特開 2022-100195 電気自動車のバッテリ装着構造

(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】P2022100195

(43)【公開日】2022-07-05

(54)【発明の名称】電気自動車のバッテリ装着構造

(51)【国際特許分類】

   B60K 1/04 20190101AFI20220628BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20220628BHJP

   H01M 50/242 20210101ALI20220628BHJP

【ＦＩ】

B60K1/04 Z

H01M50/249

H01M50/242

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021080510

(22)【出願日】2021-05-11

(31)【優先権主張番号】10-2020-0181664

(32)【優先日】2020-12-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】591251636

【氏名又は名称】現代自動車株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＨＹＵＮＤＡＩ ＭＯＴＯＲ ＣＯＭＰＡＮＹ

【住所又は居所原語表記】１２， Ｈｅｏｌｌｅｕｎｇ－ｒｏ， Ｓｅｏｃｈｏ－ｇｕ， Ｓｅｏｕｌ， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(71)【出願人】

【識別番号】500518050

【氏名又は名称】起亞株式会社

【住所又は居所原語表記】１２， Ｈｅｏｌｌｅｕｎｇ－ｒｏ， Ｓｅｏｃｈｏ－ｇｕ， Ｓｅｏｕｌ， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】特許業務法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】金 賢 植

【テーマコード（参考）】

3D235

5H040

【Ｆターム（参考）】

3D235AA01

3D235BB05

3D235BB07

3D235BB18

3D235BB19

3D235CC15

3D235EE63

3D235EE64

3D235HH21

3D235HH42

3D235HH52

5H040AA37

5H040AS07

5H040CC59

(57)【要約】

【課題】車両の衝突時、衝突エネルギーを吸収し、バッテリを保護できる電気自動車のバッテリ装着構造を提供する。
【解決手段】本発明は、電気自動車のバッテリ装着構造に関し、内側に凹んだ凹部が形成されたサイドケース部を含むバッテリケースと、車体に装着され、凹部に挿入されてサイドケース部に連結される挿入部が形成されたバッテリ連結メンバと、を含むことを特徴とする。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内側に凹んだ凹部が形成されたサイドケース部を含むバッテリケースと、
車体に装着され、前記凹部に挿入されて前記サイドケース部に連結される挿入部が形成されたバッテリ連結メンバと、
を含む、ことを特徴とする電気自動車のバッテリ装着構造。

【請求項2】

前記凹部および前記挿入部は、前記サイドケース部に対する前記バッテリ連結メンバの挿入方向に対して鋭角に形成された、ことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車のバッテリ装着構造。

【請求項3】

前記凹部および前記挿入部は、面接触する、ことを特徴とする請求項２に記載の電気自動車のバッテリ装着構造。

【請求項4】

前記バッテリ連結メンバの内側には、少なくとも１つのチャンバが形成された、ことを特徴とする請求項２に記載の電気自動車のバッテリ装着構造。

【請求項5】

前記挿入部の内側には、前記少なくとも１つのチャンバ以外の挿入部チャンバが形成された、ことを特徴とする請求項４に記載の電気自動車のバッテリ装着構造。

【請求項6】

前記バッテリ連結メンバには、前記車体との連結のための連結ホールが形成された、ことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車のバッテリ装着構造。

【請求項7】

前記連結ホールに挿入される連結パイプをさらに含む、ことを特徴とする請求項６に記載の電気自動車のバッテリ装着構造。

【請求項8】

前記凹部および前記挿入部は、ボルティング結合する、ことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車のバッテリ装着構造。

【請求項9】

前記サイドケース部は、
前記凹部が形成されたアウタパネルと、
前記アウタパネルに結合するインナパネルと、
を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車のバッテリ装着構造。

【請求項10】

前記アウタパネルには、前記凹部の形成方向と反対方向にアウタフランジが形成され、
前記インナパネルには、前記アウタフランジに結合されるインナフランジが形成された、ことを特徴とする請求項９に記載の電気自動車のバッテリ装着構造。

【請求項11】

前記凹部は、前記インナパネルと接触する、ことを特徴とする請求項９に記載の電気自動車のバッテリ装着構造。

【請求項12】

前記凹部と前記インナパネルおよび前記挿入部は、ボルティング結合する、ことを特徴とする請求項１１に記載の電気自動車のバッテリ装着構造。

【請求項13】

前記凹部は、前記インナパネルと接触し、
前記挿入部の一端は、前記凹部と分離された、ことを特徴とする請求項９に記載の電気自動車のバッテリ装着構造。

【請求項14】

前記凹部と前記インナパネルは、ボルティング結合する、ことを特徴とする請求項１３に記載の電気自動車のバッテリ装着構造。

【請求項15】

前記サイドケース部と前記バッテリ連結メンバは、異種材質である、ことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車のバッテリ装着構造。

【請求項16】

前記サイドケース部は、スチール素材で形成され、
前記バッテリ連結メンバは、アルミニウム素材で形成された、ことを特徴とする請求項１５に記載の電気自動車のバッテリ装着構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気自動車のバッテリ装着構造に係り、より詳しくは、車両の衝突時、衝突エネルギーを吸収し、バッテリを保護できる電気自動車のバッテリ装着構造に関する。

【背景技術】

【0002】

全世界的に排気ガスの規制と環境配慮型車両の要求により電気車両（ＥＶ；Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）の研究が加速している。
電気自動車は、運行に必要な電気エネルギーをバッテリに充電して使用している。

【0003】

一般的な電気車の高電圧バッテリケースは、衝突時、バッテリを保護するためにアルミニウム押出タイプで製作される場合がある。しかし、アルミニウム押出タイプのバッテリケースの場合、衝突エネルギーの吸収には優れているが、衝突時、変形量が過剰でバッテリの破損および火災発生の可能性がある。

【0004】

逆に、スチール材質のバッテリケースの場合、衝突時、変形量を相対的に小さくできるが、衝突エネルギーを適切に吸収できず、バッテリの破損および火災発生の可能性がある。

【0005】

この背景技術部分に記載の事項は発明の背景に対する理解を増進させるために作成されたものであって、この技術の属する分野における通常の知識を有する者にすでに知られた従来技術でない事項を含むことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１４－２０１２７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、車両の衝突時、衝突エネルギーを吸収し、バッテリを保護できる電気自動車のバッテリ装着構造を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の実施例による電気自動車のバッテリ装着構造は、内側に凹んだ凹部が形成されたサイドケース部を含むバッテリケースと、車体に装着され、前記凹部に挿入されて前記サイドケース部に連結される挿入部が形成されたバッテリ連結メンバと、を含むことができる。

【0009】

前記凹部および前記挿入部は、前記サイドケース部に対する前記バッテリ連結メンバの挿入方向に対して鋭角に形成される。

【0010】

前記凹部および前記挿入部は、面接触可能である。

【0011】

前記バッテリ連結メンバの内側には、少なくとも１つのチャンバが形成される。

【0012】

前記挿入部の内側には、挿入部チャンバが形成される。

【0013】

前記バッテリ連結メンバには、前記車体との連結のための連結ホールが形成される。

【0014】

本発明の実施例による電気自動車のバッテリ装着構造は、前記連結ホールに挿入される連結パイプをさらに含むことができる。

【0015】

前記凹部および前記挿入部は、ボルティング結合できる。

【0016】

前記サイドケース部は、前記凹部が形成されたアウタパネルと、前記アウタパネルに結合するインナパネルとを含むことができる。

【0017】

前記アウタパネルには、前記凹部の形成方向と反対方向にアウタフランジが形成され、前記インナパネルには、前記アウタフランジに結合されるインナフランジが形成される。

【0018】

前記凹部は、前記インナパネルと接触可能である。

【0019】

前記凹部と前記インナパネルおよび前記挿入部は、ボルティング結合できる。

【0020】

前記凹部は、前記インナパネルと接触し、前記挿入部の一端は、前記凹部と分離される。

【0021】

前記凹部と前記インナパネルは、ボルティング結合できる。

【0022】

前記サイドケース部と前記バッテリ連結メンバは、異種材質であってもよい。

【0023】

前記サイドケース部は、スチール素材で形成され、前記バッテリ連結メンバは、アルミニウム素材で形成される。

【発明の効果】

【0024】

本発明の実施例による電気自動車のバッテリ装着構造によれば、車両の衝突時、アルミニウム素材のバッテリ連結メンバが変形して衝突エネルギーを吸収し、バッテリを保護することができる。
本発明の実施例による電気自動車のバッテリ装着構造によれば、車両の衝突時、スチール素材のバッテリケースがバッテリを保護し、バッテリの破損による火災の発生を低減することができる。
その他、本発明の実施例により得ることができるか予測される効果については、本発明の実施例に関する詳細な説明において直接的または暗示的に開示する。つまり、本発明の実施例により予測される多様な効果については、後述する詳細な説明内で開示される。

【図面の簡単な説明】

【0025】

図面は、本発明の例示的な実施例の説明を参照するためであり、本発明の技術的な思想を添付した図面に限定して解釈してはならない。

【図1】本発明の実施例による電気自動車のバッテリ装着構造を含むバッテリケースの斜視図である。

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った、本発明の実施例による電気自動車のバッテリ装着構造の断面図である。

【図3】本発明の実施例による電気自動車のバッテリ装着構造に適用できるバッテリ連結メンバの斜視図である。

【図4】本発明の実施例による電気自動車のバッテリ装着構造に適用できるバッテリ連結メンバとサイドケース部との連結を説明する断面図である。

【図5】本発明の実施例による電気自動車のバッテリ装着構造に適用できるバッテリ連結メンバとサイドケース部のアウタパネルを示す断面図である。

【図6】本発明の実施例による電気自動車のバッテリ装着構造に適用できるインナパネルを示す断面図である。

【図7】本発明の実施例による電気自動車のバッテリ装着構造に適用できるアウタパネルとインナパネルとの連結を説明する断面図である。

【図8】本発明の変形実施例による電気自動車のバッテリ装着構造に適用できるアウタパネルとインナパネルとの連結を説明する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例について、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。
しかし、本発明は種々の異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施例に限定されない。
明細書全体にわたって同一の参照番号で表された部分は同一の構成要素を意味する。

【0027】

図面において、様々な層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。
層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとする時、これは、他の部分の真上にある場合のみならず、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。
逆に、ある部分が他の部分の「真上に」あるとする時には、中間に他の部分がないことを意味する。

【0028】

明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。

【0029】

以下、本発明の好ましい実施例を、添付した図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例による電気自動車のバッテリ装着構造を含むバッテリケースの斜視図であり、図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った、本発明の実施例による電気自動車のバッテリ装着構造の断面図である。

【0030】

図１および図２を参照すれば、バッテリが内蔵されたバッテリケース２０は、上部ケース部２２と、下部ケース部２４と、車体１０に連結されたサイドケース部３０とを含む。
車体１０とサイドケース部３０との間には、バッテリ連結メンバ６０が装着される。

【0031】

本発明の実施例による電気自動車のバッテリ装着構造は、内側に凹んだ凹部４２が形成されたサイドケース部３０と、車体１０に装着され、凹部４２に挿入されてサイドケース部３０に連結される挿入部６２が形成されたバッテリ連結メンバ６０とを含むことができる。

【0032】

サイドケース部３０とバッテリ連結メンバ６０は、異種材質で形成される。
例えば、上部ケース部２２、下部ケース部２４およびサイドケース部３０は、スチール素材で形成され、バッテリ連結メンバ６０は、アルミニウム素材で形成される。

【0033】

サイドケース部３０は、例えば、１００Ｋ級の高強度鋼板で製作され、バッテリ連結メンバ６０は、アルミニウム押出で形成される。したがって、外部衝撃時、バッテリ連結メンバ６０が先に破損して衝撃を吸収し、バッテリケース２０の破損を防止することができる。

【0034】

凹部４２および挿入部６２は、サイドケース部３０に対するバッテリ連結メンバ６０の挿入方向に対して鋭角（α）に形成される。そして、凹部４２および挿入部６２は、面接触可能である。凹部４２および挿入部６２がバッテリ連結メンバ６０の挿入方向に対して鋭角（α）に形成され、バッテリ連結メンバ６０が容易に凹部４２へ挿入可能であり、凹部４２および挿入部６２は、面接触して強固に結合できる。

【0035】

バッテリ連結メンバ６０の内側には、少なくとも１つのチャンバＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３が形成される。図面には、３つのチャンバＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３が形成されたものとして示しているが、これに限定されるものではなく、多様な個数のチャンバが形成されてもよい。バッテリ連結メンバ６０の内側にチャンバを形成してバッテリ連結メンバ６０の重量を低減することができる。

【0036】

挿入部６２の内側には、挿入部チャンバ６４が形成される。挿入部チャンバ６４を介して凹部４２との締結、例えば、ボルティング作業がより容易になり、外部衝突時、挿入部６２が変形して衝撃を吸収することができる。

【0037】

図３は、本発明の実施例による電気自動車のバッテリ装着構造に適用できるバッテリ連結メンバの斜視図であり、図４は、本発明の実施例による電気自動車のバッテリ装着構造に適用できるバッテリ連結メンバとサイドケース部との連結を説明する断面図である。

【0038】

図３および図４を参照すれば、バッテリ連結メンバ６０には、車体１０との連結のための連結ホール６６が形成される。連結ホール６６は、バッテリ連結メンバ６０の長手方向に沿って複数個形成され、連結ホール６６を介して車体１０と容易に結合できる。

【0039】

本発明の実施例による電気自動車のバッテリ装着構造は、連結ホール６６に挿入される連結パイプ６８をさらに含むことができる。連結パイプ６８によって車体１０との連結がより強固になる。

【0040】

図５は、本発明の実施例による電気自動車のバッテリ装着構造に適用できるバッテリ連結メンバとサイドケース部のアウタパネルを示す断面図である。

【0041】

図４および図５を参照すれば、凹部４２および挿入部６２は、ボルティング（Ｂ）結合できる。凹部４２および挿入部６２は、異種材質で形成され、ボルティング結合により強固に結合できる。あるいは、凹部４２および挿入部６２は、溶接で結合してもよい。

【0042】

サイドケース部３０は、凹部４２が形成されたアウタパネル４０と、アウタパネル４０に結合するインナパネル５０とを含むことができる。
アウタパネル４０には、凹部４２の形成方向と反対方向にアウタフランジ４４が形成される。

【0043】

つまり、図５に示すように、バッテリ連結メンバ６０がアウタパネル４０に結合され、バッテリ連結メンバ６０とアウタパネル４０との結合時、結合ツールＴ、例えば、ボルティング作業や、溶接作業のための器具が適用され、アウタフランジ４４の形成方向が凹部４２の形成方向と反対、つまり、図面の左側方向に形成され、結合ツールＴとの干渉の可能性を遮断することができる。

【0044】

図６は、本発明の実施例による電気自動車のバッテリ装着構造に適用できるインナパネルを示す断面図である。
図６を参照すれば、インナパネル５０には、アウタフランジ４４に結合されるインナフランジ５２が形成され、インナフランジ５２の形成方向は、アウタフランジ４４の形成方向と同様に、凹部４２の形成方向と反対方向に形成される。

【0045】

図７は、本発明の実施例による電気自動車のバッテリ装着構造に適用できるアウタパネルとインナパネルとの連結を説明する断面図である。
インナフランジ５２とアウタフランジ４４は、ボルティング結合（Ｃ）、または溶接結合で強固に結合でき、内側に空間を形成して重量が減少して剛性が確保できる。

【0046】

凹部４２は、インナパネル５０と接触可能であり、外部衝撃時、バッテリ連結メンバ６０から伝達される衝撃がアウタパネル４０とインナパネル５０に同時に伝達され、衝撃に対するアウタパネル４０とインナパネル５０の変形が最小化できる。

【0047】

凹部４２とインナパネル５０および挿入部６２は、ボルティング結合（Ｄ）でき、バッテリ連結メンバ６０、アウタパネル４０とインナパネル５０が一体に結合して衝撃に対する剛性が増大し、アウタパネル４０とインナパネル５０の変形が最小化できる。

【0048】

図８は、本発明の変形実施例による電気自動車のバッテリ装着構造に適用できるアウタパネルとインナパネルとの連結を説明する断面図である。
図８に示した本発明の変形実施例による電気自動車のバッテリ装着構造を説明するにあたり、理解の便宜のために、先に説明した図１～図７の本発明の実施例による電気自動車のバッテリ装着構造と同一の構成については同一の参照番号を用いることとする。

【0049】

図８を参照すれば、本発明の変形実施例による電気自動車のバッテリ装着構造は、バッテリ連結メンバ６０が装着されるサイドケース部３０ａを含む。
サイドケース部３０ａは、凹部４２ａが形成されたアウタパネル４０ａと、アウタパネル４０ａに結合するインナパネル５０ａとを含むことができる。

【0050】

凹部４２ａは、インナパネル５０ａと接触し、バッテリ連結メンバ６０の挿入部６２の一端は、凹部４２ａと分離される。
凹部４２ａおよび挿入部６２ａは、ボルティング（Ｂ）結合できる。

【0051】

凹部４２ａおよび挿入部６２ａは、異種材質で形成され、ボルティング結合により強固に結合できる。あるいは、凹部４２ａおよび挿入部６２ａは、溶接で結合してもよい。

【0052】

凹部４２ａとインナパネル５０ａは、ボルティング結合（Ｄ）できる。つまり、アウタパネル４０ａとインナパネル５０ａとが一体に結合されて衝撃に対する剛性が増大し、アウタパネル４０ａとインナパネル５０ａの変形が最小化できる。

【0053】

また、車両の衝突時、挿入部６２が凹部４２ａの内側と挿入部６２との間の一部の空き空間により変形できて衝撃の吸収が可能であり、したがって、バッテリケース２０の変形を最小化することができる。

【0054】

本発明の実施例による電気自動車のバッテリ装着構造によれば、同一の重量条件で、既存の構造に比べて静的変形量が４２％改善された効果が確認でき、全塑性モーメントが９６％増大して、側面衝突時、バッテリ保護効果が増大できる。

【0055】

本発明の実施例による電気自動車のバッテリ装着構造によれば、バッテリケースの変形によるバッテリの火災の可能性を低減することができ、これによって搭乗客の保護が可能である。

【0056】

本発明の実施例による電気自動車のバッテリ装着構造によれば、スチール材質とアルミニウム材質の最適な使用で重量およびコストの節減が可能である。

【0057】

以上、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は、上記の実施例に限定されず、本発明の実施例から当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって容易に変更されて均等と認められる範囲のすべての変更を含む。

【符号の説明】

【0058】

１０：車体
２０：バッテリケース
２２：上部ケース部
２４：下部ケース部
３０、３０ａ：サイドケース部
４０、４０ａ：アウタパネル
４２、４２ａ：凹部
４４：アウタフランジ
５０、５０ａ：インナパネル
５２：インナフランジ
６０：バッテリ連結メンバ
６２：挿入部
６４：挿入部チャンバ
６６：連結ホール
６８：連結パイプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】