説明

電気自動車のバッテリー固定構造

【課題】モジュール間の大きさや高さにバラツキがあっても作業性が良く、モジュールに無理なく確実に固定できる電気自動車のバッテリー固定構造を提供する。
【解決手段】このバッテリー固定構造は、複数のモジュール5a、5bの外周5cに装着される一対のブラケット31,32と、一対のブラケットに着脱自在であり、同一対のブラケットに装着されることで複数のモジュールと一対のブラケットを一体化するとともに、車体側に設けた固定部への取付部が設けられた取付部材とを備え、一対のブラケットを複数のモジュールの外周に被せた状態で、取付部材を一対のブラケットに仮装着し、固定部に取付部を固定するとともに、取付部材を一対のブラケットに固定する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数のバッテリーセルからなるモジュールを複数備えた電気自動車のバッテリーの固定構造に関する。
【背景技術】
【0002】
電気自動車は、駆動源となるモータと、その電源部としてバッテリーを車体に搭載し、バッテリーから供給される電力によってモータを回転させて走行している。電気自動車においてはバッテリーの性能や容量が走行距離に影響を与えることになるので、通常、充電可能な複数のバッテリーセルからなる複数のモジュールをユニット化して搭載し、放電によりバッテリー電圧が低下すると充電できるように構成されている。
【0003】
このようにバッテリーはモジュールが複数あるため、車体への装着作業が煩雑になることから、例えば特許文献1では、車体側にトレイを配設し、このトレイに対して複数のモジュールをそれぞれ載置するとともに、細長いブラケットを各モジュールの上に掛け渡すように配置してボルト等の締結部材でトレイに締め込むことで、モジュールを車体に固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第3050010号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1においてはモジュールの上に掛け渡すように配置されたブラケットでトレイに載置されたモジュールを一度に押さえ込んでいるので、モジュールに個体差がありその大きさや高さにバラツキがある場合、高さの低いモジュールとブラケットの間に隙間が生じ、ガタが発生することが懸念される。このガタを無くそうと締結部材を強く締め込んでしまうと、高さのあるモジュールに対する締付負荷が大きくなってしまい好ましいものとはならない。また、トレイにボルトを締結する場合、モジュールの間に形成されたトレイのねじ部にボトルを締結するが、締結時には少なくともブラケットで押さえ込まれるモジュールは全てトレイに載置されている必要があるので、ねじ部がモジュールによって見え難くなり、部品点数の低減を図れる反面、車体への装着作業が煩雑になることが懸念される。
【0006】
本発明は、モジュール間の大きさや高さにバラツキがあっても作業性が良く、モジュールに無理なく確実に固定できる電気自動車のバッテリー固定構造を提供することを、その目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため、請求項1の発明は、複数のバッテリーセルからなるモジュールを複数備えた電気自動車のバッテリー固定構造において、複数のモジュールの外周に装着される一対のブラケットと、一対のブラケットに着脱自在であり、同一対のブラケットに装着されることで複数のモジュールと一対のブラケットを一体化するとともに、車体側に設けた固定部への取付部が設けられた取付部材とを備え、一対のブラケットを複数のモジュールの外周に被せた状態で、取付部材を一対のブラケットに仮装着し、固定部に取付部を固定するとともに、取付部材を一対のブラケットに固定することを特徴としている。
【0008】
請求項2の発明は、請求項1記載の電気自動車のバッテリー固定構造において、ブラケットは板金製であって、モジュールの端子と接触しないよう形成されていることを特徴としている。
【0009】
請求項3の発明は、請求項1または2記載の電気自動車のバッテリー固定構造において、一対のブラケットは、複数のモジュールの上部を支持する上部ブラケットと下部を支持する下部ブラケットとであり、取付部材は、上部及び下部ブラケットのそれぞれに配設されるボルトが挿通される挿通穴を有し、挿通穴にボルトを挿通して上部ブラケットと下部ブラケットとを連結することを特徴としている。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、一対のブラケットを複数のモジュールの外周に被せ、このブラケットに装着されることで複数のモジュールと一対のブラケットを一体化するとともに、車体側に設けた固定部への取付部が設けられた取付部材をブラケットに仮装着し、固定部に取付部を装着して固定するとともに、取付部材を一対のブラケットに固定するので、モジュール間の大きさや高さにバラツキがあってモジュールに段差が発生した場合でも、取付部と固定部の位置合わせをしてから固定することができるので、作業性が良く、モジュールに無理な力を与えることなく確実に車体に固定することができる。
【0011】
本発明によれば、ブラケットは板金製であって、モジュールの端子と接触しないよう形成されているので、車体に衝突エネルギーが作用してモジュールが移動しようとした場合でも、取付剛性は金属性のブラケットで保持しつつも端子との接触を避けることができるので、バッテリーを車体に確実に固定しながらも、衝突時の安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明に係るバッテリーの固定構造を備えた電気自動車の概略構成図である。
【図2】バッテリー固定構造と、これにより固定されたバッテリーの配置状態を示す拡大図である。
【図3】バッテリー固定構造の構成要素であるブラケットとベルト部材と取付部材とロック部を示す拡大斜視図である。
【図4】(a)はベルト部材とロック部材の拡大図、(b)は(a)のE−E線の断面図である。
【図5】ブラケットの変形例を示す拡大斜視図である。
【図6】取付部を複数備えたブラケットの拡大斜視図である。
【図7】(a)はフックを備えたブラケットの拡大斜視図、(b)はフックが(a)と反対の位置に設けられたブラケットの拡大斜視図である。
【図8】本発明に係るバッテリー固定構造の構成要素となる一対のブラケットと、モジュールを示す斜視図である。
【図9】図8に示すバッテリー固定構造で用いる一対のブラケットと取付部材との装着部近傍の構成を示す部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図1において、符号1で示す電気自動車は、電源部となるバッテリーユニット5から供給される電力によってモータ2を回転し車輪3を回転駆動させることで走行するものである。バッテリーユニット5は、電気自動車1の車室内20に設けられた座席4の下部に配設されている。バッテリーユニット5は複数のバッテリーセルを1つのモジュールとし、これらモジュールを複数備えた電池パックとして構成されている。本形態においてバッテリーユニット5は、車体を構成するフロアパネル6とフロアパネル6の下方に設けられた遮蔽板7とで構成されたユニット収納部8内に収納されている。
【0014】
電気自動車1は、外気導入路13に配置された送風ファン14とコンプレッサ18を備え、コンプレッサ18の駆動により外気導入路13に配置された熱交換器17との間で冷媒を冷凍サイクル循環させることで外気を冷却し符号Sで示す冷却風を発生させ、この冷却風をダクト16でユニット収納部8内に供給し、排出ファン11で車外に排出するように構成されている。
【0015】
本形態において、バッテリーユニット5は、図2に示すように、矢印Yで示す車両前後方向に2つのモジュール5a,5bを並べて1つのユニットとし、このユニットを12個備えている。12個のユニットのうち6個のユニットは矢印Xで示す車幅方向に配置されていて1グループを構成し、これを車両前後方向に配置している。つまり、遮蔽板7にはユニット5Aからユニット5Lまでの12個のユニットが搭載されている。各ユニットは直列になるように結線されている。
【0016】
各ユニットは、図1,図2に示すように、バッテリー固定構造により遮蔽板7に車体に固定される。この形態に係るバッテリー固定構造は、全てのユニット5A〜5Lに対して同一となるので、ユニット5Aを用いて説明する。バッテリー固定構造は、ブラケット21と複数のバンド部材22とにより保持されて、遮蔽板7に設けられた固定部となるボルト23a,23bに挿入され、図示しないナット部材をボルト23a,23bに締結することで遮蔽板7に車体にユニットを固定する。
【0017】
ブラケット21は、図2,図3に示すように複数のモジュール5a,5bにおける端子210が配置されていないモジュールの外周面5cに装着されて、これらモジュール5a,5bを一体化するように平面形状が長方形の枠型をしている。車両前後方向Yに位置するブラケット21の両端21a,21bには、ボルト23a,23bへの取付部材24,25が設けられている。ブラケット21の両端21a,21bとは異なり、車幅方向エックスに位置して互いに対向する面21c,21dには、複数のロック部26が車両前後方向Yに並んで形成されている。
【0018】
ブラケット21及び取付部材24,25は板金製である。取付部材24,25には、ボルト23a,23bに装着されて固定される取付部24a,25aが設けられている。取付部24a,25aは筒状部材であって、その内部にボルト23a,23bが挿通可能に形成されている。
【0019】
各バンド部材22は、ブラケット21の互いに対向する面21c,21dに跨るように形成された門型をなし、その折れ曲がった両端22a,22bの先端が各ロック部26に上方から挿入されて固定される構造とされている。すなわち、バンド部材22は、図4(a)に示すように、両端22a,22bの先端側に矢印Zで示すバンド着脱方向に歯部27a,27bがそれぞれ形成されている。
【0020】
ロック部26は、ラケット21の面21c,21dに下縁に装着されるとともに、内部に歯部27a,27bとそれぞれ係合する凹凸を有する開口26Aが形成されている。バンド部材22に形成されている歯部27a,27bは、ロック部26の開口26Aに挿入されることで凹凸と係合し、装着方向には進み、離脱方向には移動しないラチェット機構として機能する。
【0021】
このような構成によると、2つのモジュール5a,5bを並べて配置し、取付部材24,25とロック部26を予め装着されたブラケット21を、モジュール5a,5bの上方又は下方から外周面5cに装着する。これによりモジュール5a,5bは一体化されて1ユニット化(例えばユニット5A)される。なお、モジュール5a,5bにブラケット21を装着する位置は、取付部24a,25aにボルト23a、23bが挿通可能な高さとする。この状態で取付部24a、25aに車体側のボルト23a、23bを挿通させることで、ユニット5Aが車体側にボルト23a,23bで位置決めされて装着される。
【0022】
次にボルト23a,23bによって遮蔽板7上で位置決めされたユニット(モジュール5a,5b)の上方からバンド部材22をブラケット21の外側に被るように装着し、両端22a,22bをそれぞれロック部26の開口26Aに挿入し、バンド部材22の中央部22cがモジュールの上面に接触するまで押し込む。このバンド部材22がブラケット21に装着されることで、モジュール5a,5bがブラケット21より外れることが防止される。
【0023】
バンド部材22の装着後は、取付部24a,25aに挿通されたボルト23a、23bに対して図示しないナットを締め込むことで、ブラケット21を介してユニット5A(モジュール5a,5b)が遮蔽板7に固定されることになる。
【0024】
このようなバッテリー固定構造とすると、複数のモジュール5a,5bに装着されるブラケット21を車体側の固定部23a,23bに固定するとともに、バンド部材22をブラケット21に被せてブラケット21のロック部26に固定するので、モジュール間の大きさや高さにバラツキがあってモジュールに段差が発生した場合でも、その段差はベルト部材22とロック部26とのロック位置によって吸収することができるので、作業性が良く、モジュールに無理な力を与えることなく確実に車体に固定することができる。
【0025】
また、金属製のブラケット21はモジュールの各端子210が配置されていないモジュールの外周面5cに装着されるので、車体に衝突エネルギーが作用してモジュール5a,5b(ユニット5A)が移動しようとした場合でも、取付剛性は金属性のブラケット21で保持しつつも端子210との接触を避けることができ、バッテリーユニット5を車体に確実に固定しながらも、衝突時の安全性を確保することができる。
【0026】
取付部材24,25の形態としては、ブラケット21の両端21a,21bに対して、例えば溶接で固着しても良いが、ボルト23a,23bへの装着時の組み付け性を考慮すると、ブラケット21に対して少なくとも一方が着脱可能とし、一方をボルトに装着した状態で他方をもう一方のボルトに合わせ、その位置を調整してブラケットに取付けることで、ブラケット21や取付部材22の製造上のバラツキやボルト23a,23bの取り付け位置のバラツキを吸収することができ、無理な荷重を掛けることなくバッテリーユニット5を固定することができ、取付け時の作業性をより向上することができるので好ましい。あるいは図5に示すようにブラケット21に対して少なくとも一方の取付部材24を、ガタを持ってピン結合させてもよい。
【0027】
上記形態では、筒状の取付部24a,25aを取付部材24,25に対してそれぞれ1つずつ設けてボルト23a、23bに固定するようにしたが、例えば図6に示すように、少なくとも一方の取付部材24には、例えば車幅方向Xに互いに間隔をおいて複数(例えば2つ)の取付部24aを設ける形態としてもよい。この場合には、車体に衝突エネルギーが作用するような場合でも、1つの取付部23aにかかる負荷を軽減することができ、バッテリーユニット5を車体に確実に固定しながらも、衝突時の安全性を確保することができる。
【0028】
あるいは図7(a)、図7(b)に示すように、少なくとも一方の取付部材24に符号30で示すフック設けても良い。このようなフック30を設けることで、ユニット5A(モジュール5a,5b)に付属する部品をユニット5A(モジュール5a,5b)に近い位置に固定し易くなると言うという作用効果を奏する。
【0029】
図8、図9は本発明の主要な形態を示す。この形態はベルト部材22を使用しない点が上記の形態と大きく異なっている。この形態に係るバッテリー固定構造は、全てのユニット5A〜5Lに対して同一となるので、ユニット5Aを用いて説明する。バッテリー固定構造は、複数のモジュール5a,5bの外周面5Cに装着される一対のブラケット31,32と、一対のブラケット31,32に着脱自在であり、一対のブラケット31,32に装着されることで複数のモジュール5a,5bと一対のブラケット31,32を一体化するとともに、遮蔽板7に設けた固定部23a,23bに装着される取付部34a,35aが設けられた取付部材34,35とを備えている。
【0030】
一対のブラケット31,32は板金製で、その四方が折り曲げられている。一対のブラケット31,32のうち、端子210が露呈している側に装着される一方のブラケット31は、端子部210と接触しないように形成されている。
【0031】
車両前後方向Yに位置するブラケット31の両端31a,31bと、ブラケット32の両端32a,32bには、取付部材34,35を装着するためのボルト36,37がそれぞれ設けられている。
【0032】
取付部材34,35は正面形状がU字状をなし、連結部に筒状の取付部34a,35aがそれぞれ設けられている。取付部材34の両端34b,34cと、取付部材35の両端35b,35cには、ボルト36,37にそれぞれ遊嵌する穴38,39が設けられている。取付部材34,35は、これら穴38,39にボルト36,37を挿通してナット40,41で締め込むことで、ブラケット31,32に装着状態とされる。
【0033】
このような一対のブラケット31,32をモジュール5a,5bの外周面5cに被せた状態で、取付部材34,35を一対のブラケット31,32にナット40,41で仮装着し、固定部となるボルト23a,24aを取付部34a,35aに挿通させて装着して固定するとともに、ボルト36,37にナット40,41を締め込むことで取付部材34,35が一対のブラケット31,32に固定される。
【0034】
このような構成のバッテリー固定構造によると、一対のブラケット31,32をモジュール5a,5bの外周面5cに被せ、このブラケット31,32に装着されることで複数のモジュール5a,5bと一対のブラケット31,32を一体化するとともに、遮蔽板7に設けたボルト23a,23bへの取付部34a,35aが設けられた取付部材34,35をブラケット31,32に仮装着し、ボルト23a,23bに取付部34a,34bを装着して固定するとともに、取付部材34,35を一対のブラケット31,32に固定するので、モジュール間の大きさや高さにバラツキがあってモジュールに段差が発生した場合でも、取付部34a,34bとボルト23a,23bの位置合わせをしてから固定することができるので、作業性が良く、モジュール5a,5b(各ユニット)に無理な力を与えることなく確実に車体に固定することができる。
【0035】
また、ブラケット31,32は板金製であって、モジュールの端子210,210と接触しないよう形成しているので、車体に衝突エネルギーが作用してモジュール5a,5b(各ユニット)が移動しようとした場合でも、取付剛性は金属性のブラケット31,32で保持しつつも端子210,210との接触を避けることができるので、バッテリーユニット5を車体に確実に固定しながらも、衝突時の安全性を確保することができる。
【符号の説明】
【0036】
1 電気自動車
5a,5b モジュール
5c モジュールの外周面
31,32 一対のブラケット
34a,35a 取付部
34,35 取付部材
36,37 ボルト
38,39 挿通穴
210 端子

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のバッテリーセルからなるモジュールを複数備えた電気自動車のバッテリー固定構造において、
前記複数のモジュールの外周に装着される一対のブラケットと、
前記一対のブラケットに着脱自在であり、同一対のブラケットに装着されることで複数のモジュールと前記一対のブラケットを一体化するとともに、車体側に設けた固定部への取付部が設けられた取付部材とを備え、
前記一対のブラケットを複数のモジュールの外周に被せた状態で、前記取付部材を前記一対のブラケットに仮装着し、前記固定部に前記取付部を固定するとともに、前記取付部材を前記一対のブラケットに固定することを特徴とする電気自動車のバッテリー固定構造。
【請求項2】
前記ブラケットは板金製であって、前記モジュールの端子と接触しないよう形成されていることを特徴とする請求項1記載の電気自動車のバッテリー固定構造。
【請求項3】
前記一対のブラケットは、前記複数のモジュールの上部を支持する上部ブラケットと下部を支持する下部ブラケットとであり、
前記取付部材は、前記上部及び下部ブラケットのそれぞれに配設されるボルトが挿通される挿通穴を有し、
前記挿通穴に前記ボルトを挿通して前記上部ブラケットと前記下部ブラケットとを連結することを特徴とする請求項1又は2に記載の電気自動車のバッテリー固定構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2012−106737(P2012−106737A)
【公開日】平成24年6月7日(2012.6.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−5474(P2012−5474)
【出願日】平成24年1月13日(2012.1.13)
【分割の表示】特願2007−256477(P2007−256477)の分割
【原出願日】平成19年9月28日(2007.9.28)
【出願人】(000006286)三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【出願人】(000176811)三菱自動車エンジニアリング株式会社 (402)
【Fターム(参考)】