電気自動車
【課題】インサート部材の補強プレートを樹脂部の正確な位置に埋設することができるバッテリケースを備えた電気自動車を提供する。
【解決手段】 サイドメンバを含むフレーム構体と、フレーム構体に固定されるバッテリユニットとを具備した電気自動車において、バッテリユニットは、トレイ部材５１を含むバッテリケースを有している。トレイ部材５１は、電気絶縁性の樹脂からなる樹脂部５３と、樹脂部５３に埋設されたインサート部材２００とを有している。インサート部材２００は、仕切り壁５１ｆに埋設される金属製の補強プレート２０１を含んでいる。補強プレート２０１に位置決め部２５０が設けられている。位置決め部２５０によって、補強プレート２０１の位置決めがなされている。
【解決手段】 サイドメンバを含むフレーム構体と、フレーム構体に固定されるバッテリユニットとを具備した電気自動車において、バッテリユニットは、トレイ部材５１を含むバッテリケースを有している。トレイ部材５１は、電気絶縁性の樹脂からなる樹脂部５３と、樹脂部５３に埋設されたインサート部材２００とを有している。インサート部材２００は、仕切り壁５１ｆに埋設される金属製の補強プレート２０１を含んでいる。補強プレート２０１に位置決め部２５０が設けられている。位置決め部２５０によって、補強プレート２０１の位置決めがなされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリを電源とするモータによって走行する電気自動車に係り、特に前記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。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車に使用されるバッテリユニットは、バッテリモジュールと、該バッテリモジュールを収納するバッテリケースなどを含んでいる。バッテリケースの一例は、バッテリモジュールを乗せるトレイ部材と、該トレイ部材の上部を覆うカバー部材などを有している。トレイ部材とカバー部材の一例は、電気絶縁性を有する材料である樹脂によって形成されている。
【０００３】
特に大容量のバッテリモジュールを収納する大形のバッテリケースでは、バッテリモジュールの重量に耐えるように、また衝突時の破損を最小限度に抑えるために、大きな剛性を有していることが望まれる。このため、例えば下記特許文献１に開示されているように、バッテリケースの表面に金属プレートを設けることが提案されている。
【特許文献１】特開２００７−３５３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、バッテリケースの樹脂部の表面に金属プレートを設ける構成では、例えば衝突時などにバッテリケースに大きな衝撃が加わったときに、金属プレートが樹脂部の表面から剥離するおそれがある。このため金属プレートを樹脂部にインサートすることが望まれる。しかし長尺な金属プレートは、樹脂部を一体成形する際に金属プレートの位置が不安定になりやすく、金属プレートを樹脂部の所定位置に埋設させることがむずかしいことがある。樹脂部に埋設された金属プレートの一部が樹脂部の表面（特にバッテリケースの内面）に露出すると、金属プレートが電気的な短絡（ショート）の原因となることが懸念される。
【０００５】
従って本発明の目的は、インサート部材の補強プレートを樹脂部の所定位置に埋設することができるバッテリケースを備えた電気自動車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車体に配置される左右一対のサイドメンバを含むフレーム構体と、前記フレーム構体に固定されるバッテリユニットとを具備した電気自動車において、前記バッテリユニットはトレイ部材を含むバッテリケースを有し、前記トレイ部材は、電気絶縁性を有する樹脂によって周壁と底壁および仕切り壁を形成してなる樹脂部と、前記樹脂部に埋設されたインサート部材とを有し、前記インサート部材は前記仕切り壁に埋設される金属製の補強プレートを含み、該補強プレートに、前記仕切り壁の両側面に対する該補強プレートの厚さ方向の位置を規制するための位置決め部が設けられている。
【０００７】
本発明の１つの形態では、前記位置決め部は、前記補強プレートの一部を該補強プレートの厚さ方向の両側に切り起こしてなる一対の突片であり、該突片を切り起こすことによって形成された孔に前記樹脂部の樹脂の一部が入り込んで硬化している。
前記突片が前記仕切り壁の上下方向に沿うよう形成され、かつ、前記トレイ部材の周壁（前壁、後壁、側壁）と底壁および仕切り壁がスタンピング成形によって一体成形されていてもよい。
【０００８】
本発明の他の形態では、前記補強プレートに該補強プレートの厚さ方向に貫通する孔が形成され、この孔に電気絶縁性の材料からなる位置決め部材が挿入されている。
また、前記補強プレートに該補強プレートの厚さ方向に貫通する孔が形成され、この孔に前記樹脂部の樹脂の一部が入り込んで硬化していてもよい。
【０００９】
前記インサート部材の一例は、前記トレイ部材の前壁に埋設されて前記車体の幅方向に延びる金属製の枠部材と、前端が前記枠部材に固定されて車体の前後方向に延びる前記補強プレートとを有し、該補強プレートの前後方向の後半部に前記位置決め部が設けられている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電気自動車のバッテリケースのトレイ部材を、補強プレートを備えたインサート部材によって補強することができ、しかも補強プレートを樹脂部の所定位置に埋設することができる。このため電気絶縁性の樹脂部によって補強プレートを絶縁することができ、かつ、トレイ部材を効果的に補強することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の第１の実施形態について、図１から図１１を参照して説明する。
図１は電気自動車１０の一例を示している。この電気自動車１０は、車体１１の後部に配置された走行用のモータ１２および充電装置１３と、車体１１の床下に配置されるバッテリユニット１４などを備えている。車体１１の前部に冷暖房用の熱交換ユニット１５が配置されている。
【００１２】
この自動車１０の前輪２０は、図示しないフロントサスペンションによって車体１１に支持されている。後輪２１は、図示しないリヤサスペンションによって車体１１に支持されている。リヤサスペンションの一例は、トレーリングアーム式リヤサスペンションである。
【００１３】
図２は、前記車体１１の下部の骨格をなすフレーム構体３０と、このフレーム構体３０に取付けられる前記バッテリユニット１４とを示している。
フレーム構体３０は、車体１１の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ３１，３２と、車体１１の幅方向に延びるクロスメンバ３３，３４，３５とを含んでいる。クロスメンバ３３，３４，３５は、サイドメンバ３１，３２の所定位置に溶接によって固定されている。
【００１４】
サイドメンバ３１，３２の後部にサスペンションアームサポートブラケット４０，４１が設けられている。サスペンションアームサポートブラケット４０，４１は、それぞれサイドメンバ３１，３２の所定位置に溶接によって固定されている。サスペンションアームサポートブラケット４０，４１に枢軸部４２が設けられている。これら枢軸部４２に、前記トレーリングアームの前端部が取付けられている。
【００１５】
図３に示すようにバッテリユニット１４はバッテリケース５０を備えている。バッテリケース５０は、下側に位置するトレイ部材５１と、上側に位置するカバー部材５２とを備えている。
【００１６】
トレイ部材５１は、電気絶縁性を有する樹脂によって一体成形された樹脂部５３と、後述するインサート部材２００（図７に示す）によって構成されている。樹脂部５３の材料である樹脂は、例えばポリプロピレンからなる基材を、数ｍｍ〜数ｃｍ程度の長さの短ガラス繊維によって強化したものである。
【００１７】
トレイ部材５１は、前壁５１ａと、後壁５１ｂと、左右一対の側壁５１ｃ，５１ｄと、底壁５１ｅと、仕切り壁５１ｆ，５１ｇとを有し、上面側が開放した箱形に成形されている。前壁５１ａは、車体１１の前後方向に関して前側に位置している。後壁５１ｂは後側に位置している。仕切り壁５１ｆ，５１ｇは前後方向に延びている。
【００１８】
これら前壁５１ａと、後壁５１ｂと、側壁５１ｃ，５１ｄとによって、トレイ部材５１の周壁が構成されている。このトレイ部材５１は、後述するスタンピング成形によって、樹脂部５３の内部の所定位置にインサート部材２００が埋設されている。
【００１９】
バッテリケース５０の前半部に、前側バッテリ収納部５５が形成されている。バッテリケース５０の後半部に、後側バッテリ収納部５６が形成されている。前側バッテリ収納部５５と後側バッテリ収納部５６との間に、中央バッテリ収納部５７と、電気回路収納部５８などが形成されている。
【００２０】
前記バッテリ収納部５５，５６，５７に、それぞれバッテリモジュール６０（図３に一部のみ２点鎖線で示す）が収納されている。バッテリモジュール６０の一例は、リチウムイオン電池からなる複数個のセルを直列に接続したものである。
【００２１】
電気回路収納部５８には、バッテリモジュール６０の状態を検出するモニタや制御等をつかさどる電気部品６１（図３と図７に一部を模式的に示す）などが収納される。電気部品６１はバッテリモジュール６０に電気的に接続されている。
【００２２】
図４に示すように、バッテリユニット１４はフロアパネル７０の下面側に配置されている。フロアパネル７０は車体１１の前後方向と幅方向に延び、車体１１の床部を構成している。フロアパネル７０は、サイドメンバ３１，３２を含むフレーム構体３０の所定位置に溶接によって固定されている。
【００２３】
フロアパネル７０の上方にフロントシート７１（図１に示す）とリヤシート７２が配置されている。フロントシート７１の下方に、バッテリユニット１４の前側バッテリ収納部５５が配置されている。リヤシート７２の下方に、バッテリユニット１４の後側バッテリ収納部５６が配置されている。前側バッテリ収納部５５と後側バッテリ収納部５６との間に形成されたフロアパネル７０の凹部７０ａは、リヤシート７２に着座した乗員の足元スペース付近に位置する。
【００２４】
バッテリケース５０のトレイ部材５１の上面の周縁部に、カバー取付面８０（図３に示す）が形成されている。カバー取付面８０は、トレイ部材５１の全周にわたって連続している。カバー取付面８０の上に防水用のシール材８１が設けられている。
【００２５】
図７に示されるようにインサート部材２００は、トレイ部材５１の前半部に配置された３枚の枠部材２００ａ，２００ｂ，２００ｃと、トレイ部材５１の後半部に配置された３枚の枠部材２００ｄ，２００ｅ，２００ｆとを含んでいる。これら枠部材２００ａ〜２００ｆは、金属板（例えば鋼板）のプレス成形品である。
【００２６】
前側の枠部材２００ａ，２００ｂ，２００ｃは、それぞれトレイ部材５１の前壁５１ａと両側壁５１ｃ，５１ｄに埋設されている。これら枠部材２００ａ，２００ｂ，２００ｃによってトレイ部材５１の周壁が補強されている。前側中央の枠部材２００ａは車体１１の幅方向に延びている。
【００２７】
枠部材２００ａの両端に、左右一対の補強プレート２０１が設けられている。これら補強プレート２０１は互いに共通の構造であるため、一方の補強プレート２０１を代表して以下に説明する。
【００２８】
補強プレート２０１はトレイ部材５１の仕切り壁５１ｆに埋設されている。図８に示すように、補強プレート２０１の前端２０１ａは枠部材２００ａに取付けられている。補強プレート２０１の後端２０１ｂは車体１１の後側に向かって延びている。すなわちこの補強プレート２０１は車体１１の前後方向に延びている。
【００２９】
補強プレート２０１には、樹脂部５３との食い付きを良くするために、複数の孔２０２が形成されている。これらの孔２０２は補強プレート２０１の厚さ方向に貫通している。これらの孔２０２のそれぞれに樹脂部５３の樹脂の一部が入り込んで硬化しているため、樹脂部５３に対する補強プレート２０１の固定強度を大きくすることができている。
【００３０】
図７〜図９に示すように、補強プレート２０１に位置決め部２５０が設けられている。この位置決め部２５０によって、仕切り壁５１ｆの両側面２５１，２５２（図８に示す）に対する補強プレート２０１の厚さ方向の位置が規制されている。
【００３１】
図１０に示すように位置決め部２５０は、補強プレート２０１の一部を厚さ方向の両側に切り起こしてなる一対の突片２５５，２５６によって構成されている。突片２５５，２５６の間に孔２５７が形成されている。突片２５５，２５６は、仕切り壁５１ｆの上下方向、すなわちスタンピング成形時に材料の流れに沿うように形成されている。
【００３２】
このトレイ部材５１は、図１１に模式的に示す下型２６０と上型２６１によって、材料２６２を矢印Ｐで示す方向に加圧することにより、周壁（前壁５１ａ、後壁５１ｂ、側壁５１ｃ，５１ｄ）と、底壁５１ｅと、仕切り壁５１ｆ，５１ｇとが、所定の形状に一体成形される。下型２６０には仕切り壁５１ｆ，５１ｇを成形するためのキャビティ２６３，２６４が形成されている。一方のキャビティ２６３の内部に、補強プレート２０１がセットされる。
【００３３】
位置決め部２５０として機能する突片２５５，２５６は、仕切り壁５１ｆの上下方向に沿って形成されている。このため、スタンピング成形時に高温に加熱され軟化した材料２６２の流れが突片２５５，２５６によって妨げられることがなく、材料２６２がキャビティ２６３に行き渡ることができる。要するに突片２５５，２５６は、材料２６２の流れを阻害しないような向きで形成されている。
【００３４】
補強プレート２０１に形成されている孔２０２に材料２６２の一部が入り込んで硬化するとともに、突片２５５，２５６間の孔２５７（図１０に示す）にも材料２６２の一部が入り込んで硬化する。このため、樹脂部５３に対する補強プレート２０１の固定強度を高めることができる。
【００３５】
前記位置決め部２５０は、補強プレート２０１の前後方向の後半部、すなわち補強プレート２０１の長さ方向の中央と後端２０１ｂとの間に設けられている。このため下型２６０のキャビティ２６３にセットされた補強プレート２０１の後端２０１ｂ寄りの部位が動いてしまうことを十分抑制することができる。
【００３６】
図９に示すように仕切り壁５１ｆの側面２５１，２５２には、突片２５５，２５６が埋設されている箇所に、電気絶縁性を有する粘着テープなどからなる絶縁部材２６５が設けられている。この絶縁部材２６５によって、突片２５５，２５６の先端を覆うことができるため、突片２５５，２５６の先端が仕切り壁５１ｆの側面２５１，２５２に露出してしまうことを防止できる。
【００３７】
なお前記実施形態では、補強プレート２０１に孔（貫通孔）をあけることによって突片２５５，２５６を設けたが、補強プレート２０１の上縁あるいは下縁に前記突片を設ける場合には、補強プレート２０１の上縁あるいは下縁に切欠きを形成してもよい。また、補強プレート２０１に複数の孔あるいは切欠きを形成する場合、一方の孔あるいは切欠きに、補強プレート２０１の厚み方向の一方側に突出する突片を設け、他方の孔あるいは切欠きに、補強プレート２０１の他方側に突出する突片を形成してもよい。
【００３８】
図７に示すようにインサート部材２００の枠部材２００ａ，２００ｂ，２００ｃに、水平方向に突出する埋込みナット２０３と、上方に突出するアンカーボルト２０４と、ねじ孔を有するナット部２０５が設けられている。
【００３９】
トレイ部材５１の後半部に埋設される枠部材２００ｄ，２００ｅ，２００ｆ（図７に示す）によって、トレイ部材５１の周壁（後壁５１ｂと両側壁５１ｃ，５１ｄ）が補強されている。枠部材２００ｄ，２００ｅ，２００ｆの上面に、上方に突出するアンカーボルト２０６と、ねじ孔を有するナット部２０７とが設けられている。左右一対の枠部材２００ｅ，２００ｆに、水平方向に突出する埋込みナット２０８が固定されている。
【００４０】
バッテリケース５０のカバー部材５２は、繊維によって強化された合成樹脂の一体成形品からなる。カバー部材５２の前部に、サービスプラグ用の開口部８５と冷却風導入口８６が形成されている。サービスプラグ用の開口部８５に蛇腹状のゴム製ブーツ８７が取付けられている。冷却風導入口８６にも蛇腹状のゴム製ブーツ８８が取付けられている。カバー部材５２の上面に、冷却風の一部を流すためのバイパス流路部９０と、冷却ファン収納部９１などが設けられている。
【００４１】
カバー部材５２の周縁部にフランジ部９５が形成されている。フランジ部９５はカバー部材５２の全周にわたって連続している。カバー部材５２のフランジ部９５をトレイ部材５１のカバー取付面８０の上に乗せる。そして図３に示すボルト９６あるいはナット９７によって、トレイ部材５１とカバー部材５２とが、互いにシール材８１を介して水密に固定される。
【００４２】
トレイ部材５１の下面側に複数本（例えば４本）の桁部材１０１，１０２，１０３，１０４が設けられている。図３と図５に示されるように、桁部材１０１，１０２，１０３，１０４は、それぞれ車体１１の幅方向に延びる桁本体１１１，１１２，１１３，１１４を有している。桁部材１０１，１０２，１０３，１０４は、バッテリユニット１４の荷重を支えるに足る強度を有する金属材料（例えば鋼板）によって構成されている。
【００４３】
前から１番目の桁本体１１１の両端に締結部１２１，１２２が設けられている。前から２番目の桁本体１１２の両端に締結部１２３，１２４が設けられている。前から３番目の桁本体１１３の両端に締結部１２５，１２６が設けられている。前から４番目（最後部）の桁本体１１２の両端に締結部１２７，１２８が設けられている。バッテリユニット１４の前端部には左右一対の前側支持部材１３０，１３１が設けられている。
【００４４】
前から１番目の桁部材１０１の両端に設けられた締結部１２１，１２２のそれぞれに、上下方向に貫通するボルト挿入孔１４３（図２と図３に示す）が形成されている。サイドメンバ３１，３２には、締結部１２１，１２２と対向する位置に、ナット部材を備えたバッテリユニット取付部１４５，１４６が設けられている。締結部１２１，１２２の下側からボルト１４７（図２と図４に示す）をボルト挿入孔１４３に挿入し、このボルト１４７をバッテリユニット取付部１４５，１４６のナット部材に螺合させ締付けることにより、１番目の桁部材１０１の締結部１２１，１２２がサイドメンバ３１，３２に固定される。
【００４５】
前から２番目の桁部材１０２の両端に設けられた締結部１２３，１２４のそれぞれに、上下方向に貫通するボルト挿入孔１５３（図２と図３に示す）が形成されている。サイドメンバ３１，３２には、締結部１２３，１２４と対向する位置に、ナット部材を備えたバッテリユニット取付部１５５，１５６が設けられている。締結部１２３，１２４の下側から、ボルト１５７（図２と図４に示す）をボルト挿入孔１５３に挿入し、このボルト１５７をバッテリユニット取付部１５５，１５６のナット部材に螺合させ締付けることにより、２番目の桁部材１０２の締結部１２３，１２４がサイドメンバ３１，３２に固定される。
【００４６】
前から３番目の桁部材１０３の両端に設けられた締結部１２５，１２６のそれぞれに、上下方向に貫通するボルト挿入孔１６３（図２と図３に示す）が形成されている。図４と図５に示されるように、サイドメンバ３１，３２に荷重伝達部材１７０，１７１がボルト１７２によって固定されている。これら荷重伝達部材１７０，１７１は、前から３番目の桁部材１０３の締結部１２５，１２６の上方に設けられている。一方の荷重伝達部材１７０は、一方のサスペンションアームサポートブラケット４０に溶接されている。他方の荷重伝達部材１７１は、他方のサスペンションアームサポートブラケット４１に溶接されている。
【００４７】
すなわち荷重伝達部材１７０，１７１は、サイドメンバ３１，３２と、サスペンションアームサポートブラケット４０，４１とに結合されている。これら荷重伝達部材１７０，１７１は、フレーム構体３０の一部をなしている。荷重伝達部材１７０，１７１に、ナット部材を備えたバッテリユニット取付部１７５，１７６が設けられている。
【００４８】
締結部１２５，１２６の下側から、ボルト１７７をボルト挿入孔１６３に挿入し、このボルト１７７をバッテリユニット取付部１７５，１７６のナット部材に螺合させ締付けることにより、３番目の桁部材１０３の締結部１２５，１２６が、荷重伝達部材１７０，１７１を介してサイドメンバ３１，３２に固定される。
【００４９】
前から４番目の桁部材１０４の締結部１２７，１２８のそれぞれに、上下方向に貫通するボルト挿入孔１９３（図２と図３に示す）が形成されている。サイドメンバ３１，３２には、締結部１２７，１２８と対向する位置に、延長ブラケット１９４，１９５が設けられている。延長ブラケット１９４，１９５はサイドメンバ３１，３２のキックアップ部３１ｂ，３２ｂの下方に延びている。延長ブラケット１９４，１９５は、フレーム構体３０の一部をなしている。これら延長ブラケット１９４，１９５に、ナット部材を備えたバッテリユニット取付部１９６，１９７が設けられている。
【００５０】
締結部１２７，１２８の下側から、ボルト１９８（図２と図４に示す）をボルト挿入孔１９３に挿入し、このボルト１９８を延長ブラケット１９４，１９５のバッテリユニット取付部１９６，１９７のナット部材に螺合させ締付けることにより、４番目の桁部材１０４の締結部１２７，１２８が延長ブラケット１９４，１９５を介してサイドメンバ３１，３２に固定される。
【００５１】
図４に示すように、桁部材１０１，１０２，１０３，１０４の下面は、トレイ部材５１の平坦な下面に沿って、水平方向に延びる同一平面Ｌ上に位置している。１番目と２番目の桁部材１０１，１０２は、サイドメンバ３１，３２の水平部分３１ａ，３２ａに設けられたバッテリユニット取付部１４５，１４６，１５５，１５６に直接固定される。
【００５２】
３番目の桁部材１０３と４番目の桁部材１０４は、サイドメンバ３１，３２のキックアップ部３１ｂ，３２ｂの下方に設けられたバッテリユニット取付部１７５，１７６，１９６，１９７に固定されている。すなわち３番目と４番目の桁部材１０３，１０４は、キックアップ部３１ｂ，３２ｂの下方にオフセットした位置にある。このため３番目の桁部材１０３は、上下方向に厚みを有する荷重伝達部材１７０，１７１を介して、バッテリユニット取付部１７５，１７６に固定される。４番目の桁部材１０４は、キックアップ部３１ｂ，３２ｂの下方に延びる延長ブラケット１９４，１９５によって、バッテリユニット取付部１９６，１９７に固定される。
【００５３】
バッテリユニット１４の前端に位置する前側支持部材１３０，１３１は、前から１番目の桁部材１０１の前方に突出している。前側支持部材１３０，１３１は、この桁部材１０１に結合されている。図２に示すように、前側支持部材１３０，１３１に設けられた締結部２１０，２１１は、ボルト２１２によって、クロスメンバ３３のバッテリユニット取付部２１３，２１４に固定される。
【００５４】
以上説明したように本実施形態の電気自動車１０は、桁部材１０１，１０２，１０３，１０４が左右のサイドメンバ３１，３２間にわたって設けられ、これら桁部材１０１，１０２，１０３，１０４によってサイドメンバ３１，３２どうしが結合されている。このためバッテリユニット１４の桁部材１０１，１０２，１０３，１０４がクロスメンバに相当する剛性部材として機能することができる。
【００５５】
また、荷重伝達部材１７０，１７１がスペンションアームサポートブラケット４０，４１に固定されており、サスペンションアームサポートブラケット４０，４１に入力する横方向の荷重が荷重伝達部材１７０，１７１を介して桁部材１０３に入力される。
【００５６】
このため，サスペンションアームサポートブラケット４０，４１付近にクロスメンバが配置されていなくても、サスペンションアームサポートブラケット４０，４１付近の剛性を桁部材１０３によって高めることができ、操縦安定性と乗り心地が向上する。言い換えると、大形のバッテリユニット１４の一部を左右一対のサスペンションアームサポートブラケット４０，４１間のスペースに配置することが可能である。このため、大形のバッテリユニット１４を搭載することが可能となり、電気自動車の走行距離を長くすることができる。
【００５７】
図１と図４〜図６に示されるように、バッテリユニット１４の下方にアンダーカバー４００が配置されている。アンダーカバー４００の上面は桁部材１０１，１０２，１０３，１０４の下面と対向している。アンダーカバー４００の材料の一例は、ガラス繊維によって強化された合成樹脂である。このアンダーカバー４００は、車体１１の下側から、ボルト４０１（図６に示す）によって、フレーム構体３０と桁部材１０１，１０２，１０３，１０４の少なくとも一部に固定される。
【００５８】
アンダーカバー４００の全長は、バッテリユニット１４の全長よりも大きい。すなわちこのアンダーカバー４００は、バッテリケース５０の前端５０ａから後端５０ｂを覆うに足る長さを有している。アンダーカバー４００の幅は、バッテリユニット１４の幅よりも大きい。
【００５９】
図５と図６に示されるように、アンダーカバー４００は、左右一対のサイドメンバ３１，３２間にわたって配置されている。アンダーカバー４００の前部は、前側のクロスメンバ３３ａに前記ボルト４０１によって固定されている。アンダーカバー４００の後部は、後側のクロスメンバ３５ａ（図６に示す）に設けられたブラケット（図示せず）に、ボルト４０１によって固定されている。このアンダーカバー４００は、車体１１の下方から見て、バッテリユニット１４の底面全体を覆うに足る面積を有している。
【００６０】
図２，図５，図６に示されるように、フレーム構体３０にプロテクタ部材４１０，４１１が設けられている。プロテクタ部材４１０，４１１は、サイドメンバ３１，３２の下面にボルト４１２によって取付けられている。
【００６１】
プロテクタ部材４１０，４１１の前部に傾斜面４１０ａ，４１１ａが形成されている。これら傾斜面４１０ａ，４１１ａは、サイドメンバ３１，３２の後側から前側に向かって高くなってゆくように傾斜した「そり」のような形状である。走行中に車体１１の前側からプロテクタ部材４１０，４１１に衝突した路面の凸部は、この傾斜面４１０ａ，４１１ａに沿ってプロテクタ部材４１０，４１１の後方に案内される。
【００６２】
自動車１０が段差等の大きな凸部を通過しようとしたとき、状況によっては、路面の凸部がプロテクタ部材４１０，４１１の少なくとも一方に衝突することも想定される。その場合、プロテクタ部材４１０，４１１の傾斜面４１０ａ，４１１ａが路面の凸部に乗り上げる。そしてプロテクタ部材４１０，４１１の傾斜面４１０ａ，４１１ａが「そり」に相当する機能を果たすことにより、傾斜面４１０ａ，４１１ａに当たった路面の凸部がアンダーカバー４００に向かって案内される。このため路面の凸部がバッテリユニット１４を直撃することを防止できる。
【００６３】
アンダーカバー４００の上には、剛性の高い桁部材１０１，１０２，１０３，１０４が車体１１の前方から後方に向かって並んでいる。これらの桁部材１０１，１０２，１０３，１０４は、プロテクタ部材４１０，４１１の後側に配置されている。このためアンダーカバー４００は、下側から入力する外力に対して大きな強度を発揮できる。このためアンダーカバー４００に接した路面の凸部を、アンダーカバー４００に沿って車体１１の後方に案内することができる。こうしてバッテリユニット１４の破損を防止できる。
【００６４】
本実施形態のバッテリユニット１４のバッテリケース５０は、前記したように補強用のインサート部材２００を備えている。そしてインサート部材２００の一部である補強プレート２０１が位置決め部２５０を備えているため、トレイ部材５１の仕切り壁５１ｆの所定位置に補強プレート２０１を埋設することができる。
【００６５】
この補強プレート２０１を含むインサート部材２００によってトレイ部材５１を補強することができるため、トレイ部材５１の仕切り壁５１ｆ等が破壊されにくくなる。しかも補強プレート２０１は仕切り壁５１ｆの所定位置に埋設されているため、衝突時等にトレイ部材５１に大きな衝撃が加わっても、補強プレート２０１が仕切り壁５１ｆから剥離したり、補強プレート２０１の一部がバッテリケース５０の内部空間に露出したりすることを抑制できる。この補強プレート２０１は電気絶縁性の樹脂部５３によって覆われているため、ショートの原因となることが回避される。
【００６６】
図１２は、本発明の第２の実施形態に係る補強プレート２０１を示している。この実施形態の場合、突片２５５，２５６の先端に電気絶縁部材２７０が設けられている。電気絶縁部材２７０は前記樹脂部５３がスタンピング成形される前に予め突片２５５，２５６に取付けられている。こうすることにより、スタンピング成形後に前記絶縁部材２６５（図９に示す）を仕切り壁５１ｆに貼り付ける工程を省略することができる。それ以外の構成は、前記第１の実施形態のトレイ部材５１と同様である。
【００６７】
図１３は、本発明の第３の実施形態に係る補強プレート２０１を示している。この実施形態の場合、補強プレート２０１に形成された貫通孔２７１に、電気絶縁性を有する樹脂製の位置決め部材２７２が取付けられている。位置決め部材２７２の一例は、貫通孔２７１に挿入される樹脂クリップであり、トレイ部材５１の樹脂部５３と同じ材料（例えばポリプロピレン）によって構成されている。
【００６８】
この位置決め部材２７２の両端２７２ａ，２７２ｂが補強プレート２０１の厚さ方向に突出することにより、仕切り壁５１ｆに対する補強プレート２０１の位置決めをなすことができる。この実施形態の場合も、スタンピング成形後に前記絶縁部材２６５（図９に示す）を仕切り壁５１ｆに貼り付ける工程を省略することができる。それ以外の構成は、前記第１の実施形態のトレイ部材５１と同様である。
【００６９】
前記各実施形態では補強プレートに孔（貫通孔）をあけたが、孔の代りに補強プレートの縁部に切欠きを形成してもよい。また、複数の孔あるいは切欠きのそれぞれに１つずつ突片を設けるようにしてもよい。
【００７０】
なお前記実施形態では車体後部に走行用モータが搭載された電気自動車について説明したが、本発明は走行用モータが車体前部に配置された電気自動車にも適用することができる。また本発明を実施するに当たって、フレーム構体、モータ、トレイ部材、インサート部材、補強プレート、位置決め部をはじめとして、発明の構成要素の構造及び配置を適宜に変更して実施できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るバッテリユニットを有する電気自動車の斜視図。
【図２】図１に示された電気自動車のフレーム構体とバッテリユニットの斜視図。
【図３】図２に示されたバッテリユニットのバッテリケースと桁部材の斜視図
【図４】図１に示された電気自動車のフレーム構体とバッテリユニットの側面図。
【図５】図１に示された電気自動車のフレーム構体とバッテリユニットを上方から見た平面図。
【図６】図１に示された電気自動車のフレーム構体とアンダーカバーを下方から見た斜視図。
【図７】図２に示されたバッテリケースのトレイ部材に埋設されるインサート部材の斜視図。
【図８】図２に示されたバッテリケースのトレイ部材の一部を示す平面図
【図９】図８中のＦ９−Ｆ９線に沿うトレイ部材の一部の断面図。
【図１０】図７に示されたインサート部材の補強プレートの一部の斜視図。
【図１１】図１０に示された補強プレートと金型の一部の断面図。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る補強プレートの一部を示す斜視図。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る補強プレートの一部を示す斜視図。
【符号の説明】
【００７２】
１０…電気自動車
１１…車体
１４…バッテリユニット
３０…フレーム構体
３１，３２…サイドメンバ
５０…バッテリケース
５１…トレイ部材
５３…樹脂部
５１ｆ…仕切り壁
２００…インサート部材
２００ａ…枠部材
２０１…補強プレート
２０２…孔
２５０…位置決め部
２５５，２５６…突片
２７２…位置決め部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリを電源とするモータによって走行する電気自動車に係り、特に前記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。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車に使用されるバッテリユニットは、バッテリモジュールと、該バッテリモジュールを収納するバッテリケースなどを含んでいる。バッテリケースの一例は、バッテリモジュールを乗せるトレイ部材と、該トレイ部材の上部を覆うカバー部材などを有している。トレイ部材とカバー部材の一例は、電気絶縁性を有する材料である樹脂によって形成されている。
【０００３】
特に大容量のバッテリモジュールを収納する大形のバッテリケースでは、バッテリモジュールの重量に耐えるように、また衝突時の破損を最小限度に抑えるために、大きな剛性を有していることが望まれる。このため、例えば下記特許文献１に開示されているように、バッテリケースの表面に金属プレートを設けることが提案されている。
【特許文献１】特開２００７−３５３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、バッテリケースの樹脂部の表面に金属プレートを設ける構成では、例えば衝突時などにバッテリケースに大きな衝撃が加わったときに、金属プレートが樹脂部の表面から剥離するおそれがある。このため金属プレートを樹脂部にインサートすることが望まれる。しかし長尺な金属プレートは、樹脂部を一体成形する際に金属プレートの位置が不安定になりやすく、金属プレートを樹脂部の所定位置に埋設させることがむずかしいことがある。樹脂部に埋設された金属プレートの一部が樹脂部の表面（特にバッテリケースの内面）に露出すると、金属プレートが電気的な短絡（ショート）の原因となることが懸念される。
【０００５】
従って本発明の目的は、インサート部材の補強プレートを樹脂部の所定位置に埋設することができるバッテリケースを備えた電気自動車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車体に配置される左右一対のサイドメンバを含むフレーム構体と、前記フレーム構体に固定されるバッテリユニットとを具備した電気自動車において、前記バッテリユニットはトレイ部材を含むバッテリケースを有し、前記トレイ部材は、電気絶縁性を有する樹脂によって周壁と底壁および仕切り壁を形成してなる樹脂部と、前記樹脂部に埋設されたインサート部材とを有し、前記インサート部材は前記仕切り壁に埋設される金属製の補強プレートを含み、該補強プレートに、前記仕切り壁の両側面に対する該補強プレートの厚さ方向の位置を規制するための位置決め部が設けられている。
【０００７】
本発明の１つの形態では、前記位置決め部は、前記補強プレートの一部を該補強プレートの厚さ方向の両側に切り起こしてなる一対の突片であり、該突片を切り起こすことによって形成された孔に前記樹脂部の樹脂の一部が入り込んで硬化している。
前記突片が前記仕切り壁の上下方向に沿うよう形成され、かつ、前記トレイ部材の周壁（前壁、後壁、側壁）と底壁および仕切り壁がスタンピング成形によって一体成形されていてもよい。
【０００８】
本発明の他の形態では、前記補強プレートに該補強プレートの厚さ方向に貫通する孔が形成され、この孔に電気絶縁性の材料からなる位置決め部材が挿入されている。
また、前記補強プレートに該補強プレートの厚さ方向に貫通する孔が形成され、この孔に前記樹脂部の樹脂の一部が入り込んで硬化していてもよい。
【０００９】
前記インサート部材の一例は、前記トレイ部材の前壁に埋設されて前記車体の幅方向に延びる金属製の枠部材と、前端が前記枠部材に固定されて車体の前後方向に延びる前記補強プレートとを有し、該補強プレートの前後方向の後半部に前記位置決め部が設けられている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電気自動車のバッテリケースのトレイ部材を、補強プレートを備えたインサート部材によって補強することができ、しかも補強プレートを樹脂部の所定位置に埋設することができる。このため電気絶縁性の樹脂部によって補強プレートを絶縁することができ、かつ、トレイ部材を効果的に補強することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の第１の実施形態について、図１から図１１を参照して説明する。
図１は電気自動車１０の一例を示している。この電気自動車１０は、車体１１の後部に配置された走行用のモータ１２および充電装置１３と、車体１１の床下に配置されるバッテリユニット１４などを備えている。車体１１の前部に冷暖房用の熱交換ユニット１５が配置されている。
【００１２】
この自動車１０の前輪２０は、図示しないフロントサスペンションによって車体１１に支持されている。後輪２１は、図示しないリヤサスペンションによって車体１１に支持されている。リヤサスペンションの一例は、トレーリングアーム式リヤサスペンションである。
【００１３】
図２は、前記車体１１の下部の骨格をなすフレーム構体３０と、このフレーム構体３０に取付けられる前記バッテリユニット１４とを示している。
フレーム構体３０は、車体１１の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ３１，３２と、車体１１の幅方向に延びるクロスメンバ３３，３４，３５とを含んでいる。クロスメンバ３３，３４，３５は、サイドメンバ３１，３２の所定位置に溶接によって固定されている。
【００１４】
サイドメンバ３１，３２の後部にサスペンションアームサポートブラケット４０，４１が設けられている。サスペンションアームサポートブラケット４０，４１は、それぞれサイドメンバ３１，３２の所定位置に溶接によって固定されている。サスペンションアームサポートブラケット４０，４１に枢軸部４２が設けられている。これら枢軸部４２に、前記トレーリングアームの前端部が取付けられている。
【００１５】
図３に示すようにバッテリユニット１４はバッテリケース５０を備えている。バッテリケース５０は、下側に位置するトレイ部材５１と、上側に位置するカバー部材５２とを備えている。
【００１６】
トレイ部材５１は、電気絶縁性を有する樹脂によって一体成形された樹脂部５３と、後述するインサート部材２００（図７に示す）によって構成されている。樹脂部５３の材料である樹脂は、例えばポリプロピレンからなる基材を、数ｍｍ〜数ｃｍ程度の長さの短ガラス繊維によって強化したものである。
【００１７】
トレイ部材５１は、前壁５１ａと、後壁５１ｂと、左右一対の側壁５１ｃ，５１ｄと、底壁５１ｅと、仕切り壁５１ｆ，５１ｇとを有し、上面側が開放した箱形に成形されている。前壁５１ａは、車体１１の前後方向に関して前側に位置している。後壁５１ｂは後側に位置している。仕切り壁５１ｆ，５１ｇは前後方向に延びている。
【００１８】
これら前壁５１ａと、後壁５１ｂと、側壁５１ｃ，５１ｄとによって、トレイ部材５１の周壁が構成されている。このトレイ部材５１は、後述するスタンピング成形によって、樹脂部５３の内部の所定位置にインサート部材２００が埋設されている。
【００１９】
バッテリケース５０の前半部に、前側バッテリ収納部５５が形成されている。バッテリケース５０の後半部に、後側バッテリ収納部５６が形成されている。前側バッテリ収納部５５と後側バッテリ収納部５６との間に、中央バッテリ収納部５７と、電気回路収納部５８などが形成されている。
【００２０】
前記バッテリ収納部５５，５６，５７に、それぞれバッテリモジュール６０（図３に一部のみ２点鎖線で示す）が収納されている。バッテリモジュール６０の一例は、リチウムイオン電池からなる複数個のセルを直列に接続したものである。
【００２１】
電気回路収納部５８には、バッテリモジュール６０の状態を検出するモニタや制御等をつかさどる電気部品６１（図３と図７に一部を模式的に示す）などが収納される。電気部品６１はバッテリモジュール６０に電気的に接続されている。
【００２２】
図４に示すように、バッテリユニット１４はフロアパネル７０の下面側に配置されている。フロアパネル７０は車体１１の前後方向と幅方向に延び、車体１１の床部を構成している。フロアパネル７０は、サイドメンバ３１，３２を含むフレーム構体３０の所定位置に溶接によって固定されている。
【００２３】
フロアパネル７０の上方にフロントシート７１（図１に示す）とリヤシート７２が配置されている。フロントシート７１の下方に、バッテリユニット１４の前側バッテリ収納部５５が配置されている。リヤシート７２の下方に、バッテリユニット１４の後側バッテリ収納部５６が配置されている。前側バッテリ収納部５５と後側バッテリ収納部５６との間に形成されたフロアパネル７０の凹部７０ａは、リヤシート７２に着座した乗員の足元スペース付近に位置する。
【００２４】
バッテリケース５０のトレイ部材５１の上面の周縁部に、カバー取付面８０（図３に示す）が形成されている。カバー取付面８０は、トレイ部材５１の全周にわたって連続している。カバー取付面８０の上に防水用のシール材８１が設けられている。
【００２５】
図７に示されるようにインサート部材２００は、トレイ部材５１の前半部に配置された３枚の枠部材２００ａ，２００ｂ，２００ｃと、トレイ部材５１の後半部に配置された３枚の枠部材２００ｄ，２００ｅ，２００ｆとを含んでいる。これら枠部材２００ａ〜２００ｆは、金属板（例えば鋼板）のプレス成形品である。
【００２６】
前側の枠部材２００ａ，２００ｂ，２００ｃは、それぞれトレイ部材５１の前壁５１ａと両側壁５１ｃ，５１ｄに埋設されている。これら枠部材２００ａ，２００ｂ，２００ｃによってトレイ部材５１の周壁が補強されている。前側中央の枠部材２００ａは車体１１の幅方向に延びている。
【００２７】
枠部材２００ａの両端に、左右一対の補強プレート２０１が設けられている。これら補強プレート２０１は互いに共通の構造であるため、一方の補強プレート２０１を代表して以下に説明する。
【００２８】
補強プレート２０１はトレイ部材５１の仕切り壁５１ｆに埋設されている。図８に示すように、補強プレート２０１の前端２０１ａは枠部材２００ａに取付けられている。補強プレート２０１の後端２０１ｂは車体１１の後側に向かって延びている。すなわちこの補強プレート２０１は車体１１の前後方向に延びている。
【００２９】
補強プレート２０１には、樹脂部５３との食い付きを良くするために、複数の孔２０２が形成されている。これらの孔２０２は補強プレート２０１の厚さ方向に貫通している。これらの孔２０２のそれぞれに樹脂部５３の樹脂の一部が入り込んで硬化しているため、樹脂部５３に対する補強プレート２０１の固定強度を大きくすることができている。
【００３０】
図７〜図９に示すように、補強プレート２０１に位置決め部２５０が設けられている。この位置決め部２５０によって、仕切り壁５１ｆの両側面２５１，２５２（図８に示す）に対する補強プレート２０１の厚さ方向の位置が規制されている。
【００３１】
図１０に示すように位置決め部２５０は、補強プレート２０１の一部を厚さ方向の両側に切り起こしてなる一対の突片２５５，２５６によって構成されている。突片２５５，２５６の間に孔２５７が形成されている。突片２５５，２５６は、仕切り壁５１ｆの上下方向、すなわちスタンピング成形時に材料の流れに沿うように形成されている。
【００３２】
このトレイ部材５１は、図１１に模式的に示す下型２６０と上型２６１によって、材料２６２を矢印Ｐで示す方向に加圧することにより、周壁（前壁５１ａ、後壁５１ｂ、側壁５１ｃ，５１ｄ）と、底壁５１ｅと、仕切り壁５１ｆ，５１ｇとが、所定の形状に一体成形される。下型２６０には仕切り壁５１ｆ，５１ｇを成形するためのキャビティ２６３，２６４が形成されている。一方のキャビティ２６３の内部に、補強プレート２０１がセットされる。
【００３３】
位置決め部２５０として機能する突片２５５，２５６は、仕切り壁５１ｆの上下方向に沿って形成されている。このため、スタンピング成形時に高温に加熱され軟化した材料２６２の流れが突片２５５，２５６によって妨げられることがなく、材料２６２がキャビティ２６３に行き渡ることができる。要するに突片２５５，２５６は、材料２６２の流れを阻害しないような向きで形成されている。
【００３４】
補強プレート２０１に形成されている孔２０２に材料２６２の一部が入り込んで硬化するとともに、突片２５５，２５６間の孔２５７（図１０に示す）にも材料２６２の一部が入り込んで硬化する。このため、樹脂部５３に対する補強プレート２０１の固定強度を高めることができる。
【００３５】
前記位置決め部２５０は、補強プレート２０１の前後方向の後半部、すなわち補強プレート２０１の長さ方向の中央と後端２０１ｂとの間に設けられている。このため下型２６０のキャビティ２６３にセットされた補強プレート２０１の後端２０１ｂ寄りの部位が動いてしまうことを十分抑制することができる。
【００３６】
図９に示すように仕切り壁５１ｆの側面２５１，２５２には、突片２５５，２５６が埋設されている箇所に、電気絶縁性を有する粘着テープなどからなる絶縁部材２６５が設けられている。この絶縁部材２６５によって、突片２５５，２５６の先端を覆うことができるため、突片２５５，２５６の先端が仕切り壁５１ｆの側面２５１，２５２に露出してしまうことを防止できる。
【００３７】
なお前記実施形態では、補強プレート２０１に孔（貫通孔）をあけることによって突片２５５，２５６を設けたが、補強プレート２０１の上縁あるいは下縁に前記突片を設ける場合には、補強プレート２０１の上縁あるいは下縁に切欠きを形成してもよい。また、補強プレート２０１に複数の孔あるいは切欠きを形成する場合、一方の孔あるいは切欠きに、補強プレート２０１の厚み方向の一方側に突出する突片を設け、他方の孔あるいは切欠きに、補強プレート２０１の他方側に突出する突片を形成してもよい。
【００３８】
図７に示すようにインサート部材２００の枠部材２００ａ，２００ｂ，２００ｃに、水平方向に突出する埋込みナット２０３と、上方に突出するアンカーボルト２０４と、ねじ孔を有するナット部２０５が設けられている。
【００３９】
トレイ部材５１の後半部に埋設される枠部材２００ｄ，２００ｅ，２００ｆ（図７に示す）によって、トレイ部材５１の周壁（後壁５１ｂと両側壁５１ｃ，５１ｄ）が補強されている。枠部材２００ｄ，２００ｅ，２００ｆの上面に、上方に突出するアンカーボルト２０６と、ねじ孔を有するナット部２０７とが設けられている。左右一対の枠部材２００ｅ，２００ｆに、水平方向に突出する埋込みナット２０８が固定されている。
【００４０】
バッテリケース５０のカバー部材５２は、繊維によって強化された合成樹脂の一体成形品からなる。カバー部材５２の前部に、サービスプラグ用の開口部８５と冷却風導入口８６が形成されている。サービスプラグ用の開口部８５に蛇腹状のゴム製ブーツ８７が取付けられている。冷却風導入口８６にも蛇腹状のゴム製ブーツ８８が取付けられている。カバー部材５２の上面に、冷却風の一部を流すためのバイパス流路部９０と、冷却ファン収納部９１などが設けられている。
【００４１】
カバー部材５２の周縁部にフランジ部９５が形成されている。フランジ部９５はカバー部材５２の全周にわたって連続している。カバー部材５２のフランジ部９５をトレイ部材５１のカバー取付面８０の上に乗せる。そして図３に示すボルト９６あるいはナット９７によって、トレイ部材５１とカバー部材５２とが、互いにシール材８１を介して水密に固定される。
【００４２】
トレイ部材５１の下面側に複数本（例えば４本）の桁部材１０１，１０２，１０３，１０４が設けられている。図３と図５に示されるように、桁部材１０１，１０２，１０３，１０４は、それぞれ車体１１の幅方向に延びる桁本体１１１，１１２，１１３，１１４を有している。桁部材１０１，１０２，１０３，１０４は、バッテリユニット１４の荷重を支えるに足る強度を有する金属材料（例えば鋼板）によって構成されている。
【００４３】
前から１番目の桁本体１１１の両端に締結部１２１，１２２が設けられている。前から２番目の桁本体１１２の両端に締結部１２３，１２４が設けられている。前から３番目の桁本体１１３の両端に締結部１２５，１２６が設けられている。前から４番目（最後部）の桁本体１１２の両端に締結部１２７，１２８が設けられている。バッテリユニット１４の前端部には左右一対の前側支持部材１３０，１３１が設けられている。
【００４４】
前から１番目の桁部材１０１の両端に設けられた締結部１２１，１２２のそれぞれに、上下方向に貫通するボルト挿入孔１４３（図２と図３に示す）が形成されている。サイドメンバ３１，３２には、締結部１２１，１２２と対向する位置に、ナット部材を備えたバッテリユニット取付部１４５，１４６が設けられている。締結部１２１，１２２の下側からボルト１４７（図２と図４に示す）をボルト挿入孔１４３に挿入し、このボルト１４７をバッテリユニット取付部１４５，１４６のナット部材に螺合させ締付けることにより、１番目の桁部材１０１の締結部１２１，１２２がサイドメンバ３１，３２に固定される。
【００４５】
前から２番目の桁部材１０２の両端に設けられた締結部１２３，１２４のそれぞれに、上下方向に貫通するボルト挿入孔１５３（図２と図３に示す）が形成されている。サイドメンバ３１，３２には、締結部１２３，１２４と対向する位置に、ナット部材を備えたバッテリユニット取付部１５５，１５６が設けられている。締結部１２３，１２４の下側から、ボルト１５７（図２と図４に示す）をボルト挿入孔１５３に挿入し、このボルト１５７をバッテリユニット取付部１５５，１５６のナット部材に螺合させ締付けることにより、２番目の桁部材１０２の締結部１２３，１２４がサイドメンバ３１，３２に固定される。
【００４６】
前から３番目の桁部材１０３の両端に設けられた締結部１２５，１２６のそれぞれに、上下方向に貫通するボルト挿入孔１６３（図２と図３に示す）が形成されている。図４と図５に示されるように、サイドメンバ３１，３２に荷重伝達部材１７０，１７１がボルト１７２によって固定されている。これら荷重伝達部材１７０，１７１は、前から３番目の桁部材１０３の締結部１２５，１２６の上方に設けられている。一方の荷重伝達部材１７０は、一方のサスペンションアームサポートブラケット４０に溶接されている。他方の荷重伝達部材１７１は、他方のサスペンションアームサポートブラケット４１に溶接されている。
【００４７】
すなわち荷重伝達部材１７０，１７１は、サイドメンバ３１，３２と、サスペンションアームサポートブラケット４０，４１とに結合されている。これら荷重伝達部材１７０，１７１は、フレーム構体３０の一部をなしている。荷重伝達部材１７０，１７１に、ナット部材を備えたバッテリユニット取付部１７５，１７６が設けられている。
【００４８】
締結部１２５，１２６の下側から、ボルト１７７をボルト挿入孔１６３に挿入し、このボルト１７７をバッテリユニット取付部１７５，１７６のナット部材に螺合させ締付けることにより、３番目の桁部材１０３の締結部１２５，１２６が、荷重伝達部材１７０，１７１を介してサイドメンバ３１，３２に固定される。
【００４９】
前から４番目の桁部材１０４の締結部１２７，１２８のそれぞれに、上下方向に貫通するボルト挿入孔１９３（図２と図３に示す）が形成されている。サイドメンバ３１，３２には、締結部１２７，１２８と対向する位置に、延長ブラケット１９４，１９５が設けられている。延長ブラケット１９４，１９５はサイドメンバ３１，３２のキックアップ部３１ｂ，３２ｂの下方に延びている。延長ブラケット１９４，１９５は、フレーム構体３０の一部をなしている。これら延長ブラケット１９４，１９５に、ナット部材を備えたバッテリユニット取付部１９６，１９７が設けられている。
【００５０】
締結部１２７，１２８の下側から、ボルト１９８（図２と図４に示す）をボルト挿入孔１９３に挿入し、このボルト１９８を延長ブラケット１９４，１９５のバッテリユニット取付部１９６，１９７のナット部材に螺合させ締付けることにより、４番目の桁部材１０４の締結部１２７，１２８が延長ブラケット１９４，１９５を介してサイドメンバ３１，３２に固定される。
【００５１】
図４に示すように、桁部材１０１，１０２，１０３，１０４の下面は、トレイ部材５１の平坦な下面に沿って、水平方向に延びる同一平面Ｌ上に位置している。１番目と２番目の桁部材１０１，１０２は、サイドメンバ３１，３２の水平部分３１ａ，３２ａに設けられたバッテリユニット取付部１４５，１４６，１５５，１５６に直接固定される。
【００５２】
３番目の桁部材１０３と４番目の桁部材１０４は、サイドメンバ３１，３２のキックアップ部３１ｂ，３２ｂの下方に設けられたバッテリユニット取付部１７５，１７６，１９６，１９７に固定されている。すなわち３番目と４番目の桁部材１０３，１０４は、キックアップ部３１ｂ，３２ｂの下方にオフセットした位置にある。このため３番目の桁部材１０３は、上下方向に厚みを有する荷重伝達部材１７０，１７１を介して、バッテリユニット取付部１７５，１７６に固定される。４番目の桁部材１０４は、キックアップ部３１ｂ，３２ｂの下方に延びる延長ブラケット１９４，１９５によって、バッテリユニット取付部１９６，１９７に固定される。
【００５３】
バッテリユニット１４の前端に位置する前側支持部材１３０，１３１は、前から１番目の桁部材１０１の前方に突出している。前側支持部材１３０，１３１は、この桁部材１０１に結合されている。図２に示すように、前側支持部材１３０，１３１に設けられた締結部２１０，２１１は、ボルト２１２によって、クロスメンバ３３のバッテリユニット取付部２１３，２１４に固定される。
【００５４】
以上説明したように本実施形態の電気自動車１０は、桁部材１０１，１０２，１０３，１０４が左右のサイドメンバ３１，３２間にわたって設けられ、これら桁部材１０１，１０２，１０３，１０４によってサイドメンバ３１，３２どうしが結合されている。このためバッテリユニット１４の桁部材１０１，１０２，１０３，１０４がクロスメンバに相当する剛性部材として機能することができる。
【００５５】
また、荷重伝達部材１７０，１７１がスペンションアームサポートブラケット４０，４１に固定されており、サスペンションアームサポートブラケット４０，４１に入力する横方向の荷重が荷重伝達部材１７０，１７１を介して桁部材１０３に入力される。
【００５６】
このため，サスペンションアームサポートブラケット４０，４１付近にクロスメンバが配置されていなくても、サスペンションアームサポートブラケット４０，４１付近の剛性を桁部材１０３によって高めることができ、操縦安定性と乗り心地が向上する。言い換えると、大形のバッテリユニット１４の一部を左右一対のサスペンションアームサポートブラケット４０，４１間のスペースに配置することが可能である。このため、大形のバッテリユニット１４を搭載することが可能となり、電気自動車の走行距離を長くすることができる。
【００５７】
図１と図４〜図６に示されるように、バッテリユニット１４の下方にアンダーカバー４００が配置されている。アンダーカバー４００の上面は桁部材１０１，１０２，１０３，１０４の下面と対向している。アンダーカバー４００の材料の一例は、ガラス繊維によって強化された合成樹脂である。このアンダーカバー４００は、車体１１の下側から、ボルト４０１（図６に示す）によって、フレーム構体３０と桁部材１０１，１０２，１０３，１０４の少なくとも一部に固定される。
【００５８】
アンダーカバー４００の全長は、バッテリユニット１４の全長よりも大きい。すなわちこのアンダーカバー４００は、バッテリケース５０の前端５０ａから後端５０ｂを覆うに足る長さを有している。アンダーカバー４００の幅は、バッテリユニット１４の幅よりも大きい。
【００５９】
図５と図６に示されるように、アンダーカバー４００は、左右一対のサイドメンバ３１，３２間にわたって配置されている。アンダーカバー４００の前部は、前側のクロスメンバ３３ａに前記ボルト４０１によって固定されている。アンダーカバー４００の後部は、後側のクロスメンバ３５ａ（図６に示す）に設けられたブラケット（図示せず）に、ボルト４０１によって固定されている。このアンダーカバー４００は、車体１１の下方から見て、バッテリユニット１４の底面全体を覆うに足る面積を有している。
【００６０】
図２，図５，図６に示されるように、フレーム構体３０にプロテクタ部材４１０，４１１が設けられている。プロテクタ部材４１０，４１１は、サイドメンバ３１，３２の下面にボルト４１２によって取付けられている。
【００６１】
プロテクタ部材４１０，４１１の前部に傾斜面４１０ａ，４１１ａが形成されている。これら傾斜面４１０ａ，４１１ａは、サイドメンバ３１，３２の後側から前側に向かって高くなってゆくように傾斜した「そり」のような形状である。走行中に車体１１の前側からプロテクタ部材４１０，４１１に衝突した路面の凸部は、この傾斜面４１０ａ，４１１ａに沿ってプロテクタ部材４１０，４１１の後方に案内される。
【００６２】
自動車１０が段差等の大きな凸部を通過しようとしたとき、状況によっては、路面の凸部がプロテクタ部材４１０，４１１の少なくとも一方に衝突することも想定される。その場合、プロテクタ部材４１０，４１１の傾斜面４１０ａ，４１１ａが路面の凸部に乗り上げる。そしてプロテクタ部材４１０，４１１の傾斜面４１０ａ，４１１ａが「そり」に相当する機能を果たすことにより、傾斜面４１０ａ，４１１ａに当たった路面の凸部がアンダーカバー４００に向かって案内される。このため路面の凸部がバッテリユニット１４を直撃することを防止できる。
【００６３】
アンダーカバー４００の上には、剛性の高い桁部材１０１，１０２，１０３，１０４が車体１１の前方から後方に向かって並んでいる。これらの桁部材１０１，１０２，１０３，１０４は、プロテクタ部材４１０，４１１の後側に配置されている。このためアンダーカバー４００は、下側から入力する外力に対して大きな強度を発揮できる。このためアンダーカバー４００に接した路面の凸部を、アンダーカバー４００に沿って車体１１の後方に案内することができる。こうしてバッテリユニット１４の破損を防止できる。
【００６４】
本実施形態のバッテリユニット１４のバッテリケース５０は、前記したように補強用のインサート部材２００を備えている。そしてインサート部材２００の一部である補強プレート２０１が位置決め部２５０を備えているため、トレイ部材５１の仕切り壁５１ｆの所定位置に補強プレート２０１を埋設することができる。
【００６５】
この補強プレート２０１を含むインサート部材２００によってトレイ部材５１を補強することができるため、トレイ部材５１の仕切り壁５１ｆ等が破壊されにくくなる。しかも補強プレート２０１は仕切り壁５１ｆの所定位置に埋設されているため、衝突時等にトレイ部材５１に大きな衝撃が加わっても、補強プレート２０１が仕切り壁５１ｆから剥離したり、補強プレート２０１の一部がバッテリケース５０の内部空間に露出したりすることを抑制できる。この補強プレート２０１は電気絶縁性の樹脂部５３によって覆われているため、ショートの原因となることが回避される。
【００６６】
図１２は、本発明の第２の実施形態に係る補強プレート２０１を示している。この実施形態の場合、突片２５５，２５６の先端に電気絶縁部材２７０が設けられている。電気絶縁部材２７０は前記樹脂部５３がスタンピング成形される前に予め突片２５５，２５６に取付けられている。こうすることにより、スタンピング成形後に前記絶縁部材２６５（図９に示す）を仕切り壁５１ｆに貼り付ける工程を省略することができる。それ以外の構成は、前記第１の実施形態のトレイ部材５１と同様である。
【００６７】
図１３は、本発明の第３の実施形態に係る補強プレート２０１を示している。この実施形態の場合、補強プレート２０１に形成された貫通孔２７１に、電気絶縁性を有する樹脂製の位置決め部材２７２が取付けられている。位置決め部材２７２の一例は、貫通孔２７１に挿入される樹脂クリップであり、トレイ部材５１の樹脂部５３と同じ材料（例えばポリプロピレン）によって構成されている。
【００６８】
この位置決め部材２７２の両端２７２ａ，２７２ｂが補強プレート２０１の厚さ方向に突出することにより、仕切り壁５１ｆに対する補強プレート２０１の位置決めをなすことができる。この実施形態の場合も、スタンピング成形後に前記絶縁部材２６５（図９に示す）を仕切り壁５１ｆに貼り付ける工程を省略することができる。それ以外の構成は、前記第１の実施形態のトレイ部材５１と同様である。
【００６９】
前記各実施形態では補強プレートに孔（貫通孔）をあけたが、孔の代りに補強プレートの縁部に切欠きを形成してもよい。また、複数の孔あるいは切欠きのそれぞれに１つずつ突片を設けるようにしてもよい。
【００７０】
なお前記実施形態では車体後部に走行用モータが搭載された電気自動車について説明したが、本発明は走行用モータが車体前部に配置された電気自動車にも適用することができる。また本発明を実施するに当たって、フレーム構体、モータ、トレイ部材、インサート部材、補強プレート、位置決め部をはじめとして、発明の構成要素の構造及び配置を適宜に変更して実施できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るバッテリユニットを有する電気自動車の斜視図。
【図２】図１に示された電気自動車のフレーム構体とバッテリユニットの斜視図。
【図３】図２に示されたバッテリユニットのバッテリケースと桁部材の斜視図
【図４】図１に示された電気自動車のフレーム構体とバッテリユニットの側面図。
【図５】図１に示された電気自動車のフレーム構体とバッテリユニットを上方から見た平面図。
【図６】図１に示された電気自動車のフレーム構体とアンダーカバーを下方から見た斜視図。
【図７】図２に示されたバッテリケースのトレイ部材に埋設されるインサート部材の斜視図。
【図８】図２に示されたバッテリケースのトレイ部材の一部を示す平面図
【図９】図８中のＦ９−Ｆ９線に沿うトレイ部材の一部の断面図。
【図１０】図７に示されたインサート部材の補強プレートの一部の斜視図。
【図１１】図１０に示された補強プレートと金型の一部の断面図。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る補強プレートの一部を示す斜視図。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る補強プレートの一部を示す斜視図。
【符号の説明】
【００７２】
１０…電気自動車
１１…車体
１４…バッテリユニット
３０…フレーム構体
３１，３２…サイドメンバ
５０…バッテリケース
５１…トレイ部材
５３…樹脂部
５１ｆ…仕切り壁
２００…インサート部材
２００ａ…枠部材
２０１…補強プレート
２０２…孔
２５０…位置決め部
２５５，２５６…突片
２７２…位置決め部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に配置される左右一対のサイドメンバを含むフレーム構体と、
前記フレーム構体に固定されるバッテリユニットとを具備した電気自動車において、
前記バッテリユニットはトレイ部材を含むバッテリケースを有し、
前記トレイ部材は、
電気絶縁性を有する樹脂によって周壁と底壁および仕切り壁を形成してなる樹脂部と、
前記樹脂部に埋設されたインサート部材とを有し、
前記インサート部材は前記仕切り壁に埋設される金属製の補強プレートを含み、
該補強プレートに、前記仕切り壁の両側面に対する該補強プレートの厚さ方向の位置を規制するための位置決め部が設けられていることを特徴とする電気自動車。
【請求項２】
前記位置決め部は、前記補強プレートの一部を該補強プレートの厚さ方向に切り起こしてなる突片であり、該突片を切り起こすことによって形成された孔に前記樹脂部の樹脂の一部が入り込んで硬化していることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車。
【請求項３】
前記突片が前記仕切り壁の上下方向に沿うよう形成され、かつ、前記トレイ部材の前記樹脂部がスタンピング成形によって一体成形されていることを特徴とする請求項２に記載の電気自動車。
【請求項４】
前記補強プレートに該補強プレートの厚さ方向に貫通する孔が形成され、この孔に電気絶縁性の材料からなる位置決め部材が挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車。
【請求項５】
前記補強プレートに該補強プレートの厚さ方向に貫通する孔が形成され、この孔に前記樹脂部の樹脂の一部が入り込んで硬化していることを特徴とする請求項２または４に記載の電気自動車。
【請求項６】
前記インサート部材は、前記トレイ部材の前壁に埋設されて前記車体の幅方向に延びる金属製の枠部材と、前端が前記枠部材に固定されて車体の前後方向に延びる前記補強プレートとを有し、該補強プレートの前後方向の後半部に前記位置決め部が設けられていることを特徴とする請求項２または４に記載の電気自動車。
【請求項１】
車体に配置される左右一対のサイドメンバを含むフレーム構体と、
前記フレーム構体に固定されるバッテリユニットとを具備した電気自動車において、
前記バッテリユニットはトレイ部材を含むバッテリケースを有し、
前記トレイ部材は、
電気絶縁性を有する樹脂によって周壁と底壁および仕切り壁を形成してなる樹脂部と、
前記樹脂部に埋設されたインサート部材とを有し、
前記インサート部材は前記仕切り壁に埋設される金属製の補強プレートを含み、
該補強プレートに、前記仕切り壁の両側面に対する該補強プレートの厚さ方向の位置を規制するための位置決め部が設けられていることを特徴とする電気自動車。
【請求項２】
前記位置決め部は、前記補強プレートの一部を該補強プレートの厚さ方向に切り起こしてなる突片であり、該突片を切り起こすことによって形成された孔に前記樹脂部の樹脂の一部が入り込んで硬化していることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車。
【請求項３】
前記突片が前記仕切り壁の上下方向に沿うよう形成され、かつ、前記トレイ部材の前記樹脂部がスタンピング成形によって一体成形されていることを特徴とする請求項２に記載の電気自動車。
【請求項４】
前記補強プレートに該補強プレートの厚さ方向に貫通する孔が形成され、この孔に電気絶縁性の材料からなる位置決め部材が挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車。
【請求項５】
前記補強プレートに該補強プレートの厚さ方向に貫通する孔が形成され、この孔に前記樹脂部の樹脂の一部が入り込んで硬化していることを特徴とする請求項２または４に記載の電気自動車。
【請求項６】
前記インサート部材は、前記トレイ部材の前壁に埋設されて前記車体の幅方向に延びる金属製の枠部材と、前端が前記枠部材に固定されて車体の前後方向に延びる前記補強プレートとを有し、該補強プレートの前後方向の後半部に前記位置決め部が設けられていることを特徴とする請求項２または４に記載の電気自動車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−８３６００（Ｐ２００９−８３６００Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５４２６２（Ｐ２００７−２５４２６２）
【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）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【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）】
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