alloy.
  • the cooling section 130 is disposed within the undercover 140 and cools the battery 10.
  • the cooling section 130 is formed by bonding two metal plates (e.g., aluminum plates).
  • a plurality of brackets 133 are provided to fix the position of the cooling section 130.
  • the multiple brackets 133 are disposed along both side surfaces of the storage section 141 in the vehicle width direction.
  • the cooling section 130 includes a flat mounting plate 131 and a plate-shaped heat dissipation section 132 having a groove.
  • the mounting plate 131 is flat and is disposed on the lower surface protrusion 143 via a bracket 133.
  • a bottom space Sb is defined between the mounting plate 131 and the lower surface 142 of the undercover 140.
  • the heat dissipation section 132 is attached to the lower surface of the mounting plate 131 and disposed in the bottom space Sb.
  • the heat dissipation section 132 has a groove portion 132a that serves as a flow path through which low-temperature coolant liquid flows so as to dissipate heat of the battery 10 conducted via the mounting plate 131.
  • the groove portion 132a is formed in a bellows shape so as to be folded back in the fore-and-aft direction of the vehicle in order to secure a heat dissipation area.
  • the groove portion 132a is closed from above by the mounting plate 131 to define a flow path for the coolant liquid.
  • the coolant liquid is configured to circulate between the battery case 100 and any type of cooling device.
  • the cross member 120 is disposed within the undercover 140 and extends from the left end to the right end of the storage section 141 in the vehicle width direction. In this embodiment, three cross members 120 are provided and are disposed to separate the multiple cooling sections 130. However, the number of cross members 120 is not particularly limited.
  • the cross member 120 has a roughly hat-shaped cross section perpendicular to the vehicle width direction, and has a recess 121 of a shape complementary to the underside protrusion 143 so as not to interfere with the protrusion 143a.
  • the cross member 120 is made of, for example, steel. Specifically, the material of the cross member 120 may be steel with a tensile strength of 980 to 1470 MPa or more. The material of the cross member 120 may also be other metallic materials such as an aluminum alloy. Note that the cross member 120 may be omitted if necessary.
  • the upper cover 110 is a lid that closes the under cover 140 from above.
  • the battery 10 is placed on the mounting plate 131 inside the under cover 140, and is stored in the battery case 100 by closing it from above with the upper cover 110.
  • the upper cover 110 has an upper surface protrusion 112 that extends upward from the left end to the right end in the vehicle width direction on the upper surface 111.
  • four rectangular parallelepiped batteries 10 arranged in the fore-and-aft direction of the vehicle are stored in the battery case 100, so four upper projections 112 are provided corresponding to the four batteries 10.
  • the number of upper projections 112 may be one or more.
  • the upper cover 110 like the under cover 140, is formed by press-molding a single metal plate.
  • the upper cover 110 is a press-molded single part that does not have any seams such as joints.
  • the upper cover 110 is made of, for example, steel. Specifically, the material of the upper cover 110 may be mild steel. The material of the upper cover 110 may also be other metallic materials such as an aluminum alloy.
  • the frame 150 is disposed around the entire outer periphery of the undercover 140 when viewed from the vertical direction of the vehicle.
  • the frame 150 is rectangular when viewed from the vertical direction of the vehicle.
  • the frame 150 includes a front frame 151 disposed at the front, a rear frame 152 disposed at the rear, and side frames 153, 154 disposed on both sides.
  • the front frame 151 and the rear frame 152 extend in the vehicle width direction, and the side frames 153, 154 extend in the vehicle front-rear direction.
  • the front frame 151, the rear frame 152, and the side frames 153, 154 are joined by welding or the like.
  • the front frame 151, rear frame 152, and side frames 153, 154 are formed, for example, by roll forming a steel plate into a tubular shape. Specifically, these materials may be steel with a tensile strength of 980 to 1470 MPa or more. These materials may also be other metallic materials such as aluminum alloys. Note that frame 150 may be omitted if necessary.
  • the lower vertical reinforcement 160 is a member that has a roughly hat shape in a cross section perpendicular to the vehicle longitudinal direction, and reinforces the undercover 140.
  • the lower vertical reinforcement 160 extends in the vehicle longitudinal direction from the front end to the rear end of the undercover 140 along the lower projection 143 below the undercover 140 (outside the undercover 140), and is arranged so as to be at least partially contained in the lower projection 143.
  • three lower vertical reinforcements 160 are provided corresponding to the three lower projections 143.
  • the lower vertical reinforcement 160 has a shape complementary to the lower projection 143.
  • the lower vertical reinforcement 160 is joined to the undercover 140 via a spacer 161. A gap is provided between the lower vertical reinforcement 160 and the undercover 140 by the spacer 161.
  • the lower vertical reinforcement 160 is made of, for example, steel. Specifically, the material of the lower vertical reinforcement 160 may be steel with a tensile strength of 980 to 1470 MPa or more. The material of the lower vertical reinforcement 160 may also be other metallic materials such as an aluminum alloy.
  • the bottom plate 170 is a metal plate that is placed below the undercover 140 and the lower vertical reinforcement 160.
  • the bottom plate 170 is a rectangle that is roughly the same size as the frame 150 when viewed from the top-bottom direction of the vehicle.
  • the lower vertical reinforcement 160 is joined to the bottom plate 170.
  • the bottom plate 170 is provided with a plurality of through holes 171, so that even if coolant leaks from the cooling section 130, it can be discharged downward through the plurality of through holes 171. However, the plurality of through holes 171 may be omitted.
  • the bottom plate 170 is flat.
  • the bottom plate 170 is, for example, a steel plate having a thickness of 1.4 mm.
  • the thickness and material of the bottom plate 170 are not particularly limited and can be any thickness or material.
  • the bottom plate 170 may be omitted as necessary.
  • the battery case 100 having the above configuration forms part of the underbody structure of the automobile 1, as described below.
  • Side sills 200 are arranged on both outer sides of the battery case 100 in the vehicle width direction.
  • the side sills 200 extend in the vehicle front-rear direction and are components that form the outer surface of the automobile 1 in the vehicle width direction.
  • the side sills 200 are constructed by bonding together an inner panel 210 and an outer panel 220, which are metal plates, with a buffer member 230 arranged in the space between the inner panel 210 and the outer panel 220.
  • the buffer member 230 has multiple chambers r1 lined up in the vehicle width direction and has the function of buffering impacts from the sides of the automobile 1.
  • a floor panel 300 that forms the floor surface of the vehicle compartment R is disposed between the side sills 200 in the vehicle width direction and above the battery case 100 in the vehicle up-down direction.
  • the floor panel 300 is a flat metal plate.
  • a plurality of floor cloths 310 (three in the illustrated example) are disposed on the floor panel 300. The plurality of floor cloths 310 extend in the vehicle width direction so as to connect a pair of side sills 200.
  • the automotive battery case 100 of this embodiment provides the following effects:
  • the undercover 140's underside projection 143 provides a load transfer path in the vehicle's fore-and-aft direction, ensuring high battery protection performance against impacts in the vehicle's fore-and-aft direction with a simple structure. Specifically, by providing the undercover 143, the load-bearing capacity can be improved and a larger load can be transferred compared to a simple flat plate.
  • the undercover 140 is at least partially housed in the undercover 143, allowing for efficient use of space.
  • the undercover 140 which is a press-formed product made by pressing a single metal plate, does not have any seams such as joints, preventing water from entering from the road surface and ensuring high sealing performance.
  • the undercover 140 and the lower vertical reinforcement 160 are joined together, the undercover 140 and the lower vertical reinforcement 160 can bear the load together. This ensures even higher battery protection performance against impacts in the fore-and-aft direction of the vehicle.
  • the bottom plate 170 and the lower vertical reinforcement 160 are joined together, the bottom plate 170 can also bear the load. This ensures even higher battery protection performance against impacts in the fore-and-aft direction of the vehicle.
  • the cross member 120 provides a load transfer path in the vehicle width direction, ensuring high battery protection performance against impacts in the vehicle width direction.
  • the frame 150 can protect the entire periphery of the undercover 140, ensuring even higher battery protection performance.
  • the battery 10 can be cooled by the cooling unit 130, stable operation of the battery 10 can be achieved. Furthermore, because the heat dissipation unit 132 is housed in the bottom space Sb, space can be saved.
  • the upper surface overhang 112 of the upper cover 110 provides a load transfer path in the vehicle width direction, ensuring high battery protection performance against impacts in the vehicle width direction.
  • Second Embodiment 7 and 8 does not have a cross member 120, and the battery 10, the cooling section 130, and the upper cover 110 are different from those of the first embodiment.
  • the second embodiment is substantially the same as the first embodiment. Therefore, the description of the parts shown in the first embodiment may be omitted.
  • two rectangular batteries 10 that are long in the vehicle's front-to-rear direction are stored in the battery case 100 side-by-side in the vehicle's width direction.
  • the cooling sections 130 are arranged side by side in close proximity in the vehicle width direction to correspond to the battery 10.
  • the flow path formed by the groove portion 132a extends over the entire length of the vehicle in the fore-aft direction and is folded back in the fore-aft direction to form a bellows shape.
  • the upper cover 110 is in the shape of a tray that functions as a lid.
  • the upper surface of the upper cover 110 is flat, and does not have an upper surface protrusion 112 (see Figure 2) as in the first embodiment.
  • the undercover 140 does not have a plurality of through holes 144 (see FIG. 3) as in the first embodiment.
  • the bottom plate 170 does not have a plurality of through holes 171 (see FIG. 3) as in the first embodiment.
  • the effects achieved by the automotive battery case 100 of this embodiment are substantially the same as those of the first embodiment, except for those related to the configuration that differs from the first embodiment.
  • the number of parts is reduced compared to the first embodiment, and the structure of each part, such as the upper cover 110 or the cooling section 130, is simplified.
  • the cooling section 130 may have a variety of configurations, as shown in Figures 9 to 11.
  • Figures 9 to 11 show a cross section taken along line A-A in Figure 4.
  • Figures 9 to 11 show the state in which the upper cover 110 and frame 150 have been removed.
  • the heat dissipation section 132 of the cooling section 130 may be a heat sink.
  • the heat dissipation section 132 is housed in the bottom space Sb, and absorbs heat from the mounting plate 131, which has become hot due to the heat of the battery 10 being conducted thereto, and dissipates the heat into the air.
  • the heat dissipation section 132 of the cooling section 130 may be arranged along the side of the battery 10.
  • the heat dissipation section 132 is arranged adjacent to the outer surface of the battery 10 in the vehicle width direction.
  • the heat dissipation section 132 may also be arranged adjacent to the outer surface of the battery 10 in the vehicle front-rear direction.
  • the heat dissipation section 132 is formed by roll forming a single metal plate (e.g., an aluminum plate) into a tubular shape having multiple chambers r2.
  • the multiple chambers r2 form flow paths through which the cooling liquid flows.
  • the heat dissipation section 132 may be configured by sandwiching one metal plate (e.g., an aluminum plate) bent into a wave shape between two opposing metal plates (e.g., aluminum plates).
  • one metal plate e.g., an aluminum plate
  • two opposing metal plates e.g., aluminum plates
  • multiple chambers r3 are configured, and the multiple chambers r3 serve as flow paths through which the cooling liquid flows. Note that in the example of FIGS. 10 and 11, nothing is placed in the bottom space Sb, but another heat dissipation section 132, such as the heat sink described above, may be placed therein.
  • the present disclosure may include the following aspects.
  • an undercover which is a tray-shaped press-molded product and has a storage section for storing a battery, and a lower surface protrusion which extends from a front end to a rear end in the vehicle front-rear direction and protrudes upward on a lower surface of the storage section; a lower surface vertical reinforcement member extending in the fore-and-aft direction of the vehicle from the front end to the rear end of the undercover along the lower surface protrusion below the undercover and positioned so as to be at least partially contained in the lower surface protrusion.
  • Aspect 2 The automotive battery case according to claim 1, wherein the undercover and the lower vertical reinforcement are joined to each other.
  • the vehicle further includes a flat bottom plate disposed below the undercover and the lower vertical reinforcement member, The automotive battery case according to aspect 1 or 2, wherein the lower vertical reinforcement member is joined to the bottom plate.
  • the automotive battery case according to any one of aspects 1 to 4 further comprising a frame arranged around the entire outer periphery of the undercover when viewed from the vehicle top-bottom direction.
  • Aspect 6 Aspects 6.
  • the cooling unit includes: a flat-plate-shaped mounting plate disposed on the lower surface protruding portion within the undercover and defining a bottom space between the lower surface of the undercover and the flat-plate-shaped mounting plate; A heat dissipation portion that is accommodated in the bottom space and dissipates heat of the battery conducted via the mounting plate.
  • An automobile battery case according to any one of aspects 1 to 8, further comprising an upper cover which serves as a lid for closing the undercover from above and has an upper surface protruding portion which extends from the left end to the right end in the vehicle width direction on its upper surface and protrudes upward.

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Abstract

自動車用バッテリーケース１００は、トレイ状のプレス成形品であり、バッテリーを収容する収容部１４１を有し、収容部１４１の下面１４２に前端から後端まで車両前後方向に延びて上方へ張り出した下面張出部１４３が設けられているアンダーカバー１４０と、アンダーカバー１４０の下方にて下面張出部１４３に沿ってアンダーカバー１４０の前端から後端まで車両前後方向に延び、下面張出部１４３に少なくとも部分的に収容されるように配置される下面縦補強材１６０とを備える。

Description

自動車用バッテリーケース
　本開示は、自動車用バッテリーケースに関する。
　電気自動車のように大容量のバッテリーを搭載した自動車では、バッテリーは、バッテリーケースに格納されて車室下側に配置される。そのような自動車用バッテリーケースでは、路面からの水の浸入を防止する高いシール性能と、自動車衝突時の高いバッテリー保護性能とが求められる。
　特許文献１～３には、バッテリーをトレイ状のケースに格納して高いシール性能の確保を図るとともに、ケースの形状や補強部材によって高いバッテリー保護性能の確保を図っている自動車用バッテリーケースが開示されている。
特開２０２１－４１７８３号公報 特開２０２１－６４４４８号公報 特開２０２０－１１１１０１号公報
　特許文献１～３の自動車用バッテリーケースは、いずれも車両幅方向の衝撃に対するバッテリー保護性能が重視されており、車両前後方向の衝撃に対するバッテリー保護性能について改善の余地がある。また、構造が複雑であり、より簡易な構造とする点で改善の余地がある。
　本開示は、自動車用バッテリーケースにおいて、車両前後方向の衝撃に対する高いバッテリー保護性能を簡易な構造で確保することを課題とする。
　本開示は、トレイ状のプレス成形品であり、バッテリーを収容する収容部を有し、前記収容部の下面に前端から後端まで車両前後方向に延びて上方へ張り出した下面張出部が設けられているアンダーカバーと、前記アンダーカバーの下方にて前記下面張出部に沿って前記アンダーカバーの前記前端から前記後端まで車両前後方向に延び、前記下面張出部に少なくとも部分的に収容されるように配置される下面縦補強材とを備える、自動車用バッテリーケースを提供する。
　この構成によれば、下面張出部によって車両前後方向に荷重伝達パスを設けることができ、車両前後方向の衝撃に対する高いバッテリー保護性能を簡易な構造で確保できる。具体的には、下面張出部を設けることによって、単なる平板と比べて耐荷重を向上でき、より大きな荷重を伝達できる。また、下面縦補強材は、下面張出部に少なくとも部分的に収容されるため、効率よく空間を利用できる。また、一枚の金属板をプレス成形してなるプレス成形品としてのアンダーカバーは接合部のような継ぎ目を有していないため、路面からの水の浸入を防止でき、高いシール性能を確保できる。
　前記アンダーカバーおよび前記下面縦補強材は、互いに接合されていてもよい。
　この構成によれば、アンダーカバーおよび下面縦補強材が一体的に荷重を受けることができるため、車両前後方向の衝撃に対する一層高いバッテリー保護性能を確保できる。
　前記自動車用バッテリーケースは、前記アンダーカバーおよび前記下面縦補強材の下方に配置される平板状のボトムプレートをさらに備えてもよく、前記下面縦補強材は、前記ボトムプレートと接合されていてもよい。
　この構成によれば、ボトムプレートでも一体的に荷重を受けることができるため、車両前後方向の衝撃に対する一層高いバッテリー保護性能を確保できる。
　前記自動車用バッテリーケースは、前記アンダーカバー内に配置されて前記収容部の車両幅方向の左端から右端まで延びるクロスメンバーをさらに備えてもよい。
　この構成によれば、クロスメンバーによって、車両幅方向に荷重伝達パスを設けることができ、車両幅方向の衝撃に対する高いバッテリー保護性能を確保できる。
　前記自動車用バッテリーケースは、車両上下方向から見て前記アンダーカバーの外側全周にわたって配置されたフレームをさらに備えてもよい。
　この構成によれば、フレームによってアンダーカバーの全周を保護することができるため、一層高いバッテリー保護性能を確保できる。
　前記アンダーカバーの材質は、引張強度５９０ＭＰａ以上の鋼材であってもよい。
　この構成によれば、高強度の鋼材からなるアンダーカバーによって一層高いバッテリー保護性能を確保できる。
　前記自動車用バッテリーケースは、前記アンダーカバー内に配置されて前記バッテリーを冷却する冷却部をさらに備えてもよい。
　この構成によれば、冷却部によってバッテリーを冷却できるため、バッテリーの安定した駆動を実現できる。
　前記冷却部は、
　前記アンダーカバー内において前記下面張出部の上に配置され、前記アンダーカバーの前記下面との間に底空間を画定する平板状の載置板と、前記底空間に収容され、前記載置板を介して伝導された前記バッテリーの熱を放出する放熱部とを備えてもよい。
　この構成によれば、放熱部が底空間に収容されるため、省スペース化できる。
　前記自動車用バッテリーケースは、前記アンダーカバーを上方から閉じる蓋となっており、上面において車両幅方向の左端から右端まで延びて上方へ張り出した上面張出部が設けられているアッパーカバーをさらに備えてもよい。
　この構成によれば、アッパーカバーの上面張出部によって、車両幅方向に荷重伝達パスを設けることができ、車両幅方向の衝撃に対する高いバッテリー保護性能を確保できる。
　本開示によれば、自動車用バッテリーケースにおいて、車両前後方向の衝撃に対する高いバッテリー保護性能を簡易な構造で確保できる。
自動車の側面図。 本発明の第１実施形態に係る自動車用バッテリーケースの斜視図。 図２の自動車用バッテリーケースの分解斜視図。 アンダーカバーと下面縦補強材と冷却部とクロスメンバーとを示す斜視図。 アンダーカバーと下面縦補強材とを示す斜視図。 図２の自動車用バッテリーケースを搭載した車体下部構造の斜視図。 本発明の第２実施形態に係る自動車用バッテリーケースの斜視図。 図７の自動車用バッテリーケースの分解斜視図。 冷却部の第１変形例を示す断面図。 冷却部の第２変形例を示す断面図。 冷却部の第３変形例を示す断面図。
　以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（第１実施形態）
　図１を参照して、自動車１は、バッテリー１０から供給される電力によってモータを駆動させて走行する。例えば、自動車１は、電気自動車またはプラグインハイブリッド車等の電動車両であり得る。自動車１の種類については、特に限定されず、乗用車、トラック、作業車、またはその他のモビリティ等であり得る。以下では、自動車１として普通乗用車タイプの電気自動車の場合を一例として説明する。
　自動車１は、車体前部２０にモータおよび高電圧機器等を搭載している。また、自動車１は、車体中央部３０の車室Ｒの下の概ね全面に駆動電力源となるバッテリー１０を格納した自動車用バッテリーケース１００（以下、単にバッテリーケース１００ともいう。）を搭載している。図１中、自動車１の車両前後方向をＸ方向で示し（矢印は前向きを示す）、車両上下方向をＺ方向で示している（矢印は上向きを示す）。以降の図でも同表記とし、図２以降で自動車１の車両幅方向をＹ方向で示す（矢印は右向きを示す）。
　図２～５を参照して、本実施形態のバッテリーケース１００は、アッパーカバー１１０と、クロスメンバー１２０と、冷却部１３０と、アンダーカバー１４０と、フレーム１５０と、下面縦補強材１６０と、ボトムプレート１７０とを有している。図３では、バッテリーケース１００に格納されるバッテリー１０が４つの直方体として模式的に示されている。バッテリー１０は、車両幅方向に長い形状を有し、車両前後方向に並んで配置されている。
　アンダーカバー１４０は、トレイ状の部材であり、一枚の金属板をプレス成形することにより形成されている。即ち、アンダーカバー１４０は、接合部のような継ぎ目を有していない単一部品のプレス成形品である。アンダーカバー１４０はバッテリー１０を収容する収容部１４１を有し、収容部１４１の下面１４２には前端から後端まで車両前後方向に延びて上方へ張り出した下面張出部１４３が設けられている。下面張出部１４３の数は、１つであってもよいし、複数であってもよい。
　本実施形態では、アンダーカバー１４０の下面１４２に複数の貫通孔１４４が設けられており、後述する冷却部１３０から収容部１４１内にクーラント液が漏出した場合でも複数の貫通孔１４４から下方へと排出できるようになっている。なお、シール性を考慮して、複数の貫通孔１４４は、路上からの水の浸入を防止できるようにシール構造を有していてもよいし、単に省略されてもよい。
　アンダーカバー１４０は、例えば鋼材からなる。具体的には、アンダーカバー１４０の材質は、引張強度５９０ＭＰａ以上の鋼材であってもよい。高強度の鋼材からなるアンダーカバー１４０によって、一層高いバッテリー保護性能を確保できる。また、アンダーカバー１４０の材質は、アルミニウム合金などのその他の金属材料であってもよい。
　冷却部１３０は、アンダーカバー１４０内に配置され、バッテリー１０を冷却する。本実施形態では、冷却部１３０は、２枚の金属板（例えばアルミ板）が貼り合わされて形成されている。また、冷却部１３０の位置を固定するために複数のブラケット１３３が設けられている。複数のブラケット１３３は、収容部１４１の車両幅方向の両側面に沿って配置されている。
　本実施形態では、冷却部１３０は、平板状の載置板１３１と、溝を有する板状の放熱部１３２とを含んでいる。載置板１３１は、平板状であり、下面張出部１４３の上にブラケット１３３を介して配置されている。載置板１３１とアンダーカバー１４０の下面１４２との間には底空間Ｓｂが画定されている。放熱部１３２は、載置板１３１の下面に貼り合わされ、底空間Ｓｂに配置されている。放熱部１３２は、載置板１３１を介して伝導されたバッテリー１０の熱を放出するように、低温のクーラント液が流れる流路となる溝部１３２ａを有している。溝部１３２ａは、放熱面積を確保するために車両前後方向に折り返すように蛇腹状に形成されている。溝部１３２ａが載置板１３１によって上方から閉じられることによってクーラント液の流路が画定されている。クーラント液は、バッテリーケース１００と任意の態様の冷却装置との間で循環するように構成されている。
　クロスメンバー１２０は、アンダーカバー１４０内に配置されて収容部１４１の車両幅方向の左端から右端まで延びている。本実施形態では、３本のクロスメンバー１２０が設けられ、複数の冷却部１３０を仕切るように配置されている。ただし、クロスメンバー１２０の数については、特に限定されない。クロスメンバー１２０は、車両幅方向に垂直な断面形状が概略ハット形をしており、凸部１４３ａと干渉しないように下面張出部１４３と相補的な形状の逃げ部１２１を有している。
　クロスメンバー１２０は、例えば鋼材からなる。具体的には、クロスメンバー１２０の材質は、引張強度９８０～１４７０ＭＰａ以上の鋼材であってもよい。また、クロスメンバー１２０の材質は、アルミニウム合金などのその他の金属材料であってもよい。なお、クロスメンバー１２０は、必要に応じて省略されてもよい。
　アッパーカバー１１０は、アンダーカバー１４０を上方から閉じる蓋となっている。バッテリー１０は、アンダーカバー１４０内において載置板１３１に載置され、アッパーカバー１１０によって上方から閉じられることによってバッテリーケース１００に格納される。
　本実施形態では、アッパーカバー１１０は、上面１１１において車両幅方向の左端から右端まで延びて上方へ張り出した上面張出部１１２を有している。
　本実施形態では、車両前後方向に並んだ直方体状の４つのバッテリー１０がバッテリーケース１００に格納されるため、４つの上面張出部１１２が４つのバッテリー１０に対応して設けられている。なお、上面張出部１１２の数は、１つであってもよいし、複数であってもよい。
　本実施形態では、アッパーカバー１１０は、アンダーカバー１４０と同様に、一枚の金属板をプレス成形することにより形成されている。即ち、アッパーカバー１１０は、接合部のような継ぎ目を有していない単一部品のプレス成形品である。
　アッパーカバー１１０は、例えば鋼材からなる。具体的には、アッパーカバー１１０の材質は、軟鋼材であってもよい。また、アッパーカバー１１０の材質は、アルミニウム合金などのその他の金属材料であってもよい。
　フレーム１５０は、車両上下方向から見てアンダーカバー１４０の外側全周にわたって配置されている。本実施形態では、フレーム１５０は、車両上下方向から見て矩形である。フレーム１５０は、前方に配置されるフロントフレーム１５１と、後方に配置されるリアフレーム１５２と、両サイドに配置されるサイドフレーム１５３，１５４とを含んでいる。フロントフレーム１５１およびリアフレーム１５２は車両幅方向に延び、サイドフレーム１５３，１５４は車両前後方向に延びている。フロントフレーム１５１、リアフレーム１５２、およびサイドフレーム１５３，１５４は、溶接等によって接合されている。
　フロントフレーム１５１、リアフレーム１５２、およびサイドフレーム１５３，１５４は、例えば鋼板を管状にロールフォーム成形してなる。具体的には、これらの材質は、引張強度９８０～１４７０ＭＰａ以上の鋼材であってもよい。また、これらの材質は、アルミニウム合金などのその他の金属材料であってもよい。なお、フレーム１５０は、必要に応じて省略されてもよい。
　下面縦補強材１６０は、車両前後方向に垂直な断面において概略ハット形を有し、アンダーカバー１４０を補強する部材である。下面縦補強材１６０は、アンダーカバー１４０の下方（アンダーカバー１４０の外側）にて下面張出部１４３に沿ってアンダーカバー１４０の前端から後端まで車両前後方向に延び、下面張出部１４３に少なくとも部分的に収容されるように配置されている。図示の例では、３本の下面張出部１４３に対応して、３本の下面縦補強材１６０が設けられている。下面縦補強材１６０は、下面張出部１４３と相補的な形状を有している。下面縦補強材１６０は、スペーサー１６１を介してアンダーカバー１４０と接合されている。スペーサー１６１によって下面縦補強材１６０とアンダーカバー１４０との間には、隙間が設けられている。
　下面縦補強材１６０は、例えば鋼材からなる。具体的には、下面縦補強材１６０の材質は、引張強度９８０～１４７０ＭＰａ以上の鋼材であってもよい。また、下面縦補強材１６０の材質は、アルミニウム合金などのその他の金属材料であってもよい。
　ボトムプレート１７０は、アンダーカバー１４０および下面縦補強材１６０の下方に配置される金属板である。ボトムプレート１７０は、車両上下方向から見てフレーム１５０と概略同じ大きさの矩形である。ボトムプレート１７０には、下面縦補強材１６０が接合されている。ボトムプレート１７０には、複数の貫通孔１７１が設けられており、冷却部１３０のクーラント液が漏出した場合でも複数の貫通孔１７１から下方へと排出できるようになっている。ただし、複数の貫通孔１７１は、省略されてもよい。
　本実施形態では、ボトムプレート１７０は、平板状である。ボトムプレート１７０は、例えば厚み１．４ｍｍの鋼板である。ただし、ボトムプレート１７０の厚みや材質は特に限定されず、任意であり得る。なお、ボトムプレート１７０は、必要に応じて省略されてもよい。
　図６を参照して、上記構成を有するバッテリーケース１００は、以下で説明するように、自動車１の車体下部構造の一部を構成する。
　バッテリーケース１００の車両幅方向両外側には、サイドシル２００が配置される。サイドシル２００は、車両前後方向に延び、自動車１の車両幅方向外面を構成する部材である。サイドシル２００は、金属板であるインナーパネル２１０とアウターパネル２２０とが貼り合わされるとともにインナーパネル２１０とアウターパネル２２０との間の空間に緩衝部材２３０が配置されるようにして構成されている。緩衝部材２３０は、車両幅方向に並ぶ複数の部屋ｒ１を有し、自動車１の側面からの衝撃を緩衝する機能を有している。
　車両幅方向においてサイドシル２００の間かつ車両上下方向においてバッテリーケース１００の上方には、車室Ｒの床面を構成するフロアパネル３００が配置されている。フロアパネル３００は、平坦な金属板である。フロアパネル３００の上には、複数（図示の例では３本）のフロアクロス３１０が配置されている。複数のフロアクロス３１０は、一対のサイドシル２００を接続するように車両幅方向に延びている。
　本実施形態の自動車用バッテリーケース１００によれば、以下の作用効果を奏する。
　アンダーカバー１４０の下面張出部１４３によって車両前後方向に荷重伝達パスを設けることができ、車両前後方向の衝撃に対する高いバッテリー保護性能を簡易な構造で確保できる。具体的には、下面張出部１４３を設けることによって、単なる平板と比べて耐荷重を向上でき、より大きな荷重を伝達できる。また、下面縦補強材１６０は、下面張出部１４３に少なくとも部分的に収容されるため、効率よく空間を利用できる。また、一枚の金属板をプレス成形してなるプレス成形品としてのアンダーカバー１４０は接合部のような継ぎ目を有していないため、路面からの水の浸入を防止でき、高いシール性能を確保できる。
　また、アンダーカバー１４０および下面縦補強材１６０は互いに接合されているため、アンダーカバー１４０および下面縦補強材１６０が一体的に荷重を受けることができる。そのため、車両前後方向の衝撃に対する一層高いバッテリー保護性能を確保できる。
　また、ボトムプレート１７０および下面縦補強材１６０は互いに接合されているため、ボトムプレート１７０でも荷重を受けることができる。そのため、車両前後方向の衝撃に対する一層高いバッテリー保護性能を確保できる。
　また、クロスメンバー１２０によって、車両幅方向に荷重伝達パスを設けることができ、車両幅方向の衝撃に対する高いバッテリー保護性能を確保できる。
　また、フレーム１５０によってアンダーカバー１４０の全周を保護することができるため、一層高いバッテリー保護性能を確保できる。
　また、冷却部１３０によってバッテリー１０を冷却できるため、バッテリー１０の安定した駆動を実現できる。さらに、放熱部１３２が底空間Ｓｂに収容されるため、省スペース化できる。
　また、アッパーカバー１１０の上面張出部１１２によって、車両幅方向に荷重伝達パスを設けることができ、車両幅方向の衝撃に対する高いバッテリー保護性能を確保できる。
（第２実施形態）
　図７，８に示す第２実施形態の自動車用バッテリーケース１００はクロスメンバー１２０を有しておらず、バッテリー１０、冷却部１３０、およびアッパーカバー１１０が第１実施形態のものとは異なっている。これらに関する部分以外は、第１実施形態と実質的に同じである。従って、第１実施形態にて示した部分については説明を省略する場合がある。
　本実施形態では、車両前後方向に長い直方体状の２つのバッテリー１０が車両幅方向に並んでバッテリーケース１００に格納される。
　冷却部１３０は、バッテリー１０に対応して車両幅方向に近接して並んで配置されている。溝部１３２ａによって形成される流路は、車両前後方向の全長にわたって延び、車両前後方向に折り返して蛇腹状に構成されている。
　アッパーカバー１１０は、蓋として機能するトレイ状をしている。アッパーカバー１１０の上面は平坦であり、第１実施形態のような上面張出部１１２（図２参照）は設けられていない。
　アンダーカバー１４０には、第１実施形態のような複数の貫通孔１４４（図３参照）は設けられていない。同様に、ボトムプレート１７０には、第１実施形態のような複数の貫通孔１７１（図３参照）は設けられていない。
　本実施形態の自動車用バッテリーケース１００によって奏する作用効果は、上記第１実施形態と異なる構成に関するものを除いて、第１実施形態のものと実質的に同じである。ただし、本実施形態では、第１実施形態に比べて、部品点数が減少し、アッパーカバー１１０または冷却部１３０などの各部構造が単純化されている。
　以上より、本発明の具体的な実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、第１実施形態の各構成要素と第２実施形態の各構成要素は、互いに好適に置換され得る。
　また、冷却部１３０の構成は、図９～１１に示すように様々であり得る。図９～１１は、図４のＡ－Ａ線に沿った位置での断面を示している。図９～１１では、アッパーカバー１１０およびフレーム１５０が外された状態が示されている。
　図９を参照して、冷却部１３０の放熱部１３２は、ヒートシンクであってもよい。放熱部１３２は、底空間Ｓｂに収容され、バッテリー１０の熱が伝導されて高温化した載置板１３１から吸熱するとともに空気中に放熱する。
　図１０を参照して、冷却部１３０の放熱部１３２は、バッテリー１０の側面に沿って配置されてもよい。図示の例では、放熱部１３２は、バッテリー１０の車両幅方向の外面に隣接して配置されている。ただし、放熱部１３２は、バッテリー１０の車両前後方向の外面に隣接して配置されてもよい。放熱部１３２は、一枚の金属板（例えばアルミ板）をロールフォーム成形し、複数の部屋ｒ２を有する管状に構成されている。複数の部屋ｒ２は、クーリング液が流れる流路となっている。
　代替的には、図１１を参照して、放熱部１３２は、２枚の対向する金属板（例えばアルミ板）の間に波状に曲げ成形された１枚の金属板（例えばアルミ板）を挟み込んで構成されてもよい。この場合でも図１０と同様に、複数の部屋ｒ３が構成され、複数の部屋ｒ３はクーリング液が流れる流路となっている。なお、図１０，１１の例では、底空間Ｓｂには何も配置されていないが、前述のヒートシンクなどの別の放熱部１３２を配置してもよい。
　本開示は、以下の態様を含み得る。
（態様１）
　トレイ状のプレス成形品であり、バッテリーを収容する収容部を有し、前記収容部の下面に前端から後端まで車両前後方向に延びて上方へ張り出した下面張出部が設けられているアンダーカバーと、
　前記アンダーカバーの下方にて前記下面張出部に沿って前記アンダーカバーの前記前端から前記後端まで車両前後方向に延び、前記下面張出部に少なくとも部分的に収容されるように配置される下面縦補強材と
　を備える、自動車用バッテリーケース。
（態様２）
　前記アンダーカバーおよび前記下面縦補強材は、互いに接合されている、態様１に記載の自動車用バッテリーケース。
（態様３）
　前記アンダーカバーおよび前記下面縦補強材の下方に配置される平板状のボトムプレートをさらに備え、
　前記下面縦補強材は、前記ボトムプレートと接合されている、態様１または２に記載の自動車用バッテリーケース。
（態様４）
　前記アンダーカバー内に配置されて前記収容部の車両幅方向の左端から右端まで延びるクロスメンバーをさらに備える、態様１から３のいずれかに記載の自動車用バッテリーケース。
（態様５）
　車両上下方向から見て前記アンダーカバーの外側全周にわたって配置されたフレームをさらに備える、態様１から４のいずれかに記載の自動車用バッテリーケース。
（態様６）
　前記アンダーカバーの材質は、引張強度５９０ＭＰａ以上の鋼材である、態様１から５のいずれかに記載の自動車用バッテリーケース。
（態様７）
　前記アンダーカバー内に配置されて前記バッテリーを冷却する冷却部をさらに備える、態様１から６のいずれかに記載の自動車用バッテリーケース。
（態様８）
　前記冷却部は、
　前記アンダーカバー内において前記下面張出部の上に配置され、前記アンダーカバーの前記下面との間に底空間を画定する平板状の載置板と、
　前記底空間に収容され、前記載置板を介して伝導された前記バッテリーの熱を放出する放熱部と
　を備える、態様７に記載の自動車用バッテリーケース。
（態様９）
　前記アンダーカバーを上方から閉じる蓋となっており、上面において車両幅方向の左端から右端まで延びて上方へ張り出した上面張出部が設けられているアッパーカバーをさらに備える、態様１から８のいずれかに記載の自動車用バッテリーケース。
　本出願は、出願日が２０２３年３月２８日である日本国特許出願、特願第２０２３－０５２０４８号を基礎出願とする優先権主張を伴う。特願第２０２３－０５２０４８号は、参照することにより本明細書に取り込まれる。
　　　１　自動車
　　１０　バッテリー
　　２０　車体前部
　　３０　車体中央部
　１００　バッテリーケース（自動車用バッテリーケース）
　１１０　アッパーカバー
　１１１　上面
　１１２　上面張出部
　１２０　クロスメンバー
　１２１　逃げ部
　１３０　冷却部
　１３１　載置板
　１３２　放熱部
　１３２ａ　溝部
　１３３　ブラケット
　１４０　アンダーカバー
　１４１　収容部
　１４２　下面
　１４３　下面張出部
　１４４　貫通孔
　１５０　フレーム
　１５１　フロントフレーム
　１５２　リアフレーム
　１５３，１５４　サイドフレーム
　１６０　下面縦補強材
　１６１　スペーサー
　１７０　ボトムプレート
　１７１　貫通孔
　２００　サイドシル
　２１０　インナーパネル
　２２０　アウターパネル
　２３０　緩衝部材
　３００　フロアパネル
　３１０　フロアクロス

Claims (9)

  1. 　トレイ状のプレス成形品であり、バッテリーを収容する収容部を有し、前記収容部の下面に前端から後端まで車両前後方向に延びて上方へ張り出した下面張出部が設けられているアンダーカバーと、
    　前記アンダーカバーの下方にて前記下面張出部に沿って前記アンダーカバーの前記前端から前記後端まで車両前後方向に延び、前記下面張出部に少なくとも部分的に収容されるように配置される下面縦補強材と
    　を備える、自動車用バッテリーケース。
  2. 　前記アンダーカバーおよび前記下面縦補強材は、互いに接合されている、請求項１に記載の自動車用バッテリーケース。
  3. 　前記アンダーカバーおよび前記下面縦補強材の下方に配置される平板状のボトムプレートをさらに備え、
    　前記下面縦補強材は、前記ボトムプレートと接合されている、請求項１または２に記載の自動車用バッテリーケース。
  4. 　前記アンダーカバー内に配置されて前記収容部の車両幅方向の左端から右端まで延びるクロスメンバーをさらに備える、請求項１または２に記載の自動車用バッテリーケース。
  5. 　車両上下方向から見て前記アンダーカバーの外側全周にわたって配置されたフレームをさらに備える、請求項１または２に記載の自動車用バッテリーケース。
  6. 　前記アンダーカバーの材質は、引張強度５９０ＭＰａ以上の鋼材である、請求項１または２に記載の自動車用バッテリーケース。
  7. 　前記アンダーカバー内に配置されて前記バッテリーを冷却する冷却部をさらに備える、請求項１または２に記載の自動車用バッテリーケース。
  8. 　前記冷却部は、
    　前記アンダーカバー内において前記下面張出部の上に配置され、前記アンダーカバーの前記下面との間に底空間を画定する平板状の載置板と、
    　前記底空間に収容され、前記載置板を介して伝導された前記バッテリーの熱を放出する放熱部と
    　を備える、請求項７に記載の自動車用バッテリーケース。
  9. 　前記アンダーカバーを上方から閉じる蓋となっており、上面において車両幅方向の左端から右端まで延びて上方へ張り出した上面張出部が設けられているアッパーカバーをさらに備える、請求項１または２に記載の自動車用バッテリーケース。
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