特開 2020-196433 電動車両のバッテリユニット取付構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-196433(P2020-196433A)

(43)【公開日】2020年12月10日

(54)【発明の名称】電動車両のバッテリユニット取付構造

(51)【国際特許分類】

   B60K 1/04 20190101AFI20201113BHJP

   B62D 21/02 20060101ALI20201113BHJP

   H01M 2/10 20060101ALI20201113BHJP

【ＦＩ】

   B60K1/04 Z

   B62D21/02

   H01M2/10 S

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2020-33516(P2020-33516)

(22)【出願日】2020年2月28日

(31)【優先権主張番号】特願2019-101633(P2019-101633)

(32)【優先日】2019年5月30日

(33)【優先権主張国】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089004

【弁理士】

【氏名又は名称】岡村 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】山田 守英

(72)【発明者】

【氏名】波多野 和久

(72)【発明者】

【氏名】安久祢 寿

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 宗成

【テーマコード（参考）】

3D203

3D235

5H040

【Ｆターム（参考）】

3D203AA31

3D203AA33

3D203BA06

3D203BA16

3D203BB20

3D203CB24

3D203DB05

3D235AA01

3D235BB23

3D235BB25

3D235CC15

3D235DD35

3D235EE63

3D235FF06

3D235FF07

3D235FF37

3D235HH52

3D235HH61

5H040AA01

5H040AA15

5H040AS07

5H040AT02

5H040AY05

5H040CC35

5H040CC59

5H040NN01

5H040NN03

(57)【要約】

【課題】バッテリユニットのコンパクト性を確保しつつ走行騒音を低減することができる電動車両のバッテリユニット取付構造を提供する。
【解決手段】バッテリユニット１０が、１対のフロアフレーム３に取り付けられる左右１対のサイドフレーム２１と、車幅方向に延びて１対のサイドフレーム２１を連結するクロスフレーム３１〜３３と、縦寸法と横寸法と縦寸法及び横寸法に直交する高さ寸法とが略同寸法に設定された複数のバッテリモジュール１１とを有し、複数のバッテリモジュール１１が、クロスフレーム３１〜３３に同一姿勢で支持されると共に縦寸法の方向が前後方向と略平行になるように車幅方向に隣接して複数列に配置され、第１収容領域Ｓ１のバッテリモジュール１１の取付剛性を第２，第３収容領域Ｓ２，Ｓ３のバッテリモジュール１１の取付剛性に対して異ならせている。
【選択図】 図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フロアパネルと、このフロアパネルの下側にフロアパネルと協働して前後に延びる閉断面を形成する左右１対のフロアフレームと、バッテリモジュールを支持すると共に前記１対のフロアフレームに取り付けられたバッテリユニットとを備えた電動車両のバッテリユニット取付構造において、
前記バッテリユニットが、前記１対のフロアフレームに取り付けられる左右１対のサイドフレームと、車幅方向に延びて前記１対のサイドフレームを連結するクロスフレームと、平面視にて矩形形状に形成され且つ前記矩形形状の長手方向寸法である縦寸法と前記矩形形状の長手方向に直交する寸法である横寸法と前記縦寸法及び横寸法に直交すると共に車体上下方向寸法である高さ方向寸法とが略同寸法に設定された複数のバッテリモジュールとを有し、
前記複数のバッテリモジュールが、前記サイドフレーム及び／又はクロスフレームに同一姿勢で支持されると共に前記矩形形状の縦寸法の方向が車体前後方向又は車幅方向と略平行になるように車幅方向及び／又は前後方向に隣接して複数列に配置され、
一部の列のバッテリモジュールの取付剛性を他の列のバッテリモジュールの取付剛性に対して異ならせたことを特徴とする電動車両のバッテリユニット取付構造。

【請求項2】

前記複数のバッテリモジュールは、車幅方向に延びる列が３列以上配置されると共に何れか一端側の列のバッテリモジュールの取付剛性を他の列のバッテリモジュールの取付剛性に対して異ならせたことを特徴とする請求項１に記載の電動車両のバッテリユニット取付構造。

【請求項3】

前記複数のバッテリモジュールは、前後方向に３列以上配置されると共に最前列のバッテリモジュールが単層状態で配置され且つ最後列のバッテリモジュールが前記フロアパネルのキックアップ部の下方において上下２段の２層状態で配置され、
前記最前列のバッテリモジュールの取付剛性を他の列のバッテリモジュールの取付剛性に対して変更したことを特徴とする請求項２に記載の電動車両のバッテリユニット取付構造。

【請求項4】

前記複数のバッテリモジュールは、前後方向に３列以上配置されると共に最前列及びこの最前列の後側に隣接した２列目のバッテリモジュールが単層状態で配置され且つ前記２列目のバッテリモジュールの後側に上下２段の２層状態で配置されたバッテリモジュール列を有し、
前記最前列のバッテリモジュールの取付剛性を前記２列目のバッテリモジュールの取付剛性に対して変更したことを特徴とする請求項２に記載の電動車両のバッテリユニット取付構造。

【請求項5】

前記複数のバッテリモジュールは、取付ブラケットを介して前記サイドフレーム及び／又はクロスフレームに取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電動車両のバッテリユニット取付構造。

【請求項6】

一部の列のバッテリモジュールの取付剛性を他の列のバッテリモジュールの取付剛性に対して高くしたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の電動車両のバッテリユニット取付構造。

【請求項7】

一部の列のバッテリモジュールを取り付ける取付ブラケットの取付点数を他の列のバッテリモジュールを取り付ける取付ブラケットの取付点数よりも増加したことを特徴とする請求項５に記載の電動車両のバッテリユニット取付構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリモジュールを支持すると共に１対のフロアフレームに取り付けられたバッテリユニットを備えた電動車両のバッテリユニット取付構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、ハイブリッド車や電気自動車等の電動車両では、車輪を駆動する電動機（例えば、モータジェネレータ又はモータ）の動力源であるバッテリが大容量になるため、バッテリユニットを車体フロアの下方空間を利用して配置している。
通常、バッテリユニットは、リチウムイオン等のバッテリセルの集合体からなる複数のバッテリモジュールと、これら複数のバッテリモジュールを収容するバッテリケースと、このバッテリケースの骨格フレーム等によって構成されている。

【0003】

特許文献１の電動車両のバッテリ搭載構造は、フロアパネルと、このフロアパネルの下側にフロアパネルと協働して前後に延びる閉断面を形成する左右１対のフロアフレームと、バッテリモジュールを支持すると共に１対のフロアフレームに取り付けられたバッテリユニットとを備え、バッテリユニットが、バッテリモジュールを載置する下側カバー部材と、この下側カバー部材を覆う上側カバー部材と、これら下側カバー部材及び上側カバー部材の骨格を形成する枠状フレームとを有し、枠状フレームの前側領域にバッテリモジュールを長手方向が車幅方向に延びるように複数配置し、枠状フレームの後側領域にバッテリモジュールを長手方向が車体前後方向に延びるように複数配置している。

【0004】

車両の定常走行時、車輪と路面によって発生した振動エネルギが懸架部材を介して車体強度部材に伝搬し、車室を構成するフロアパネル等のパネル部材を振動させる。これらパネル部材の振動により、ドラミングノイズやロードノイズ等の走行騒音が発生する。
ドラミングノイズは、２０〜５０Ｈｚの低周波音であり、ロードノイズは、１００〜４００Ｈｚの中周波音である。ドラミングノイズを含めてロードノイズと呼ばれることもある。ドラミングノイズやロードノイズ等の走行騒音は、制振材の追加や下部車体剛性の増加によって対策されている（例えば、特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−２５１６２０号公報

【特許文献2】特開平１０−１２９３６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の電動車両のバッテリ搭載構造では、前側の第１搭載部に配置された複数のバッテリモジュールの長手方向が車幅方向に一致し、後側の第２搭載部に配置された複数のバッテリモジュールの長手方向が車体前後方向に一致するように配置されているため、バッテリユニットが大型化し、バッテリユニットの配置に必要なスペースが大きくなる。
複数のバッテリモジュールを車体、特に、フロアパネルの下側に搭載する際、車幅方向、前後方向及び高さ方向において同一姿勢で且つ複数列に配置することで配置スペースの最小化を図ることが可能である。

【0007】

しかし、複数のバッテリモジュールを同一姿勢で且つ複数列に配置した場合、各バッテリモジュールの振動が略同様の固有振動数になることから、これら全てのバッテリモジュールの固有振動数が特定周波数帯域の車体振動と共振して車体振動が増幅されることが懸念される。１００〜４００Ｈｚ相当の中周波帯域の車体振動と共振した場合には、ロードノイズ性能が悪化する虞がある。
即ち、バッテリユニットのコンパクト性を確保しつつ走行騒音を低減することは容易ではない。

【0008】

本発明の目的は、コンパクト性を確保しつつ走行騒音を低減可能な電動車両のバッテリユニット取付構造等を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

請求項１の電動車両のバッテリユニット取付構造は、フロアパネルと、このフロアパネルの下側にフロアパネルと協働して前後に延びる閉断面を形成する左右１対のフロアフレームと、バッテリモジュールを支持すると共に前記１対のフロアフレームに取り付けられたバッテリユニットとを備えた電動車両のバッテリユニット取付構造において、前記バッテリユニットが、前記１対のフロアフレームに取り付けられる左右１対のサイドフレームと、車幅方向に延びて前記１対のサイドフレームを連結するクロスフレームと、平面視にて矩形形状に形成され且つ前記矩形形状の長手方向寸法である縦寸法と前記矩形形状の長手方向に直交する寸法である横寸法と前記縦寸法及び横寸法に直交すると共に車体上下方向寸法である高さ方向寸法とが略同寸法に設定された複数のバッテリモジュールとを有し、前記複数のバッテリモジュールが、前記サイドフレーム及び／又はクロスフレームに同一姿勢で支持されると共に前記矩形形状の縦寸法の方向が車体前後方向又は車幅方向と略平行になるように車幅方向及び／又は前後方向に隣接して複数列に配置され、一部の列のバッテリモジュールの取付剛性を他の列のバッテリモジュールの取付剛性に対して異ならせたことを特徴としている。

【0010】

この電動車両のバッテリユニット取付構造では、前記バッテリユニットが、前記１対のフロアフレームに取り付けられる左右１対のサイドフレームと、車幅方向に延びて前記１対のサイドフレームを連結するクロスフレームと、平面視にて矩形形状に形成され且つ前記矩形形状の長手方向寸法である縦寸法と前記矩形形状の長手方向に直交する寸法である横寸法と前記縦寸法及び横寸法に直交すると共に車体上下方向寸法である高さ方向寸法とが略同寸法に設定された複数のバッテリモジュールとを有し、前記複数のバッテリモジュールが、前記サイドフレーム及び／又はクロスフレームに同一姿勢で支持されると共に前記矩形形状の縦寸法の方向が車体前後方向又は車幅方向と略平行になるように車幅方向及び／又は前後方向に隣接して複数列に配置されているため、バッテリユニットをコンパクト化することができる。一部の列のバッテリモジュールの取付剛性を他の列のバッテリモジュールの取付剛性に対して異ならせているため、取付剛性の変更によって一部の列のバッテリモジュールの固有振動数と他の列のバッテリモジュールの固有振動数とを異ならせることができ、バッテリユニットの中周波帯域の成分を減少させることにより、中周波帯域の車体振動との共振を抑制することができる。

【0011】

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記複数のバッテリモジュールは、車幅方向に延びる列が３列以上配置されると共に何れか一端側の列のバッテリモジュールの取付剛性を他の列のバッテリモジュールの取付剛性に対して異ならせたことを特徴としている。
この構成によれば、車体振動に対して影響の大きい一端側の列のバッテリモジュールの取付剛性を変更することにより、共振抑制効果を高くすることができる。

【0012】

請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記複数のバッテリモジュールは、前後方向に３列以上配置されると共に最前列のバッテリモジュールが単層状態で配置され且つ最後列のバッテリモジュールが前記フロアパネルのキックアップ部の下方において上下２段の２層状態で配置され、前記最前列のバッテリモジュールの取付剛性を他の列のバッテリモジュールの取付剛性に対して変更したことを特徴としている。
この構成によれば、最小限の取付剛性変更で上下２段のバッテリモジュールを搭載したバッテリユニットのロードノイズ性能を向上することができる。

【0013】

請求項４の発明は、請求項２の発明において、前記複数のバッテリモジュールは、前後方向に３列以上配置されると共に最前列及びこの最前列の後側に隣接した２列目のバッテリモジュールが単層状態で配置され且つ前記２列目のバッテリモジュールの後側に上下２段の２層状態で配置されたバッテリモジュール列を有し、前記最前列のバッテリモジュールの取付剛性を前記２列目のバッテリモジュールの取付剛性に対して変更したことを特徴としている。
この構成によれば、最小限の取付剛性変更で上下２段のバッテリモジュールを搭載したバッテリユニットのロードノイズ性能を向上することができる。

【0014】

請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか１項の発明において、前記複数のバッテリモジュールは、取付ブラケットを介して前記サイドフレーム及び／又はクロスフレームに取り付けられていることを特徴としている。
この構成によれば、サイドフレーム及びクロスフレームの特性に拘らず、取付ブラケットの変更でバッテリモジュールの取付剛性を変更することができる。

【0015】

請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか１項の発明において、一部の列のバッテリモジュールの取付剛性を他の列のバッテリモジュールの取付剛性に対して高くしたことを特徴としている。
この構成によれば、一部の列のバッテリモジュールの取付剛性を確保しつつ、一部の列のバッテリモジュールの固有振動数と他の列のバッテリモジュールの固有振動数とを異ならせることができる。

【0016】

請求項７の発明は、請求項５の発明において、一部の列のバッテリモジュールを取り付ける取付ブラケットの取付点数を他の列のバッテリモジュールを取り付ける取付ブラケットの取付点数よりも増加したことを特徴としている。
この構成によれば、最低限の変更で一部の列のバッテリモジュールの固有振動数を他の列のバッテリモジュールの固有振動数よりも高くすることができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明の電動車両のバッテリモジュール取付構造によれば、バッテリモジュールの取付剛性を変更することにより、バッテリユニットのコンパクト性を確保しつつ走行騒音を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施例１に係る電動車両の底面図である。

【図2】電動車両を後側下方から視た斜視図である。

【図3】バッテリユニットの分解斜視図である。

【図4】カバー部材と右側のバッテリモジュールを省略したバッテリユニットの平面図である。

【図5】カバー部材と右側のバッテリモジュールを省略したバッテリユニットを前側上方から視た斜視図である。

【図6】図４の要部斜視断面図である。

【図7】図４のVII-VII線断面図である。

【図8】図４のVIII-VIII線断面図である。

【図9】第１〜第３取付ブラケットの斜視図である。

【図10】本実施例モデルと評価基準モデルとの騒音レベルに関する解析結果である。

【図11】図４のXI-XI線断面図に対応した評価基準モデルの振動挙動説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

【実施例1】

【0020】

以下、本発明の実施例１について図１〜図１１に基づいて説明する。
本実施例１に係る車両Ｖは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関（図示略）と車両駆動用の電動機（モータジェネレータ）（図示略）とを駆動源としたハイブリッド自動車である。

【0021】

図１，図２に示すように、車両Ｖは、前後に延びる左右１対のサイドシル１と、フロアパネル２と、前後に延びる左右１対のフロアフレーム３と、バッテリユニット１０等を備えている。以下、図において、矢印Ｆ方向を車体前後方向前方とし、矢印Ｌ方向を車幅方向左方とし、矢印Ｕ方向を車体上下方向上方として説明する。また、この車両Ｖは、略左右対称構造である。

【0022】

まず、車両Ｖの全体構成について説明する。
サイドシル１は、車幅方向外側壁部を構成する断面略ハット状のアウタパネルと、車幅方向内側壁部を構成する断面略ハット状のインナパネルとを備え、両パネルが協働して前後に延びる略矩形状の閉断面を形成している。このサイドシル１の前端側部分には、上下に延びるヒンジピラーが連結され、後端側部分には、上下に延びるリヤピラーが連結されている。尚、この車両Ｖは、フロントドアが前端部分に形成されたヒンジピラーのヒンジ中心に開閉され、リヤドアが後端部分に形成されたリヤピラーのヒンジ中心に開閉される、所謂観音開きタイプのドア構造であり、センターピラーが省略されている。

【0023】

フロアパネル２は、１対のサイドシル１の間に掛け渡されるようにフルフラット状に形成され、車室内に膨出するトンネル部は形成されていない。
図１，図２，図８に示すように、このフロアパネル２は、前席乗員用シート（図示略）が搭載されるフロントパネル２ａと、このフロントパネル２ａの後端から後方上り傾斜状に上方に起立したキックアップパネル２ｃを介して後方に連なり後席乗員用シート（図示略）が搭載されるリヤパネル２ｂとを備えている。

【0024】

１対のフロアフレーム３は、断面略ハット状に夫々形成され、これら１対のフロアフレーム３の間隔が後側程離隔している。それ故、サイドシル１と隣り合うフロアフレーム３との間隔は、後側程接近している。フロアフレーム３は、フロントパネル２ａの下面と協働して前後に延びる断面略矩形状の閉断面を形成している。リヤサスペンション４は、キックアップパネル２ｃの後方で且つリヤパネル２ｂの下方に配設されている。このサスペンション４は、後端部に車輪（図示略）を回転可能に支持する左右１対のトレーリングアーム４ａと、車幅方向両端部が１対のトレーリングアーム４ａに夫々連結された左右に延びるトーションビーム４ｂを備えたトーションビーム式サスペンションである。

【0025】

次に、バッテリユニット１０について説明する。
図１，図２に示すように、バッテリユニット１０は、フロアパネル２の下方空間にレイアウトされている。図３に示すように、このバッテリユニット１０は、複数（例えば、１６個）のバッテリモジュール１１と、これら複数のバッテリモジュール１１を収容するバッテリケース１２によって構成されている。車両駆動用電動機に電力を供給するバッテリモジュール１１は、規格電圧を有する直方体形状の複数のバッテリセル１１ａ（図８参照）を前後に積層状に整列させた直方体形状のバッテリ集合体に形成されている。このバッテリモジュール１１は、平面視にて矩形形状に形成されている。バッテリセル１１ａは、例えば、２次電池の一種であるリチウムイオンバッテリである。

【0026】

複数のバッテリモジュール１１は、平面視による矩形形状の長手方向寸法である縦寸法と、矩形形状の長手方向に直交する寸法である横寸法と、縦寸法及び横寸法に直交すると共に上下寸法である高さ寸法とが同一仕様、つまり同一形状に設定され、長手方向が前後方向と平行になる姿勢でバッテリケース１２に夫々収容されている。
このバッテリモジュール１１の重量は、例えば、約１４ｋｇであり、バッテリユニット１０の総重量は、例えば、約３００ｋｇである。

【0027】

バッテリケース１２は、バッテリモジュール１１を直列接続した高電圧バッテリを収容するため、耐振性及び耐水性を確保するように構成されている。
図３に示すように、バッテリケース１２は、左右１対のサイドフレーム２１と、左右に延びて１対のサイドフレーム２１の前端部を連結するフロントフレーム２２と、左右に延びて１対のサイドフレーム２１の後端部を連結するリヤフレーム２３と、各フレーム２１〜２３に支持されると共にバッテリケース１２の底部を形成する桶状のバッテリトレイ２４と、このバッテリトレイ２４と協働して複数のバッテリモジュール１１を収容可能な密閉空間を形成する合成樹脂製のカバー部材２５等を備えている。

【0028】

各フレーム２１〜２３は、略Ｌ字状のロアパネルと略Ｌ字状のアッパパネルが協働して略矩形状の閉断面を夫々構成している（図７参照）。各フレーム２１〜２３が形成した閉断面は、環状に連なり、略ロ字状の閉断面構造体を構成している。
各フレーム２１〜２３は、取付部２６〜２９により車体に対して取り付けられている。
左右４対の取付部２６及び左右１対の取付部２７は、１対のサイドフレーム２１のロアパネルから車幅方向外側に夫々延びている。これらの取付部２６，２７は、フロアフレーム３の下壁部にボルトｂを介して夫々締結固定されている。左右１対の取付部２８は、フロントフレーム２２のロアパネルから前側に夫々延びている。これら取付部２８は、フロントパネル２ａの前側部分下面にボルトｂを介して締結固定されている。取付部２９は、リヤフレーム２３のロアパネル中央部から上方に延び、上端部が、リヤパネル２ｂと協働して左右に延びる閉断面を形成するクロスメンバ（図示略）にボルトｂを介して締結固定されている。

【0029】

図３〜図５に示すように、バッテリトレイ２４は、各フレーム２１〜２３の上壁部に載置された状態で強固に溶接固定されている。バッテリトレイ２４とバッテリモジュール１１との間には、冷却用配管（図示略）を間に介して板状のゴム部材（図示略）が配設されている。これにより、バッテリトレイ２４とバッテリモジュール１１との間隔が、相対変位可能に構成されている。

【0030】

バッテリトレイ２４は、断面略ハット状の第１〜第３クロスフレーム３１〜３３によってバッテリモジュール１１を収容する第１〜第３収容領域（バッテリ収容領域）Ｓ１〜Ｓ３を区分している。第３，第１クロスフレーム３３，３１が、フロントパネル２ａの前部（前席乗員用シート）下方に対応した第１収容領域Ｓ１の前後範囲を区画し、第１，第２クロスフレーム３１，３２が、フロントパネル２ａの後部下方に対応した第２収容領域Ｓ２の前後範囲を区画し、第２クロスフレーム３２とリヤフレーム２３が、キックアップパネル２ｃ及びリヤパネル２ｂの下方に対応した第３収容領域Ｓ３の前後範囲を区画している。第１，第２収容領域Ｓ１，Ｓ２は、各列に４個のバッテリモジュール１１を左右に隣接して整列させた上で単層状態にて夫々収容している。

【0031】

第３収容領域Ｓ３は、２段支持機構４０を有し、下段の列に４個のバッテリモジュール１１を左右に隣接して整列すると共にこれらの上段の列に４個のバッテリモジュール１１を左右に隣接して整列させた２層状態にて８個のバッテリモジュール１１を収容している。
図４〜図６に示すように、２段支持機構４０は、略π状の前支持部４１と、略π状の後支持部４２と、前支持部４１の左右端部と後支持部４２の左右端部とを夫々連結する左右１対の略Ｔ字状の側支持部４３と、各支持部４１〜４３に掛け渡された底板部材４４等を備え、上段の４個のバッテリモジュール１１を支持している。前支持部４１の左右１対の脚部は、第２クロスフレーム３２の上壁部に締結固定され、後支持部４２の左右１対の脚部は、リヤフレーム２３の上壁部に締結固定されている。１対の側支持部４３の脚部は、バッテリトレイ２４上に締結固定されている。

【0032】

第１〜第３クロスフレーム３１〜３３は、バッテリトレイ２４の上側にバッテリトレイ２４と協働して左右に延びる閉断面を夫々形成している。
図４〜図６に示すように、第１クロスフレーム３１は、上壁部の左右両端部から車幅方向外側に夫々延びる上壁連結部３１ａと、前壁部及び後壁部の左右両端部から前方及び後方に夫々延びる前後１対の側壁連結部３１ｂとが形成されている。上壁連結部３１ａは、サイドフレーム２１の上壁部に接続され、１対の側壁連結部３１ｂは、サイドフレーム２１の内側壁部に夫々接続されている。これら上壁連結部３１ａと１対の側壁連結部３１ｂは、一体的に連なるように連続形成されている。第３クロスフレーム３３は、上壁部の左右両端部から車幅方向外側に夫々延びる上壁連結部３３ａと、前壁部及び後壁部の左右両端部から前方及び後方に夫々延びる前後１対の側壁連結部３３ｂとが形成されている。上壁連結部３３ａは、サイドフレーム２１の上壁部に接続され、１対の側壁連結部３３ｂは、サイドフレーム２１の内側壁部に夫々接続されている。これら上壁連結部３３ａと１対の側壁連結部３３ｂは、独立して分離形成されている。

【0033】

第２クロスフレーム３２は、上壁部の左右両端部から車幅方向外側に夫々延びる上壁連結部３２ａと、前壁部及び後壁部の左右両端部から前方及び後方に夫々延びる前後１対の側壁連結部３２ｂとが形成されている。上壁連結部３２ａは、サイドフレーム２１の上壁部に接続され、１対の側壁連結部３２ｂは、サイドフレーム２１の内側壁部に夫々接続されている。これら上壁連結部３３ａと１対の側壁連結部３３ｂは、一体的に連なるように連続形成されている。図１，図６〜図８に示すように、バッテリトレイ２４の下面に左右に延びる下側クロスフレーム３４が設けられている。下側クロスフレーム３４は、バッテリトレイ２４の下側にバッテリトレイ２４と協働して左右に延びる閉断面を夫々形成している。下側クロスフレーム３４が形成する閉断面は、第２クロスフレーム３２が形成する閉断面とバッテリトレイ２４を挟んで上下に隣接している。

【0034】

各バッテリモジュール１１は、板金製の前後１対の取付ブラケット５１〜５３を介して第１〜第３クロスフレーム３１〜３３及びリヤフレーム２３に夫々取り付けられている。
図９に示すように、取付ブラケット５１〜５３は、上下に延びてバッテリモジュール１１に連結される連結壁部５１ａ〜５３ａと、前後に延びて締結部材を介して締結される固定壁部５１ｂ〜５３ｂとを備え、断面略Ｌ字状に形成されている。前側に取り付けられる取付ブラケットの連結壁部５１ａ，５３ａが、左右に隣り合う２つのバッテリモジュール１１の前壁部に４本のボルトを介して夫々連結され、後側に取り付けられる取付ブラケットの連結壁部５２ａ，５３ａが、左右に隣り合う２つのバッテリモジュール１１の後壁部に４本のボルトを介して夫々連結される。また、図８に示すように、取付ブラケットの連結壁部５１ａ〜５３ａは、バッテリモジュール１１の重心の高さ位置が第１〜第３クロスフレーム３１〜３３及びリヤフレーム２３の上壁部の高さ位置と略同じ高さ位置になるようにバッテリモジュール１１に連結されている。

【0035】

第１収容領域Ｓ１には、第３クロスフレーム３３に固定された左右１対の第１取付ブラケット５１と、第１クロスフレーム３１に固定された左右１対の第２取付ブラケット５２とが配置されている。図９（ａ）に示すように、第１取付ブラケット５１は、例えば、１．６ｍｍの鋼板をプレス加工して成形され、連結壁部５１ａと、固定壁部５１ｂとを備えている。固定壁部５１ｂは、左側端部に前方（屈曲部と反対方向）に延びる締結部５１ｓが形成され、固定壁部５１ｂの中央部と左側端部との中間よりも僅かに中央部寄り部分に前方に延びる位置決め部５１ｐが形成され、固定壁部５１ｂの中央部に対して位置決め部５１ｐと対称部分に前方に延びる締結部５１ｔが形成されている。固定壁部５１ｂは、固定壁部５１ｂから前方に延設され、締結部５１ｓと締結部５１ｔがボルトを介して第３クロスフレーム３３の上壁部に固定されている。尚、左側第１取付ブラケット５１では、車幅方向外側の締結部５１ｓにて位置決めし、車幅方向内側の位置決め部５１ｐにて締結固定している（図４参照）。

【0036】

図９（ｂ）に示すように、第２取付ブラケット５２は、例えば、１．６ｍｍの鋼板をプレス加工して成形され、連結壁部５２ａと、固定壁部５２ｂとを備えている。固定壁部５２ｂは、右側端部に後方に延びる締結部５２ｓが形成され、左側端部に後方に延びる締結部５２ｔが形成され、固定壁部５２ｂの中央部分に後方に延びる締結部５２ｕが形成され、締結部５２ｓと締結部５２ｕとの中央部分に後方に延びる位置決め部５２ｐが形成されている。左端部から締結部５１ｓまでの距離が、右端部から締結部５２ｓまでの距離及び左端部から締結部５２ｔまでの距離と略同じであり、左端部から締結部５１ｐまでの距離が、右端部から締結部５２ｐまでの距離よりも大きく設定されている。固定壁部５２ｂは、屈曲部から後方に延設され、締結部５２ｓと締結部５２ｔと締結部５２ｕがボルトを介して第１クロスフレーム３１の上壁部に固定されている。

【0037】

第２収容領域Ｓ２には、第１クロスフレーム３１に固定された左右１対の第３取付ブラケット５３と、第２クロスフレーム３２に固定された左右１対の第３取付ブラケット５３とが配置されている。図９（ｃ）に示すように、第１クロスフレーム３１に固定された右側の第３取付ブラケット５３は、例えば、２．０ｍｍの鋼板をプレス加工して成形され、連結壁部５３ａと、固定壁部５３ｂとを備えている。固定壁部５３ｂは、左側端部に前方に延びる位置決め部５３ｐが形成され、固定壁部５３ｂの中央部と左側端部との中央部分に前方に延びる締結部５３ｓが形成され、左側端部に前方に延びる締結部５３ｔが形成されている。固定壁部５３ｂは、屈曲部から前方に延設されている。右端部から締結部５２ｓまでの距離は、左端部から位置決め部５３ｐまでの距離と略同じであり、右端部から締結部５２ｐまでの距離は、左端部から締結部５３ｓまでの距離と略同じである。第１クロスフレーム３１に固定された左側の第３取付ブラケット５３及び第２クロスフレーム３２に固定された左右１対の第３取付ブラケット５３も配置位置を除き同様に構成されている。

【0038】

第３収容領域Ｓ３の下段には、第２クロスフレーム３２に固定された左右１対の第３取付ブラケット５３と、リヤフレーム２３に固定された左右１対の第３取付ブラケット５３とが第２収容領域Ｓ２と同様に配置されている。更に、第３収容領域Ｓ３の上段には、前支持部４１に固定された左右１対の第３取付ブラケット５３と、後支持部４２に固定された左右１対の第３取付ブラケット５３とが下段と同様に配置されている。
第１〜第３取付ブラケット５１〜５３は、板厚、締結部位置、及び位置決め部位置を除いて略同様の仕様に設定されている。

【0039】

第２，第３収容領域Ｓ２，Ｓ３に収容された１２個のバッテリモジュール１１は、６組の前後１対の第３取付ブラケット５３によってクロスフレーム３１，３２及びリヤフレーム２３に取り付けられているため、全て同じ取付剛性である。
一方、第１収容領域Ｓ１に収容された４個のバッテリモジュール１１は、２組の前後１対の第１，第２取付ブラケット５１，５２によってクロスフレーム３３，３１に取り付けられている。そして、第１，第２取付ブラケット５１，５２は、第３取付ブラケット５３と板厚、締結部位置（固定形態）が異なっているため、第１収容領域Ｓ１に収容されたバッテリモジュール１１の固有振動数は、第２，第３収容領域Ｓ２，Ｓ３に収容されたバッテリモジュール１１の固有振動数と異なる。これにより、全てのバッテリモジュール１１が車幅方向、前後方向及び高さ方向において同一姿勢でバッテリケース１２に夫々収容された場合であっても、バッテリユニット１０と中周波帯域の車体振動との共振を抑制している。

【0040】

次に、上記バッテリユニット取付構造の作用、効果について説明する。
作用、効果の説明に当り、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）によるシミュレーション解析を行った。第１〜第３収容領域Ｓ１〜Ｓ３に収容された全てのバッテリモジュール１１を第３取付ブラケット５３を用いて取り付けた車両モデルＡ（評価基準モデル）と、本実施例の車両モデルＢとを作成し、１２５Ｈｚの周波数帯域における車室内の騒音レベル（ノイズ）について測定を行った。尚、検証の簡略化のため、車両モデルＢは、第１収容領域Ｓ１に収容されたバッテリモジュール１１を第２取付ブラケット５２を用いて取り付けると共に第２，第３収容領域Ｓ２，Ｓ３に収容されたバッテリモジュール１１を第３取付ブラケット５３を用いて取り付けたモデルとしている。また、取付ブラケット以外は、車両モデルＡと車両モデルＢは、同じ構成である。

【0041】

図１０に、解析結果を示す。
図１０に示すように、車両モデルＡは、１２５Ｈｚの周波数帯域におけるロードノイズが発生した。車両モデルＡは、バッテリモジュール１１が第１〜第３収容領域Ｓ１〜Ｓ３に収容されているため、バッテリユニット（バッテリモジュール１１）の総重量が車体に作用してロードノイズの抑制に有効である。しかし、バッテリモジュール１１の取付剛性が全て同じであるため、第１収容領域Ｓ１のバッテリモジュール１１と第２収容領域Ｓ２のバッテリモジュール１１が同じ周波数の挙動を示し、車体前後で時間差を有する左右揺動が増幅されている。それ故、図１１の矢印に示すように、車体前後で時間差を有する車体の左右揺動が、車両モデルＡのフロントバネル２ａの上下変位を誘発してロードノイズ性能が悪化している。尚、図１１では、便宜上、バッテリモジュール１１を省略して示している。

【0042】

一方、車両モデルＢは、第１収容領域Ｓ１のバッテリモジュール１１と第２収容領域Ｓ２のバッテリモジュール１１の取付剛性（締結部数）が異なるため、両者の固有振動数が異なっている。それ故、第１収容領域Ｓ１のバッテリモジュール１１と第２収容領域Ｓ２のバッテリモジュール１１の共振を回避してロードノイズに対応した周波数帯域における車体の左右揺動を抑制することができ、結果的に、フロントバネル２ａの上下変位を抑制し、中周波帯域の車体振動を低減している。
図１０に示すように、車両モデルＢのロードノイズに対応した周波数帯域における騒音レベルは、車両モデルＡのロードノイズに対応する周波数帯域における騒音レベルよりも０．３ｄＢ低いことが確認された。尚、第３取付ブラケット５３を用いて取り付けたバッテリモジュール１１の固有振動数は、略１２５Ｈｚであり、第２取付ブラケット５２を用いて取り付けたバッテリモジュール１１の固有振動数は、略１６０Ｈｚであった。

【0043】

実施例１に係るバッテリユニット取付構造によれば、バッテリユニット１０が、１対のフロアフレーム３に取り付けられる左右１対のサイドフレーム２１と、車幅方向に延びて１対のサイドフレーム２１を連結するクロスフレーム３１〜３３と、縦寸法と横寸法と縦寸法及び横寸法に直交する高さ寸法とが略同寸法に設定された複数のバッテリモジュール１１とを有し、複数のバッテリモジュール１１が、クロスフレーム３１〜３３に同一姿勢で支持されると共に縦寸法の方向が前後方向と略平行になるように車幅方向に隣接して複数列に配置されているため、バッテリユニットをコンパクト化することができる。
第１収容領域Ｓ１のバッテリモジュール１１の取付剛性を第２，第３収容領域Ｓ２，Ｓ３のバッテリモジュール１１の取付剛性に対して異ならせているため、取付剛性の変更によって第１収容領域Ｓ１のバッテリモジュール１１の固有振動数と第２，第３収容領域Ｓ２，Ｓ３のバッテリモジュール１１の固有振動数とを異ならせることができ、バッテリユニット１０の中周波帯域の成分を減少させることにより、中周波帯域の車体振動との共振を抑制することができる。

【0044】

複数のバッテリモジュール１１は、車幅方向に延びる列が３列以上配置されると共に前端側の第１収容領域Ｓ１のバッテリモジュール１１の取付剛性を第２，第３収容領域Ｓ２，Ｓ３のバッテリモジュール１１の取付剛性に対して異ならせたため、車体振動に対して影響の大きい一端側の列のバッテリモジュール１１の取付剛性を変更することにより、共振抑制効果を高くすることができる。

【0045】

複数のバッテリモジュールは、前後方向に３列配置されると共に最前列である第１収容領域Ｓ１のバッテリモジュール１１が単層状態で配置され且つ最後列である第３収容領域Ｓ３のバッテリモジュール１１がフロアパネル２のキックアップ部２ｃの下方において上下２段の２層状態で配置され、第１収容領域Ｓ１のバッテリモジュール１１の取付剛性を第２，第３収容領域Ｓ２，Ｓ３のバッテリモジュール１１の取付剛性に対して変更している。
これにより、最小限の取付剛性変更で上下２段のバッテリモジュールを搭載したバッテリユニット１０のロードノイズ性能を向上することができる。

【0046】

複数のバッテリモジュールは、前後方向に３列以上配置されると共に最前列である第１収容領域Ｓ１及びこの最前列の後側に隣接した２列目である第２収容領域Ｓ２のバッテリモジュール１１が単層状態で配置され且つ前記２列目のバッテリモジュール１１の後側に上下２段の２層状態で配置された第３収容領域Ｓ３のバッテリモジュール１１を有し、第１収容領域Ｓ１のバッテリモジュール１１の取付剛性を第２収容領域Ｓ２のバッテリモジュール１１の取付剛性に対して変更している。
これにより、最小限の取付剛性変更で上下２段のバッテリモジュールを搭載したバッテリユニット１０のロードノイズ性能を向上することができる。

【0047】

複数のバッテリモジュール１１は、取付ブラケット５１〜５３を介してクロスフレーム３１〜３３に取り付けられているため、サイドフレーム２１及びクロスフレーム３１〜３３の特性に拘らず、取付ブラケット５１〜５３の変更でバッテリモジュール１１の取付剛性を変更することができる。

【0048】

第１収容領域Ｓ１のバッテリモジュール１１の取付剛性を第２，第３収容領域Ｓ２，Ｓ３のバッテリモジュール１１の取付剛性に対して高くしたため、第１収容領域Ｓ１のバッテリモジュール１１の取付剛性を確保しつつ、第１収容領域Ｓ１のバッテリモジュール１１の固有振動数と第２，第３収容領域Ｓ２，Ｓ３のバッテリモジュール１１の固有振動数とを異ならせることができる。

【0049】

第１収容領域Ｓ１のバッテリモジュール１１を取り付ける第２取付ブラケット５２の締結部５２ｓ〜５２ｕの数を第２，第３収容領域Ｓ２，Ｓ３のバッテリモジュール５３を取り付ける第３取付ブラケット５３の締結部５３ｓ，５３ｔの数よりも増加したため、最低限の変更で第１収容領域Ｓ１のバッテリモジュール１１の固有振動数を第２，第３収容領域Ｓ２，Ｓ３のバッテリモジュール１１の固有振動数よりも高くすることができる。

【0050】

次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施形態においては、複数のバッテリモジュール１１の長手方向が前後方向と平行になる姿勢でクロスフレーム３１〜３３及びリヤフレーム２３に支持された例を説明したが、複数のバッテリモジュール１１の長手方向が車幅方向と平行になる姿勢でサイドフレーム２１に支持されても良い。この場合、バッテリモジュール１１を取り付ける取付ブラケット５１〜５３は、サイドフレーム２１に固定される。また、バッテリモジュール１１の長手方向前壁部及び後壁部を取付ブラケット５１〜５３で挟み込む例を説明したが、１１の長手直交方向の側壁部を取付ブラケット５１〜５３で挟み込んでも良い。

【0051】

２〕前記実施形態においては、第１〜第３収容領域Ｓ１〜Ｓ３を形成した例を説明したが、収容領域を２つ形成しても良く、４つ以上形成しても良い。また、後端の第３収容領域Ｓ３に２段支持機構４０を設けた例を説明したが、３段以上の支持機構を設けても良く、第２収容領域Ｓ２にも、２段支持機構又は３段以上の支持機構を設けても良い。

【0052】

３〕前記実施形態においては、第１収容領域Ｓ１において、前側に第１取付ブラケット５１、後側に第２取付ブラケット５２を設けた例を説明したが、前後共に第１取付ブラケット５１、或いは前後共に第２取付ブラケット５２にしても良い。また、第１収容領域Ｓ１に収容されたバッテリモジュール１１の取付剛性を第２，第３収容領域Ｓ２，Ｓ３に収容されたバッテリモジュール１１の取付剛性よりも高くした例を説明したが、第１収容領域Ｓ１に収容されたバッテリモジュール１１の取付剛性を第２，第３収容領域Ｓ２，Ｓ３に収容されたバッテリモジュール１１の取付剛性よりも低くしても良い。この場合、締結部の数を低減する、或いは板厚を低減する。

【0053】

４〕前記実施形態においては、長手方向が前後方向に平行なバッテリモジュール１１を同じ向きで車幅方向に隣接して複数列に配置した例を説明したが、長手方向が車幅方向に平行なバッテリモジュール１１を同じ向きで前後方向に隣接して複数列に配置しても良い。
この場合、バッテリモジュール１１をクロスフレーム３１〜３３及びリヤフレーム２３に支持させても良く、サイドフレーム２１に支持させても良い。

【0054】

５〕前記実施形態においては、直方体状のバッテリモジュール１１の例を説明したが、少なくとも平面視にて矩形形状であれば良く、複数の円柱状のバッテリモジュールをその軸心が車体前後方向又は車幅方向に向かうように配置したバッテリユニットであっても同様の効果を奏することができる。

【0055】

６〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態や各実施形態を組み合わせた形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。

【符号の説明】

【0056】

２ フロアパネル
３ フロアフレーム
１０ バッテリユニット
１１ バッテリモジュール
２１ サイドフレーム
３１ 第１クロスフレーム
３２ 第２クロスフレーム
３３ 第３クロスフレーム
５１ 第１取付ブラケット
５１ｓ，５１ｔ 締結部
５２ 第２取付ブラケット
５２ｓ，５２ｔ，５２ｕ 締結部
５３ 第３取付ブラケット
５３ｓ，５３ｔ 締結部
Ｖ 車両

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】