特許 7101489 電池モジュールの車両搭載構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-07

(45)【発行日】2022-07-15

(54)【発明の名称】電池モジュールの車両搭載構造

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/244 20210101AFI20220708BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20220708BHJP

   B60K 1/04 20190101ALI20220708BHJP

【ＦＩ】

H01M50/244 A

H01M50/249

B60K1/04 Z

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018016069

(22)【出願日】2018-02-01

(65)【公開番号】P2019133866

(43)【公開日】2019-08-08

【審査請求日】2021-01-26

(73)【特許権者】

【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

(72)【発明者】

【氏名】川口 聡

(72)【発明者】

【氏名】木戸 耕介

【審査官】守安 太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２３９０６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１９３２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２３０３２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０００５９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／２０

Ｂ６０Ｌ ５０／４０

Ｂ６０Ｋ １／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対向する一対のサイドフレームと、
前記一対のサイドフレーム間に締結されたケース体と、
前記ケース体内に電池モジュールを取り付けるための取付部材とを備え、
前記ケース体はフロア部を有し、前記フロア部の周縁部から側壁部を立設した容器形状になっているとともに、前記側壁部から延在させた締結部を有し、
前記取付部材に設けた固定部とサイドフレームとの間に前記ケース体の締結部を挟み込むように締結してあることを特徴とする電池モジュールの車両搭載構造。

【請求項2】

前記取付部材は電池モジュールを保持するための保持部と、前記保持部の端部に連結した取付部と、前記取付部の先端側に設けた前記固定部とを有することを特徴とする請求項１記載の電池モジュールの車両搭載構造。

【請求項3】

前記取付部材の保持部は中空断面形状からなるパネル体であることを特徴とする請求項１又は２記載の電池モジュールの車両搭載構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両に駆動用電池を搭載するための搭載構造に関する。

【背景技術】

【0002】

電気自動車やハイブリッド自動車，プラグインハイブリッド自動車等には、駆動用に二次電池が搭載されている。
一回の充電で走行可能な距離を伸ばすには、大容量の電池を搭載する必要がある。
数多くの電池セルを積層した二次電池は、電池モジュールと称されている。
また、電池パック，ＥＶ用バッテリー等とも称されている。
本明細書では、電池モジュールと表現する。

【0003】

車両に搭載する電池モジュールの大容量化に伴い、搭載スペースの効率化、外部からの衝撃に対する保護、発熱に対する冷却等、解決しなければならない多くの課題がある。

【0004】

例えば特許文献１には、電池モジュールをロアホルダとアッパホルダとの側壁を重ね合せて覆い、ブラケットにて車両に搭載する構造を開示している。
しかし、このようにロアホルダとアッパホルダを重ね合せ、さらにブラケットにて固定する構造では、電池モジュールを取り付けるためのブラケットの構造が複雑で、大きなスペースが必要となる課題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１２－１２３９１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、車両に電池モジュールを搭載する際に、その保護効果が高く、省スペース化を図るのに有効な搭載構造の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る電池モジュールの車両搭載構造は、対向する一対のサイドフレームと、前記一対のサイドフレーム間に締結されたケース体と、前記ケース体内に電池モジュールを取り付けるための取付部材とを備え、前記ケース体はフロア部と、前記フロア部の周縁部から立設した側壁部と、前記側壁部から延在させた締結部を有し、前記取付部材に設けた固定部とサイドフレームとの間に前記ケース体の締結部を挟み込むように締結してあることを特徴とする。

【0008】

ここで一対のサイドフレームは、車両に所定の間隔を隔てて取り付けられる一つのサイドフレームをいい、２つのサイドフレームが対向配置されていれば、相互に平行である必要はない。
ケース体は、その内側に取付部材を用いて電池モジュールを収容するためのものであり、車体のフロア下に設けたり、座席シートの下に設ける等、車体に有するスペースを利用して設けるのが好ましい。
例えば、車体のフロア下に設ける場合には、サイドフレームを車体のロッカーフレーム等、ボディの骨格の内側に沿って配置すると、電池モジュールの保護効果が向上する。

【0009】

本発明において、取付部材は電池モジュールを保持するための保持部と、前記保持部の端部に連結した取付部と、前記取付部の先端側に設けた前記固定部とを有するようにすることもできる。
このようにすると、外部からの衝撃は、サイドフレーム，ケース体，電池モジュールの取付部材に分散されながら伝わるので、この電池モジュールの保護効果が向上する。
本発明においてサイドフレームは、アルミニウム合金の押出材を用いることで、軽量化を図ることができ、中空断面形状のサイドフレームにすると、外部からの衝撃吸収効果も高くなる。

【0010】

本発明において、取付部材の保持部は中空断面形状からなるパネル体であってもよい。
このようにすると、下からの衝撃に対しても保護効果が高くなるとともに、中空部を利用して冷媒を流すことで、冷却効果を付与することもできる。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係る電池モジュールの車両搭載構造にあっては、ケース体の周縁部に設けた締結部を、電池モジュールを取り付けた取付部材とサイドフレームとの間に挟み込むように締結固定したので、外部から加わった衝撃はサイドフレーム及びケース体に分散された後に取付部材に伝わることになるので、電池モジュールの保護効果に優れるとともに、大容量の電池モジュールを従来よりも小さいスペースに搭載することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係る電池モジュールの搭載構造例を示し、（ａ）は全体斜視図を示し、（ｂ）はＡ－Ａ線断面図を示す。

【図2】（ａ）は電池モジュールの取付部材の斜視図を示し、（ｂ）は図１のＢ－Ｂ線断面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明に係る電池モジュールの車両への搭載構造例を以下図面に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されない。

【0014】

図１は、電池モジュール１を車体のフロア下から座席シートの下にわたって搭載する例を示したが、フロア下のみや座席シート下のみでもよい。
車体のフロア下には、車体のロッカーアーム等の車体フレーム２の内側に対向して、一対のサイドフレーム１２，１３を配置してある。
本実施例は、サイドフレーム１２，１３をアルミニウム合金を用いた押出材で製作してあり、目字形状の断面形状からなる中空断面形状になっている。
日字形状，口字形状等であってもよい。
この一対のサイドフレーム１２，１３の両端部は、フロントフレーム１１とリアフレーム１４とにて、それぞれ連結した枠状に形成してある。

【0015】

一対のサイドフレーム１２，１３との間には、その間に掛け渡すようにケース体２０を配置してある。
ケース体２０は、フロア部２１の周縁部から側壁部２２を立設した容器形状になっている。
この側壁部２２の外周端は、さらに外側に折り返した締結部２３になっていて、サイドフレーム１２，１３及びフロントフレーム１１，リアフレーム１４の上面部に締結固定されている。

【0016】

電池モジュール１は、図２（ａ）に斜視図を示した取付部材３０に取り付け保護される。
取付部材３０は、図１（ｂ），図２（ｂ）に断面図を示すように、Ｂ－Ｂ線断面が略コ字形状の保持パネル３１の長手方向両端部に取付部３２が連結されている。
取付部３２は、下端部の連結部３２ｂにて保持パネル３１の端部と連結してあり、上部は外側に向けて延在させた固定部３２ａとなっている。
電池モジュール１は、両側の取付部３２の内側に挟み込まれるようにして、保持パネル３１の上面に載置した保持構造になっている。
取付部３２の上端部から外側に向けて設けた固定部３２ａと、サイドフレーム１２上面部１２ａとの間に、ケース体２０の締結部２３を挟み込むようにして、ボルト等の締結部材４０にて、締結固定される。
本実施例では、取付部材３０も中空部３２ｃを有する中空断面形状になっているが、板状のブラケット形状でもよい。
保持パネル３１は、図２（ｂ）に示すように側辺部３１ａ，３１ｂとの間に、電池モジュール１の下部が納まるようになっていて、複数の中空部３１ｃを有する中空断面形状になっていて、この中空部３１ｃに冷媒を流入させることで、電池モジュール１の冷却をすることもできる。

【0017】

車両に電池モジュール１を搭載し、走行中等に外部から衝撃が加わると、図１（ｂ）に矢印で示すように、車体フレーム２の変形によりサイドフレーム１２に、その荷重変形が伝わる。
この力がケース体２０及び取付部材３０に分散されるので、電池モジュール１の保護効果が高い。

【0018】

本実施例では、図示を省略した座席シートの下側のスペースにも電池モジュールを搭載できるようにした例になっていて、一対のシート下サイドフレーム１７，１８と、シート下フロントフレーム１５，シート下リアフレーム１６にて枠体を形成し、その内側にケース体２０Ａを配置し、その内側に取付部材３０Ａに電池モジュールを保持させることができる。
ケース体２０Ａ，取付部材３０Ａは、フロア下に設けたケース体２０，取付部材３０と共通しているので、その説明を省略する。
また、リアフレーム１４とシート下フロントフレーム１５とは、プレート１９にて連結した例になっている。

【符号の説明】

【0019】

１ 電池モジュール
２ 車体フレーム
１２ サイドフレーム
１３ サイドフレーム
１７ シート下サイドフレーム
１８ シート下サイドフレーム
２０ ケース体
２１ フロア部
２２ 側壁部
２３ 締結部
３０ 取付部材
３１ 保持パネル
３２ 取付部
３２ａ 固定部
３２ｂ 連結部

【図1】

【図2】