特開 2022-170756 電池ケース用強度部材の締結構造

(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】P2022170756

(43)【公開日】2022-11-11

(54)【発明の名称】電池ケース用強度部材の締結構造

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/242 20210101AFI20221104BHJP

   H01M 50/209 20210101ALI20221104BHJP

   H01M 50/244 20210101ALI20221104BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20221104BHJP

   H01M 50/289 20210101ALI20221104BHJP

   B60K 1/04 20190101ALI20221104BHJP

【ＦＩ】

H01M50/242

H01M50/209

H01M50/244 A

H01M50/249

H01M50/289 101

B60K1/04 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021076918

(22)【出願日】2021-04-29

(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】二塚 滋

(72)【発明者】

【氏名】高波 雄太

(72)【発明者】

【氏名】久々江 岳文

【テーマコード（参考）】

3D235

5H040

【Ｆターム（参考）】

3D235AA01

3D235BB05

3D235DD35

3D235EE63

5H040AA07

5H040AA14

5H040AS07

5H040AT02

5H040AT06

5H040AY10

5H040CC20

5H040CC30

5H040CC59

5H040JJ03

5H040JJ05

5H040NN03

(57)【要約】

【課題】車両に電池モジュールを駆動源として搭載するための電池ケースに用いられ、電池モジュールを保護する強度部材の締結構造であって、外部からの入力荷重に対して電池モジュールの保護効果が高い電池ケース用強度部材の締結構造の提供を目的とする。
【解決手段】枠体で構成される電池ケースに電池モジュールを収容して車両に搭載する該電池ケースにおいて、前記電池モジュールを固定保持するための強度部材の締結構造であって、前記枠体は内壁の下部側から内側へ向かうリブを有し、前記強度部材は左右両端側に一対の端末部品を有し、前記端末部品は前記リブに締結する締結部と、前記内壁との対向面に荷重入力部とを有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】

枠体で構成される電池ケースに電池モジュールを収容して車両に搭載する該電池ケースにおいて、前記電池モジュールを固定保持するための強度部材の締結構造であって、
前記枠体は内壁の下側から内側へ向かうリブを有し、
前記強度部材は両側の端部に一対の端末部品を有し、
前記端末部品は前記リブに締結する締結部と、前記内壁との対向面に荷重入力部とを有することを特徴とする電池ケース用強度部材の締結構造。

【請求項2】

前記荷重入力部が凹凸形状であることを特徴とする請求項１に記載の電池ケース用強度部材の締結構造。

【請求項3】

前記端末部品は前記荷重入力部を一体形成した押出材で製作してあることを特徴とする請求項２に記載の電池ケース用強度部材の締結構造。

【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駆動源として搭載する電池ケースに用いられ、電池モジュールを保護する強度部材の締結構造に関する。

【背景技術】

【0002】

電気自動車やハイブリッド自動車等には、例えば車両のフロア下等に駆動源として二次電池からなる電池モジュールが搭載される。
例えば、特許文献１には、ロアケースに取り付けたブラケットに電池モジュールを固定する電池パックを開示する。
しかし、同公報に開示するブラケットは、パックケース内壁との間に隙間を設けてあり、外部からの入力荷重がブラケットに伝達されにくかったり、パックケースの内壁の変形によりブラケットが前後方向に倒れ込んでしまう虞がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６７９８３１０

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、車両に電池モジュールを駆動源として搭載するための電池ケースに用いられ、電池モジュールを保護する強度部材の締結構造であって、外部からの入力荷重に対して電池モジュールの保護効果が高い電池ケース用強度部材の締結構造の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明に係る締結構造は、枠体で構成される電池ケースに電池モジュールを収容して車両に搭載する該電池ケースにおいて、前記電池モジュールを固定保持するための強度部材の締結構造であって、前記枠体は内壁の下側から内側へ向かうリブを有し、前記強度部材は両側の端部に一対の端末部品を有し、前記端末部品は前記リブに締結する締結部と、前記内壁との対向面に荷重入力部とを有することを特徴とする。

【0006】

ここで電池ケースとは、繰り返し充電使用可能な、いわゆる二次電池及びその制御機器等を収容するものであり、例えば車両のフロア下に搭載される。
電池ケースは、例えば前後フレーム及び左右フレームで形成された枠体と、枠体の少なくとも一方の開口部にパネル体を取り付けてあってもよい。
本発明においては、外部からの衝撃を受けやすい左右フレームが、その内壁の下側から内側へ向かうリブを有する。
強度部材を構成する端末部品がこのリブに締結されることで、左右フレームに入力される外部荷重が強度部材に効果的に伝達される。

【0007】

ここで、端末部品とリブとの締結が電池ケースの下部側であると、入力荷重の入り方によっては強度部材が傾く虞がある。
そこで本発明は、荷重を受けて左右フレームの内壁に接触する端末部品の対向面に、荷重入力を吸収しやすい荷重入力部を設けた。
これにより、左右フレームが外部からの衝撃を受けた際に、端末部品の荷重入力部が左右フレームに食い込むことで、強度部材の倒れ込みや曲げ変形を抑制できる。

【0008】

本発明において、前記荷重入力部が凹凸形状であることが好ましい。
このようにすると、左右フレームに荷重入力部が食い込みやすい。

【0009】

本発明においては、前記端末部品は前記荷重入力部を一体形成した押出材で製作してあってもよい。
このようにすることで、端末部品に荷重入力部を設けやすく、例えばアルミニウム押出材であってもよい。

【発明の効果】

【0010】

本発明は、外部からの衝撃を受けやすい枠体と締結する強度部材の端末部品に、荷重を受けて枠体に食い込む荷重入力部を設けて、強度部材の倒れ込みや曲げ変形を抑制した締結構造である。
これにより、外部荷重から電池モジュールを保護する効果が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係る電池ケース用強度部材の締結構造例を示す。

【図2】強度部材と枠体の連結例を示す。

【図3】強度部材と電池モジュールの固定例を示す。

【図4】荷重入力時における強度部材と枠体の部分拡大図を示す。

【図5】実施例２を示す。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明に係る電池ケース用強度部材の締結構造例を、以下図に基づいて説明する。
本発明における強度部材２０は、例えば車両のフロア下に搭載する電池ケース１０内に締結し、電池モジュール１００を固定保持するものである。
説明の便宜上、左右方向を外部からの衝撃を受けやすい方向とする。

【0013】

電池ケース１０は、その材質に制限はない。
例えば図３に示すように、アルミ製の左フレーム１１、右フレーム１２、前フレーム１３及び後フレーム１４で形成された枠体と、枠体の開口部を塞ぐようにパネル体１５が取り付けてある。
左右フレーム１１、１２は、外側へ張り出すように外側中空部１１ｄ、１２ｄを有して外部から加わる衝撃を吸収してもよい。
図１に示すように、左右フレーム１１，１２はその内壁１１ａの下側から内側へ向かうリブ１１ｂを有し、リブ１１ｂに所定の間隔で複数の被締結部１１ｃを設けてある。
なお、前後フレームやパネル体の構造に限定はない。

【0014】

一方、強度部材２０は左右方向に延在する保護部品２４と、保護部品２４の左右両側の端部にそれぞれ連結された一対の端末部品２１，２１を有する。
端末部品２１は、その内側に開口した略コ字状の挿入部に保護部品２４の端部を加え込むように連結されるが、その連結方法には限定がなく、例えば摩擦攪拌接合や溶接等で連結できる。
端末部品２１は中空部２１ａを有するアルミニウム押出材であり、中空部２１ａよりも内側に締結部２２と、中空部２１ａよりも外側に凹凸形状の荷重入力部２１ｂを有する。
例えば図２に示すように、左フレーム１１のリブ１１ｂ（被締結部１１ｃ）と端末部品２１の締結部２２をボルト２３ａやナット２３ｂを用いて締結すると、荷重入力部２１ｂが内壁１１ａと対向する。
荷重入力部２１ｂは、外部からの荷重を受けて左フレームの内壁１１ａに接触し、内壁１１ａに食い込む形状であれば制限はない。
例えば、凹部と凸部の間隔が狭くギザギザしたような形状であってもよく、図５に示すように凹部と凸部の間隔が異なるような形状であってもよい。
保護部品２４は、端末部品２１に加え込まれる端部よりも内側に固定部２５を有して、電池モジュール１００を固定保持する。
保護部品２４は図３に示すように、その中間等に別途連結部品２８を有してパネル体１５と締結し、電池ケース全体に入力荷重を分散させるようなものであってもよい。
なお、本実施例の端末部品２１や保護部品２４等はアルミニウム押出材で製作され、端末部品２１は荷重入力部２１ｂを一体形成した例であるが、これに限定するわけではない。

【0015】

本発明において、電池モジュールの構造に制限はない。
例えば図３に示すように、電池モジュール１００は複数の電池セルの端部に設けたガード部材１０１、１０１を有し、ガード部材１０１に被固定部を設けることで、保護部品２４の固定部２５にボルト固定できる。
例えば、１つの保護部品２４の左端側に有する２つ固定部２５、２５には、それぞれ前後方向から２つの電池モジュール１００、１００のガード部材１０１、１０１を左右互い違えに固定可能である。

【0016】

図４に、左外部から左フレーム１１に衝撃が加わった際の、左フレームと強度部材（端末部品２１）の締結状態の平面図を示す。
図に示すように、左フレーム１１に折れ曲がるように外部からの荷重が加わっても、左フレーム１１に強度部材２０（端末部品２１）の荷重入力部２１ｂが食い込み、強度部材の倒れ込みや曲げ変形を抑制する。
また、前後方向に隣接する強度部材２０、２０（保護部品２４、２４）間に跨がるようにガード部材１０１、１０１が連結されているので、この強度部材２０の前後方向への倒れ込み等をさらに抑えることができる。

【符号の説明】

【0017】

１１ａ 内壁
１１ｂ リブ
２０ 強度部材
２１ 端末部品
２１ｂ 荷重入力部
２２ 締結部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】