特開 2022-190852 車両用電池パック構造

(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】P2022190852

(43)【公開日】2022-12-27

(54)【発明の名称】車両用電池パック構造

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/204 20210101AFI20221220BHJP

   B60K 1/04 20190101ALI20221220BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20221220BHJP

   H01M 50/271 20210101ALI20221220BHJP

【ＦＩ】

H01M50/204 201

B60K1/04 Z

H01M50/249

H01M50/271 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021099319

(22)【出願日】2021-06-15

(71)【出願人】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】秋月 信也

(72)【発明者】

【氏名】大平 慎也

(72)【発明者】

【氏名】今塩屋 竜也

【テーマコード（参考）】

3D235

5H040

【Ｆターム（参考）】

3D235AA01

3D235BB22

3D235CC15

3D235DD35

3D235EE63

3D235HH03

5H040AA32

5H040AS07

5H040CC05

5H040CC13

5H040CC20

5H040JJ02

5H040JJ03

5H040NN03

(57)【要約】

【課題】アッパーケースとロアーケースと間の接続部に液体が直接掛かるのを抑制する。
【解決手段】車両用電池パック構造は、アッパーケースの外周縁部の少なくとも一部に取り付けられ、ロアーケースの側面よりも水平方向外方に位置する外縁部を有するカバー部材を備える。カバー部材の外縁部には、ロアーケースの側面に向けて延出する下壁部が形成される。ロアーケースの側面には、下壁部より上側の領域から突出し、先端部が下壁部の先端部よりも水平方向外方に位置している凸壁部が形成される。アッパーケースの外周縁部又はカバー部材には、凸壁部の先端部よりも水平方向内方の位置において上下方向に延在し、かつ、下端部がロアーケースの側壁の上端部より低い位置に位置する縦壁部が形成される。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池セルを収容可能なロアーケースと、
前記ロアーケースを上方から覆うように配設されるアッパーケースと、
前記アッパーケースの外周縁部の少なくとも一部に取り付けられ、前記ロアーケースの側面より水平方向外方に位置する外縁部を有するカバー部材と、
を備え、
前記カバー部材の外縁部には、前記ロアーケースの側面に向けて延出する下壁部が形成され、
前記ロアーケースの側面には、前記下壁部より上方の領域から突出し、先端部が前記下壁部の先端部よりも水平方向外方に位置している凸壁部が形成されており、
前記アッパーケースの外周縁部又は前記カバー部材には、前記凸壁部の先端部よりも水平方向内方の位置において上下方向に延在し、かつ、下端部が前記ロアーケースの側壁の上端部より低い位置に位置する縦壁部が形成された、
車両用電池パック構造。

【請求項2】

前記ロアーケースの側面と、前記下壁部の先端部と、の間には下方に開口する第１の隙間が形成され、
前記カバー部材と、前記凸壁部の先端部と、の間には下方に開口する第２の隙間が形成されている、請求項１に記載の車両用電池パック構造。

【請求項3】

前記縦壁部と、前記凸壁部とは、互いに異なる金属からなり、
前記縦壁部の下端部と、前記凸壁部とは、非接触の状態となるように離間している、請求項１又は２に記載の車両用電池パック構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用電池パック構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１は、トレーの底部に形成したリブを用いて、バッテリーを載置する載置部から仕切る水受け部を、トレーの側壁に接して設けると共に、水受け部と接するトレーの側壁の溝の部分にガスケットの継ぎ目を配置した、電動車両に搭載するバッテリーパックを構成するトレーを開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－６５４１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、車両用電池パックでは、高圧洗車機による洗車の際や、車両が濡れた路面を走行する際に、動水圧の高い水、又は洗浄液等の液体が車両用電池パックのアッパーケースとロアーケースとの接続部に向けて射出され、当該液体が接続部に直接掛かるおそれがあった。

【0005】

本発明の目的は、アッパーケースとロアーケースと間の接続部に液体が直接掛かるのを抑制することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る車両用電池パック構造は、アッパーケースの外周縁部の少なくとも一部に取り付けられ、ロアーケースの側面よりも水平方向外方に位置する外縁部を有するカバー部材を備える。カバー部材の外縁部には、ロアーケースの側面に向けて延出する下壁部が形成される。ロアーケースの側面には、下壁部より上側の領域から突出し、先端部が下壁部の先端部よりも水平方向外方に位置している凸壁部が形成される。アッパーケースの外周縁部又はカバー部材には、凸壁部の先端部よりも水平方向内方の位置において上下方向に延在し、かつ、下端部がロアーケースの側壁の上端部より低い位置に位置する縦壁部が形成される。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、アッパーケースとロアーケースと間の接続部に液体が直接掛かるのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係る車両用電池パック構造について説明するための図であり、車両における車両用電池パックの配設位置を示す模式的部分側面図である。

【図2】実施形態に係る車両用電池パック構造について説明するための図であり、車両における車両用電池パックの配設位置を示す模式的部分平面図である。

【図3】実施形態に係る車両用電池パック構造における、車両用電池パックの平面図である。

【図4】実施形態に係る車両用電池パック構造における、車両用電池パックの部分背面図である。

【図5】実施形態に係る車両用電池パック構造における、車両用電池パックの斜視図である。

【図6】実施形態に係る車両用電池パック構造における、図５で示した車両用電池パックの要部を示す斜視図であり、カバー部材と、アッパーケースと、ロアーケースとの配設関係を示す図である。

【図7】実施形態に係る車両用電池パック構造について説明するための、図６のＡ－Ａ線に沿った模式的部分断面図であって、アッパーケース、ロアーケース、及びカバー部材の配設関係を示す図である。

【図8】実施形態に係る車両用電池パック構造について説明するための、図６のＢ－Ｂ線に沿った模式的部分断面図であって、アッパーケース、ロアーケース、及びカバー部材の配設関係を示す図である。

【図9】実施形態に係る車両用電池パック構造の作用効果について説明するための図であって、濡れた路面を走行する車両の車輪から、車両用電池パックに向けて水等の液体が射出された状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しながら、実施形態に係る車両用電池パック構造について説明する。なお、各図中のＦＲ，ＲＲは、車両前後方向前方、後方を、ＬＨ，ＲＨは、車幅方向左方、右方を、ＵＰ，ＤＮは、車両上下方向上方、下方のそれぞれを示す。また、車幅方向における車両中心側を車幅方向内方といい、車幅方向内方とは反対側を車幅方向外方という。各図中では車幅方向内方をＩＳで示し、車幅方向外方をＯＳで示す。なお、以下の説明では、車両前後方向前方、後方、車両上下方向上方、下方を、それぞれ単に「車両前方」「車両後方」「上方」「下方」と称する。なお、同一の機能を有する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0010】

実施形態に係る車両用電池パック構造は、図１及び図２に例示するように、図示しない電動モータにより駆動する電気自動車である車両Ｖの駆動用電力を供給する車両用電池パック１に用いられる。図示した例では、車両Ｖの下方側に車両用電池パック１が配設される。

【0011】

車両用電池パック１は、図３乃至図６に示すように、図示しない電池モジュールを収容する外装部材としての筐体５を有する。筐体５は、中空の方形箱形の形状を有し、１以上の単電池を内蔵した電池モジュールを内部に収納する。例示した筐体５は、全体として車両上下方向の寸法が車両前後方向又は車幅方向の寸法に比べて小さい扁平形状を有する。なお、筐体５の形状は、車両用電池パック１の形状、寸法、又は車両における配設方法等に応じて適宜設定することができる。なお、筐体５は、電池モジュールの容量、電圧、温度等を管理するコントローラ、スイッチ、リレー等の図示しない補機類を収容してもよい。

【0012】

筐体５は、アッパーケース６、及びロアーケース１０を含む。車両用電池パック１は、例えば筐体５の周縁部に設けられたブラケット等の固定具を介して、図示しないボルト等の締結具によって、サイドメンバ、クロスメンバ等の図示しない車体骨格部材に締結され、車両Ｖにおいて固定されてもよい。

【0013】

ロアーケース１０は電池セルを収容可能に構成された部材である。ロアーケース１０は上方が開口した有底箱形の部材であり、平面視で略矩形の形状を備え、例えばアルミニウムにより構成される。ロアーケース１０の周縁部には、ロアーケース１０の外部と、電池セル等を収容可能な内部と、を水平方向に仕切る側壁１１が立設されている。筐体５の側面は、側壁１１の水平方向外方側の側面１２により構成される。また、ロアーケース１０の側面１２は、後述する凸壁部１３を備える。

【0014】

ロアーケース１０の底部には１以上の電池モジュールを配設可能である。ロアーケース１０の車両後方側の領域では、電池モジュールが上下に２段以上積まれていてもよい。なお、複数の電池モジュール同士の間には、電池モジュール同士を電気的に接続する、図示しないバスバ等の配線部材が配置されている。

【0015】

アッパーケース６は、平面視で略矩形の形状を備える板状の部材であり、例えば鉄から構成されている。なお、カチオン型電着塗装等の方法を用いてアッパーケース６を防錆処理してもよい。また、アッパーケース６の外周縁部７には後述する縦壁部８が形成されている。

【0016】

アッパーケース６はロアーケース１０を上方から覆うように配設される。アッパーケース６でロアーケース１０の上方の開口を閉じることにより、筐体５の内部が密閉される。図７及び図８に示すように、アッパーケース６の外周縁部７と、ロアーケース１０の側壁１１の上端部１１ａとがボルト１６によって締結されることで、アッパーケース６とロアーケース１０とが接続され、接続部１５が構成される。接続部１５はアッパーケース６と、ロアーケース１０の上端部１１ａとの間に形成される隙間であり、後述するシール部材１７を含んでいてもよい。

【0017】

図示した例では、ロアーケース１０の側壁１１の上端部に下方に向けて延在するネジ穴１１ｂを所定の間隔で複数設けられている。アッパーケース６の外周縁部７にはネジ穴１１ｂに対応する位置に上下方向に貫通する貫通穴７ａが設けられている。貫通穴７ａを通じて上方からボルト１６をネジ穴１１ｂに螺合することにより、アッパーケース６とロアーケース１０とが接続される。なお、図示した例では中空の側壁１１にネジ穴１１ｂを有する別部材を配設しているが、中実の側壁１１にネジ穴１１ｂを直接形成してもよい。

【0018】

アッパーケース６とロアーケース１０との間にゴム材料等で構成されたシール部材１７を介在させて、接続部１５を構成してもよい。図示した例では、ロアーケース１０の側壁１１の上面に沿って延在するシール部材１７ａと、シール部材１７ａの水平方向内方側に配設されるシール部材１７ｂと、が接続部１５に介在している。

【0019】

なお、図３乃至図６に例示するように、アッパーケース６の車両後方側の領域には、ロアーケース１０に配設された電池モジュールの段数に応じて、車両前方側の領域よりも車両上方に向けて膨出する膨出部が形成されてもよい。これにより、車両後方側により多くの電池モジュールを配設することができ、車両用電池パック１を全体として薄型化し省スペース化しつつ、より多くの電池容量を確保することができる。

【0020】

カバー部材２０は、接続部１５の少なくとも一部を筐体５の側方から覆うように設けられる部材であり、アッパーケース６の外周縁部７の少なくとも一部に取り付けられる。図５に示す例では、カバー部材２０は筐体５の車両前方側における車幅方向左方側、及び右方側、並びに車両後方側における車幅方向左方側、及び右方側において、所定の範囲で接続部１５を覆うように延在している。なお、アッパーケース６の外周縁部７の全周にわたってカバー部材２０を延設してもよい。

【0021】

図７及び図８に例示するカバー部材２０は、その延在方向に垂直な断面において略Ｃ字状の形状を有し、上壁部２１、側壁部２２、及び下壁部２４を備える。カバー部材２０は樹脂、又は金属等から構成されていてもよい。カバー部材２０を取り付けることにより、カバー部材２０と、ロアーケース１０の側面１２との間には空間Ｓが形成される。

【0022】

上壁部２１はアッパーケース６の外周縁部７の上に配設されており、図６に示すように外周縁部７に沿って延在する。また、図７及び図８に示すように、上壁部２１は、アッパーケース６の外周縁部７よりも水平方向外方に延出している。なお、水平方向内方とは、水平方向における筐体５の外部から内部に向く方向をいい、水平方向外方とは、水平方向内方とは反対向きの方向をいう。図７及び図８においては、車幅方向内方が水平方向内方に相当し、車幅方向外方が水平方向外方に相当する。

【0023】

上壁部２１の、ロアーケース１０の側壁１１に設けられたネジ穴１１ｂに対応する位置には、上下方向に貫通する貫通穴２１ａが設けられている。ボルト１６とネジ穴１１ｂとを螺合する際に、ボルト１６を貫通穴２１ａに通して、ボルト１６の頭部とアッパーケース６の外周縁部７との間に上壁部２１を介在させることよって、上壁部２１はアッパーケース６、及びロアーケース１０に共締めされる。

【0024】

側壁部２２は、上壁部２１の水平方向外方側の縁部から下方に延在する壁部である。側壁部２２の下端は後述する凸壁部１３よりも下方に位置する。そのため、側壁部２２と、ロアーケース１０の側面１２とは水平方向に対向する。

【0025】

また、カバー部材２０の、ロアーケース１０の側面１２よりも水平方向外方に位置する部分は外縁部２３を構成している。換言すれば、カバー部材２０は、ロアーケース１０の側面１２よりも水平方向外方に位置する外縁部２３を有する。図示した例では、外縁部２３は、上壁部２１のうちロアーケース１０の側面１２よりも水平方向外方に位置する部分と、側壁部２２と、下壁部２４とを含む。

【0026】

カバー部材２０の外縁部２３には、ロアーケース１０の側面１２に向けて延出する下壁部２４が形成される。図示した例では、側壁部２２の下端から下壁部２４が車幅方向内方に向けて延出している。

【0027】

下壁部２４の、その延出する方向における先端に位置する先端部２４ａは、ロアーケース１０の側面１２と離間するように設定される。そのため、側面１２と、下壁部２４の先端部２４ａと、の間には、下方に開口する第１の隙間３０が形成されている。なお、図示した例では、側面１２と先端部２４ａとが接触することがないように、側面１２と先端部２４ａとの間の全域にわたって第１の隙間３０が延在するが、これに限定されない。側面１２と、下壁部２４の先端部２４ａとは部分的に接触してもよい。なお、ある実施形態では、第１の隙間３０の、その延在する方向を横切る方向である幅方向における寸法は１ｍｍ～５ｍｍである。

【0028】

なお、図６に示すように、上壁部２１の上方側には、カバー部材２０が延在する方向を横切る方向にリブ２５が延設されていてもよい。また、側壁部２２の筐体５とは反対側の側面で上下方向にリブ２５が延在していてもよい。リブ２５を設けることで、カバー部材２０の剛性を高め、外力が入力されたことによるカバー部材２０の変形を抑制することができる。なお、リブ２５の配設位置は、車両用電池パック１の形状、車両Ｖに対する取付方法、車両用電池パック１の周囲に配設される部材との位置関係等に応じて適宜設定することができる。

【0029】

凸壁部１３は、図７及び図８に示すように、ロアーケース１０の側面１２であって下壁部２４より上方の領域から、水平方向外方に突出するように形成されている。図示した例では、ロアーケース１０の側面１２のうち、下壁部２４より上方に延在する領域である上方領域１２ａから、カバー部材２０の側壁部２２に向けて凸壁部１３が延出している。また、凸壁部１３と下壁部２４とは接触することがないように離間して配設されているが、これに限定されない。凸壁部１３と下壁部２４とは部分的に接触していてもよい。

【0030】

凸壁部１３の先端部１３ａは下壁部２４の先端部２４ａよりも水平方向外方に位置している。図示した例では、先端部１３ａは先端部２４ａよりも車幅方向外方に位置している。そのため、凸壁部１３と下壁部２４とは平面視において少なくとも一部が重なるように配設されている。

【0031】

凸壁部１３の、その延出する方向における先端に位置する先端部１３ａは、カバー部材２０の側壁部２２と離間するように設定されている。そのため、カバー部材２０と、凸壁部１３の先端部１３ａと、の間には下方に開口する第２の隙間３５が形成されている。なお、図示した例では、側壁部２２と先端部１３ａとが接触することがないように、側壁部２２と、凸壁部１３の先端部１３ａとの間の全域にわたって第２の隙間３５が延在するが、これに限定されない。側壁部２２と、凸壁部１３の先端部１３ａとが部分的に接触していてもよい。なお、ある実施形態では、第２の隙間３５の、その延在する方向を横切る方向である幅方向における寸法は１ｍｍ～５ｍｍである。

【0032】

縦壁部８は、図示した例では、アッパーケース６の外周縁部７を下方に屈曲することにより形成されており、外周縁部７から凸壁部１３に向けて延出している。また、縦壁部８は凸壁部１３の先端部１３ａよりも車幅方向内方において、ロアーケース１０の側面１２に沿って下方に延在する。即ち、縦壁部８は、凸壁部１３の先端部１３ａよりも水平方向内方の位置においてロアーケース１０の側面１２に沿って下方に延出している。なお、縦壁部８はロアーケース１０の側面１２よりも水平方向外方の位置において下方に延出してもよい。その場合、縦壁部８と、ロアーケース１０の側面１２とは所定の距離を隔てて離間するように隙間が形成される。

【0033】

縦壁部８の下端部８ａは、ロアーケース１０の側壁１１の上端部１１ａより低い位置に位置する。また、下端部８ａと、凸壁部１３とは、間に第３の隙間４０を介在させて上下方向において対向する。なお、下端部８ａと凸壁部１３との間の全域にわたって第３の隙間４０が延在してもよい。換言すれば、縦壁部８の下端部８ａと、凸壁部１３とは、非接触の状態となるように離間して配設されてもよい。なお、ある実施形態では、第３の隙間４０の、その延在する方向を横切る方向である幅方向における寸法は１ｍｍ～５ｍｍである。

【0034】

縦壁部８の構成は図示した例に限定されない。例えば、カバー部材２０の上壁部２１の、アッパーケース６の外周縁部７よりも車幅方向外方の領域に、下方に向けて延出する縦壁部８を形成してもよい。換言すれば、縦壁部８は、アッパーケース６の外周縁部７又はカバー部材２０に、凸壁部１３の先端部１３ａよりも水平方向内方の位置において上下方向に延在するように形成されている。

【0035】

ある実施形態では、縦壁部８は鉄製のアッパーケース６の外周縁部を下方に屈曲して形成され、凸壁部１３はアルミニウムから構成される。そのため、縦壁部８と、凸壁部１３とは、互いに異なる金属から構成されることとなる。そのような場合であっても、縦壁部８の下端部８ａと、凸壁部１３とは離間し、非接触の状態であるため、互いの自然電位の差に起因する異種金属接触腐食を抑制することができる。

【0036】

以下、実施形態に係る車両用電池パック構造の作用効果について説明する。

【0037】

（１）実施形態に係る車両用電池パック構造は、電池セルを収容可能なロアーケース１０と、ロアーケース１０を上方から覆うように配設されるアッパーケース６と、アッパーケース６の外周縁部７の少なくとも一部に取り付けられ、ロアーケース１０の側面１２よりも水平方向外方に位置する外縁部２３を有するカバー部材２０と、を備え、カバー部材２０の外縁部２３には、ロアーケース１０の側面１２に向けて延出する下壁部２４が形成され、ロアーケース１０の側面１２には、下壁部２４より上方の領域から突出し、先端部１３ａが下壁部２４の先端部２４ａよりも水平方向外方に位置している凸壁部１３が形成されており、アッパーケース６の外周縁部７又はカバー部材２０には、凸壁部１３の先端部１３ａよりも水平方向内方の位置において上下方向に延在し、かつ、下端部８ａがロアーケース１０の側壁１１の上端部１１ａより低い位置に位置する縦壁部８が形成される。

【0038】

例えば、図９に示すように、車両Ｖが濡れた路面Ｇを走行する場合には、車両Ｖの車輪Ｗ周辺から動水圧の高い水等の液体が矢印Ｄ乃至矢印Ｆで示すように、車両用電池パック１に対して射出される場合がある。そして、当該液体は車両用電池パック１の側方、又は下方に掛かるおそれがある。また、高圧洗車機を用いて車両Ｖを洗車する場合も同様に、動水圧の高い水、又は洗浄液等の液体が車両用電池パック１に掛かるおそれがある。そして、当該液体の一部はアッパーケース６とロアーケース１０とが接続される接続部１５に向けて入射することとなる。そのような場合であっても、実施形態に係る車両用電池パック構造によれば、接続部１５に向けて射出された液体を、カバー部材２０によって遮蔽することができる。更に、カバー部材２０の下壁部２４とロアーケース１０の側面１２との間に形成された第１の隙間３０に向けて動水圧の高い液体が入射しても、凸壁部１３及び縦壁部８で遮蔽され、接続部１５に当該液体が直接掛かるのを抑制することができる。即ち、実施形態に係る車両用電池パック構造によれば、アッパーケース６とロアーケース１０と間の接続部１５に液体が直接掛かるのを抑制することができる。

【0039】

（２）実施形態に係る車両用電池パック構造では、ロアーケース１０の側面１２と、下壁部２４の先端部２４ａと、の間には下方に開口する第１の隙間３０が形成され、カバー部材２０と、凸壁部１３の先端部１３ａと、の間には下方に開口する第２の隙間３５が形成されている。

【0040】

実施形態に係る車両用電池パック構造によれば、洗車の際や、車両Ｖが濡れた路面を走行する際に、カバー部材２０とアッパーケース６の上面との隙間を経由して空間Ｓに水、又は洗浄液等の液体が侵入した場合であっても、図７及び図８の矢印Ｃに示すように、当該液体は第２の隙間３５、又は第１の隙間３０を経由して空間Ｓの外部に放出される。即ち、実施形態に係る車両用電池パック構造によれば、空間Ｓに侵入した液体を第１の隙間３０から放出することができる。

【0041】

（３）実施形態に係る車両用電池パック構造では、縦壁部８と、凸壁部１３とは、互いに異なる金属からなり、縦壁部８の下端部８ａと、凸壁部１３とは、非接触の状態となるように離間している。

【0042】

実施形態に係る車両用電池パック構造によれば、縦壁部８と凸壁部１３との間に第３の隙間４０が介在し、両者は接触しない。そのため、空間Ｓに液体が侵入した場合であっても、縦壁部８と凸壁部１３とが当該液体を介して電気的に接続されることを抑制することができる。そのため、縦壁部８と凸壁部１３とが互いに異なる金属から構成される場合における、両者の自然電位が異なることに起因する異種金属接触腐食の発生を抑制することができる。

【0043】

なお、上記実施形態では、電気自動車を例にとって説明したが、実施形態に係る車両用電池パック構造が、ハイブリッド車の駆動用電力を供給する車両用電池パックなどにも適用できることは勿論である。

【符号の説明】

【0044】

１ 車両用電池パック
６ アッパーケース
７ 外周縁部
８ 縦壁部
８ａ 下端部
１０ ロアーケース
１１ 側壁
１１ａ 上端部
１２ 側面
１２ａ 上方領域
１３ 凸壁部
１３ａ 先端部
２０ カバー部材
２３ 外縁部
２４ 下壁部
２４ａ 先端部
３０ 第１の隙間
３５ 第２の隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】