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(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】P2022159583
(43)【公開日】2022-10-18
(54)【発明の名称】車両用電池モジュール搭載ケース体
(51)【国際特許分類】
   H01M 50/289 20210101AFI20221011BHJP
   H01M 50/249 20210101ALI20221011BHJP
   B60K 1/04 20190101ALI20221011BHJP
【FI】
H01M50/289
H01M50/249
B60K1/04 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021063858
(22)【出願日】2021-04-05
(71)【出願人】
【識別番号】000100791
【氏名又は名称】アイシン軽金属株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100114074
【弁理士】
【氏名又は名称】大谷 嘉一
(74)【代理人】
【識別番号】100222324
【弁理士】
【氏名又は名称】西野 千明
(72)【発明者】
【氏名】五之治 巧
(72)【発明者】
【氏名】池上 徹弥
【テーマコード(参考)】
3D235
5H040
【Fターム(参考)】
3D235AA02
3D235BB05
3D235BB17
3D235CC15
3D235HH52
5H040AA03
5H040AA19
5H040AA39
5H040AS07
5H040AY05
5H040CC13
5H040CC15
5H040CC38
5H040NN03
(57)【要約】
【課題】車両に複数の電池モジュールを複数段に分けて搭載する際に、電池モジュールの支持又は配置自由度が高く、外部からの衝撃荷重に対する保護効果に優れる車両用電池モジュール搭載ケース体の提供を目的とする。
【解決手段】車両に対して複数段に分けて電池モジュールを搭載するためのケース体であって、前面パネル体と後面パネル体とを有し、前記前面パネル体と後面パネル体との間に挟持されるように、それぞれ連結した中段支持体と上端部側に配置したアッパーパネル体とを有し、前記中段支持体と前記アッパーパネル体は少なくとも部分的に前記前面パネル体と後面パネル体に跨がる中空断面形状部を有し、前記中段支持体は2段目及びそれよりも上段側の電池モジュールを支持するためのものであり、前記アッパーパネル体は最上段に位置する電池モジュールの上部に位置することを特徴とする。
【選択図】 図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両に対して複数段に分けて電池モジュールを搭載するためのケース体であって、
前面パネル体と後面パネル体とを有し、前記前面パネル体と後面パネル体との間に挟持されるように、それぞれ連結した中段支持体と上端部側に配置したアッパーパネル体とを有し、
前記中段支持体と前記アッパーパネル体は少なくとも部分的に前記前面パネル体と後面パネル体に跨がる中空断面形状部を有し、
前記中段支持体は2段目及びそれよりも上段側の電池モジュールを支持するためのものであり、前記アッパーパネル体は最上段に位置する電池モジュールの上部に位置することを特徴とする車両用電池モジュール搭載ケース体。
【請求項2】
前記前面パネル体と前記後面パネル体の一方又は両方が下端部から上端部までが一体的な一枚のパネル体に形成されていることを特徴とする請求項1記載の車両用電池モジュール搭載ケース体。
【請求項3】
前記前面パネル体と前記後面パネル体の一方又は両方に中空断面形状部を有していることを特徴とする請求項2記載の車両用電池モジュール搭載ケース体。
【請求項4】
前記中段支持体は少なくとも一方の端部が前記前面パネル体又は前記後面パネル体に嵌合連結されていることを特徴とする請求項3に記載の車両用電池モジュール搭載ケース体。
【請求項5】
前記中段支持体の少なくとも一部は前記前面パネル体又は前記後面パネル体と一体になっていることを特徴とする請求項1又は2記載の車両用電池モジュール搭載ケース体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両に電池モジュールを搭載するのに用いられるケース体に関し、特に複数の電池モジュールを2段以上の複数段に分けて搭載するためのケース体に係る。
【背景技術】
【0002】
エンジン駆動とモータ駆動とをハイブリッド化したハイブリッド自動車や電気自動車の分野にては、リチウムイオン電池等のいわゆる二次電池からなる電池モジュールが複数搭載されている。
なお、電池モジュールは、電池パック,バッテリーパック等と各種表現が用いられているが、本明細書では駆動源に用いられている各種二次電池を総称して、電池モジュールと表現する。
複数の電池モジュールを車両に効率的に搭載するには、車両の空間スペースを有効利用する必要があり、複数段に分けて搭載したい場合もある。
このように、複数の電池モジュールを2段,3段又はそれ以上の複数段に分けて搭載しようとすると、最も下側に位置する1段目の電池モジュールは車両のフロアーや取付面にて支持できるので比較的安定であるが、2段目以降の電池モジュールを外部から加わる負荷に対して保護するには、1段目よりも相対的に難しくなる。
【0003】
本出願人は、先に電池モジュールを複数段搭載するためのフレーム構造体を提案し、日本国特許を取得している(特許文献1)。
上記特許文献1に開示するフレーム構造体は、左右一対の支持フレーム間に架け渡すように、電池モジュールを締結支持する構造体としては優れている。
これに対して本発明は、電池モジュールの締結支持する際の支持構造の自由度がさらに高くなるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】日本国特許第6342364号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、車両に複数の電池モジュールを複数段に分けて搭載する際に、電池モジュールの支持又は配置自由度が高く、外部からの衝撃荷重に対する保護効果に優れる車両用電池モジュール搭載ケース体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係る車両用電池モジュール搭載ケース体(以下、必要に応じてケース体という。)は、車両に対して複数段に分けて電池モジュールを搭載するためのケース体であって、前面パネル体と後面パネル体とを有し、前記前面パネル体と後面パネル体との間に挟持されるように、それぞれ連結した中段支持体と上端部側に配置したアッパーパネル体とを有し、前記中段支持体と前記アッパーパネル体は少なくとも部分的に前記前面パネル体と後面パネル体に跨がる中空断面形状部を有し、前記中段支持体は2段目及びそれよりも上段側の電池モジュールを支持するためのものであり、前記アッパーパネル体は最上段に位置する電池モジュールの上部に位置することを特徴とする。
【0007】
ここで、前面パネル体及び後面パネル体なる表現は、説明の便宜上、相対的な位置関係を示したものであり、相対的に前側に配置したパネル体を前面パネル体と表現し、それよりも後側に配置したパネル体を後面パネル体と表現する。
したがって、本発明に係るケース体の車両の搭載場所に制限はない。
例えば、主に車両の前後方向からの衝撃荷重に対して電池モジュールを保護するのが目的の場合には、車両の前方側に前面パネル体を配置し、これに対して後方側に後面パネル体を配置する。
また、例えば主に車両の進行方向に対して、側面からの衝撃荷重に対して電池モジュールを保護するのが目的であれば、車両の幅方向に対して側面衝撃を受ける側に前面パネル体を配置し、その後方側に後面パネル体を配置してもよい。
【0008】
本発明において、車両にケース体を取り付けた場合に、最も下段側に配置した電池モジュールを1段目の電池モジュールと表現し、この1段目の上に順次、2段目,3段目、あるいはそれ以上の複数段に配置した電池モジュールを支持するための部材を中段支持体と表現する。
このように、電池モジュールを複数段に分けて配置した場合で、最も上段の電池モジュールを覆うように配置したパネル体をアッパーパネル体と表現する。
【0009】
電池モジュールを複数段に分けてケース体に収容し、車両側に固定する場合には、ケース体の下端部側は車両側に固定されるのに対して、それよりも上方側に2段目,3段目以降の電池モジュールは、車両への取付部から浮いた状態になるので、外部からの衝撃荷重が受けやすくなる。
そこで本発明は、中段支持体とアッパーパネル体に前面パネル体から後面パネル体に跨がる中空断面形状部を設けることで、前後方向の剛性向上と変形によるエネルギー吸収量を向上させた点に特徴がある。
中段支持体は、複数のフレーム材を組み合せたり、板材とフレーム材とを組み合せてあってもよい。
また、アッパーパネル体は全体が中空断面形状であってもよいが、板材に部分的に中空部を形成したり、複数のフレーム材を組み合せてもよい。
【0010】
本発明においては、前面パネル体と前記後面パネル体の一方又は両方が下端部から上端部までが一体的な一枚のパネル体に形成されているのが好ましい。
このように、前面パネル体又は後面パネル体を一体的な一枚のパネル体にすると、このパネル体に加わった衝撃荷重がパネル体全体で受けるとともに、その衝撃が中段支持体及びアッパーパネル体に伝播し、ケース全体で衝撃荷重を吸収することができる。
ここで、一体的な一枚のパネル体とは、1つの部材で一体に成形してもよく、複数の部材を溶接等にて一体化してもよい。
さらには、前面パネル体と前記後面パネル体の一方又は両方に中空断面形状部を有していると、より好ましい。
【0011】
本発明に係るケース体においては、前面パネル体又は後面パネル体に加わった衝撃荷重が中段支持体及びアッパーパネル体を経由してケース体全体に伝播されることから、中段支持体は少なくとも一方の端部が前記前面パネル体又は前記後面パネル体に嵌合連結されていてもよく、中段支持体の少なくとも一部は前記前面パネル体又は前記後面パネル体と一体になっていてもよい。
【発明の効果】
【0012】
本発明に係る車両用電池モジュール搭載ケース体にあっては、2段目以降の電池モジュールを中空断面形状部を有する中段支持体と、アッパーパネル体を両側の前面パネル体と後面パネル体で挟み込むようにした構成にしたことにより、前面パネル体又は後面パネル体の一方から受けた衝撃荷重は、この中段支持体やアッパーパネル体に支えられるようにしてケース体全体で受けることになるので、電池モジュールの保護効果が高い。
また、中段支持体を複数のフレーム材や板材等を組み合せて構成すると、電池モジュールの固定位置の自由度が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】本発明に係る車両用電池モジュール搭載ケース体(ケース体)の実施例1の構造例を模式的に示す。
図2】実施例1の側面視を示す。
図3】本発明に係るケース体の実施例2を模式的に示す。
図4】実施例2の側面視を示す。
図5】本発明に係るケース体の実施例3を模式的に示す。
図6】実施例3の側面視を示す。
図7】本発明に係るケース体の実施例4を示す。
図8】実施例4のアッパーパネル体を下側から見た斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明に係る車両用電池モジュール搭載ケース体の構造例を、以下図に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されない。
【0015】
図1に実施例1の構造例を示し、図2にその側面視を示す。
ケース体は、前面パネル体11と後面パネル体12との間に挟み込むように連結した中段支持体14と、アッパーパネル体13からなる。
図2に示すように前面パネル体11は、上辺11cと下辺11gとの両側を、表面材11aと裏面材11bとで連結した中空断面形状になっていて、内部は複数のリブ11d,11e,11fで連結することで、複数の中空部111を有している。
このように前面パネル体11は、ケース体の上端部から下端部までが一体的に形成された一枚のパネル体になっている。
【0016】
本実施例1では、後面パネル体12も前面パネル体11と同様の構造になっている。
上辺12cと下辺12gとの両側の表面材12aと裏面材12bとで繋ぎ、内部にリブ12d,12e,12fを有する中空断面形状であり、一体的なパネル体になっている。
【0017】
本実施例1は、ケース体の下端部に底板材15を取り付けてあるが、ケース体を直接的に車両側に固定する場合には、この底板材15は省くことができる。
【0018】
実施例1においてアッパーパネル体13は、前面パネル体11の内面と後面パネル体12の内面とに、中空断面113cの端面が当接するように挟み込まれた複数のフレーム材13a,13b,13cにて形成した例となっている。
【0019】
中段支持体14は、図2に点線で1段目に搭載の電池モジュール1と、2段目に搭載の電池モジュール2を示すように、2段目の電池モジュールを固定するためのものである。
本実施例1は、電池モジュールを2段に分けて搭載した例になっているが、3段目,4段目・・・・と、複数段に分けて搭載する場合の中段支持体ともなる。
実施例1にて中段支持体14は、アッパーパネル13と同様に、中空部14aを有する中空断面形状のフレーム体の中空端面を前面パネル体11と後面パネル体12の間に挟み込むように連結されている。
【0020】
図3に実施例2に係るケース体の斜視図を示し、その側面視を図4に示す。
実施例1との異なる構成を中心に説明し、他は実施例1と同様である。
実施例2は、前面パネル体21と後面パネル体22との間に、中段支持体24を挟持連結する際に、前面パネル体21の内面に上リブ21aと下リブ21bとを突設し、中段支持体24の上下をこの上下のリブで嵌合させた嵌合連結構造になっている。
また、本実施例2では、後面パネル体22の内面にも上リブ22a,下リブ22bを突設し、中段支持体24の端部をこの上下リブの間に嵌合連結させた例になっているが、前面パネル体21と後面パネル体22の一方のみを嵌合連結構造にしてもよい。
【0021】
実施例2では、中段支持体24を全面パネル体21と後面パネル体22との間に沿った方向に配置した中空断面形状124になっている。
本実施例では、中間に立リブ24aを設けたダブルフォロー断面形状になっている。
また、実施例2は、アッパーパネル体23も中段支持体と同様の中空断面形状に構成されている。
【0022】
本発明に係るケース体の実施例3を図5,6に示す。
本実施例3は、中段支持体34を前面パネル体31と後面パネル体32のうち、一方又は両方と一体的に形成した例である。
なお、アッパーパネル体33は、実施例1と同様の構造にしてある。
実施例1~3において、前面パネル体,後面パネル体,中段支持体及びアッパーパネル体のそれぞれの連結部は、溶接,ボルト締結等の構造にすることができる。
【0023】
図7図8は実施例4を示し、本実施例は搭載される車両の取付構造に合せて具体的に設計した例である。
前面パネル体41は、上部側の二枚の上部パネル部材141をそれぞれ下部側の下部パネル部材241に溶接接合することで、一枚のパネル体に構成してある。
なお、上部パネル部材141,下部パネル部材241は、中空断面形状になっている。
後面パネル体42も上部パネル部材142と、下部パネル部材242とが溶接により一体的な一枚のパネル体に製作されている。
本実施例では、後面パネル体42の内面にリブ片42aを設けるとともに、前面パネル体41の内面にも同様のリブ片を設けて、中段支持体44の両端と嵌合連結されている。
【0024】
実施例4に示す中段支持体44は、中空断面形状のフレーム体44a、中空部44bを有するフレームに板材44cを連結した中央フレーム材、板材からなる支持材44dに分割した例になっている。
2段目の電池モジュール2は、中段支持体に設けた締結ピン144a,144dにて固定される例になっている。
【0025】
実施例4におけるアッパーパネル体43は、図8に示すように板材を用いて成形したパネル材43aに、板材をプレス成形した折り曲げ部材43bを連結することで、この2つの部材の間に中空断面形状部を形成した例になっている。
また、アッパーパネル体の前面側を下側に向けて折り曲げることで、前面パネル体41の上端部の連結ピン41bにて連結される例になっている。
また、前面パネル体41の下端部を外側に向けて折り曲げ成形したフランジ部41aを有し、このフランジ部を用いて車両側に固定する例になっている。
【符号の説明】
【0026】
11 前面パネル体
12 後面パネル体
13 アッパーパネル体
14 中段支持体
15 下端部材
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8