特許 7344088 車両用電池ケース構造体

(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】2023-09-05

(45)【発行日】2023-09-13

(54)【発明の名称】車両用電池ケース構造体

(51)【国際特許分類】

   B60K 1/04 20190101AFI20230906BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20230906BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20230906BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20230906BHJP

   H01M 10/6556 20140101ALI20230906BHJP

   H01M 10/6567 20140101ALI20230906BHJP

【ＦＩ】

B60K1/04 Z

H01M50/249

H01M10/613

H01M10/625

H01M10/6556

H01M10/6567

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019197270

(22)【出願日】2019-10-30

(65)【公開番号】P2021070386

(43)【公開日】2021-05-06

【審査請求日】2022-09-14

(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】高波 雄太

【審査官】中川 隆司

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０００５９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２１２２１６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１２７０８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２７２８５３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－１２０６４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１０５００７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ １／０４

Ｈ０１Ｍ ５０／２４９

Ｈ０１Ｍ １０／６１３

Ｈ０１Ｍ １０／６２５

Ｈ０１Ｍ １０／６５５６

Ｈ０１Ｍ １０／６５６７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対向配置した第１サイド部材と第２サイド部材とで、電池モジュールの収容部を形成し、前記第１サイド部材と第２サイド部材のうち、一方又は両方は、前記電池モジュールの側部側に位置する骨格中空部と前記電池モジュールの下側に位置するアンダー中空部とを有し、
前記電池モジュールの収容部の収容底部と前記アンダー中空部との間にクリアランス中空部とを有し、
前記収容底部は冷却中空部を有し、
前記骨格中空部、クリアランス中空部、アンダー中空部及び冷却中空部とが一体的に形成されていることを特徴とする車両用電池ケース構造体。

【請求項2】

前記第１サイド部材と第２サイド部材は中間部材にて連結してあり、
前記中間部材は電池モジュールを収容する収容部の下側にアンダー中空部を有し、
前記収容部の収容底部と前記アンダー中空部との間にクリアランス中空部を有し、
前記中間部材の収容底部は冷却中空部を有し、
前記クリアランス中空部とアンダー中空部と冷却中空部とが一体的に形成されていることを特徴とする請求項１記載の車両用電池ケース構造体。

【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電池ケース構造体に関し、特に車両のフロア下に電池を搭載するのに適した電池ケース構造体に係る。

【背景技術】

【0002】

電気自動車やハイブリッド自動車の分野においては、走行駆動源に用いる二次電池等の電池が搭載されている。
この電池を車両に搭載する方法の１つとして、車両のフロア下部に電池を収容するための電池ケース構造体を取り付ける方法がある。
その場合には、電池を側部及び下部からの衝撃に対して保護する必要があるとともに、外部からの水の浸入も防ぐ必要がある。
例えば、特許文献１には中空断面形状からなるバッテリトレイをメンバ等の骨格部材に締結した構造を開示する。
しかし、同公報に開示する構造体にあっては、バッテリトレイとメンバとのボルト締結空間が必要あることから、省スペース化が難しく止水等も難しい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平７－３２３７３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、車両に搭載する電池の保護効果に優れ、省スペース化を図るのに有効な車両用電池ケース構造体の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明に係る車両用電池ケース構造体は、対向配置した第１サイド部材と第２サイド部材とで、電池モジュールの収容部を形成し、前記第１サイド部材と第２サイド部材のうち、一方又は両方は、前記電池モジュールの側部側に位置する骨格中空部と前記電池モジュールの下側に位置するアンダー中空部とを有し、前記電池モジュールの収容部の収容底部と前記アンダー中空部との間にクリアランス中空部とを有し、前記骨格中空部、クリアランス中空部及びアンダー中空部とが一体的に形成されていることを特徴とする。

【0006】

ここで、第１サイド部材と第２サイド部材とを相互に対向配置することで内側に電池モジュールの収容部を形成する趣旨であり、車両の幅方向及び前後方向のどの方向に第１，第２サイド部材を対向配置してもよい。

【0007】

第１サイド部材，第２サイド部材は、骨格中空部にて側部からの荷重に対して衝撃を吸収する。
アンダー中空部にて下側からの荷重に対して衝撃を吸収するが、アンダー中空部と収容底部との間にさらにクリアランス中空部を形成したので、クリアランス中空部の変形にても下部からの衝撃を吸収することができる。

【0008】

本発明において、前記収容底部は、冷却中空部を有していてもよい。
このようにすると、冷却中空部を利用して冷却水等の冷媒を循環させることができる。

【0009】

本発明は、第１サイド部材と第２サイド部材とを直接的に対向連結して、電池モジュールの収容部を形成することもできるが、前記第１サイド部材と第２サイド部材は中間部材にて連結してあり、前記中間部材は電池モジュールを収容する収容部の下側にアンダー中空部を有し、前記収容部の収容底部と前記アンダー中空部との間にクリアランス中空部を有し、前記クリアランス中空部とアンダー中空部とが一体的に形成することもできる。
このようにすると、中間部材の使用する数にて収容部の広さを調整することができる。

【0010】

この場合に、中間部材の収容底部にも冷却中空部を設けることができる。

【0011】

本発明において、前記第１サイド部材と第２サイド部材の両側の端部は、それぞれ第１端部フレーム部材と第２端部フレーム部材で連結してあるのが好ましい。

【発明の効果】

【0012】

本発明に係る車両用電池ケース構造体は、骨格中空部，クリアランス中空部，及びアンダー中空部とを一体化することでモジュール化したので、全体としてコンパクトになり、各部の連結部の止水が容易になる。
また、サイド部材と中間部材との組み合せにて、電池モジュールの搭載量に合せて構造体の大きさを調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明に係る電池ケース構造体の断面構造例を示す。

【図2】カバー部材を取り外した状態を示す。

【図3】（ａ），（ｂ）はサイド部材と中間部材とを分解した状態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図２に本発明に係る車両用電池ケース構造体のカバー部材５０を取り外した状態を示し、図１に断面構造例を示す。
図３にはサイド部材と中間部材との連結例を示す。
中間部材５０は電池モジュール１の搭載数に合せて用いることができ、最小スペースでよい場合は、この中間部材５０を用いなくてもよい。
本実施例は、２つの中間部材５０を用いた例となっている。

【0015】

第１サイド部材１０と第２サイド部材２０とを対向配置し、この第１サイド部材１０と第２サイド部材２０との間に中間部材３０を連結してある。
連結方法には制限がないが、本実施例は図３（ａ）に示すように、一方に嵌合凹部４１，他方に嵌合凸部４２を設けて相互に嵌着するとともに、図１に示すように上面及び下面を溶接接合した例になっている。
これにより連結部の止水が容易になるとともに連結強度が向上する。

【0016】

第１サイド部材１０及び第２サイド部材２０は、電池モジュールを載置するための収容底部１１，２１と、この収容底部から一体的に立設し、電池モジュール１の側部に位置する骨格中空部１２，２２を有する。
骨格中空部１２，２２は、中空断面形状にすることで、側部からの入力荷重に対し保護効果が向上する。
本実施例では日字断面形状になっているが、中空断面形状であればよく、これに限定されない。
電池モジュールを収容する収容部の収容底部１１，１２には、冷媒を循環させるための冷却中空部１５，２５が一体的に形成されている。
また、その下側にクリアンス中空部１３，２３を形成し、さらにその下側に一体的にアンダー中空部１４，２４を形成してある。
これらは、アルミニウム合金等の押出材にて一体的に製作してある。
第１及び第２サイド部材１０，２０は必要に応じて、車両への取付部１６，２７を有し、アンダー中空部１４，２４側との連結部に連結中空部１７，２７を設けてもよい。

【0017】

中間部材３０もアルミニウム合金等の押出材で製作してあり、電池モジュール１の収容底部３１に一体的に冷却中空部３５を形成し、その下側に一体的にクリアランス中空部３３とアンダー中空部３４とを形成してある。
アンダー中空部３４は下側からの入力荷重を直接的に受ける部分であり、クリアランス中空部３３はアンダー中空部３４が上側に変形する際に、冷却中空部３５に当たるまでの隙間を形成することでエネルギー吸収量が多くなる。

【0018】

図２に示すように第１サイド部材１０と第２サイド部材２０との両側の端部は、第１端部フレーム部材６１と第２端部フレーム部材６２とを溶接等にて連結してある。
第１端部フレーム部材６１及び第２端部フレーム部材６２は、アルミニウム合金の押出材で製作してあり、第１，第２サイド部材１０，２０及び中間部材３０に形成した収容底部を外側に延在させ、その上面に溶接等にて接合してある。
これにより図２に示すように底部が塞がれた箱状のケース体が形成され、内部に複数の電池モジュール１を載置及び固定することができる。
車両に対しては、第１，第２サイド部材１０，２０に設けた取付部を用いてボルト等で取付固定でき、冷却中空部１５，２５，３５に冷媒の配管部材を連結することができる。
ケース体の開口部には、カバー部材５０を取り付けて止水してもよい。

【符号の説明】

【0019】

１ 電池モジュール
１０ 第１サイド部材
１１ 収容底部
１２ 骨格中空部
１３ クリアランス中空部
１４ アンダー中空部
１５ 冷却中空部
２０ 第２サイド部材
２１ 収容底部
２２ 骨格中空部
２３ クリアランス中空部
２４ アンダー中空部
２５ 冷却中空部
３０ 中間部材
４０ 連結部
５０ カバー部材

【図1】

【図2】

【図3】