特許 7462050 バッテリパックのための補強キャリアデバイスおよび補強バッテリパックの組立てのためのプロセス

(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】2024-03-27

(45)【発行日】2024-04-04

(54)【発明の名称】バッテリパックのための補強キャリアデバイスおよび補強バッテリパックの組立てのためのプロセス

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/242 20210101AFI20240328BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20240328BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20240328BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20240328BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20240328BHJP

   H01M 50/271 20210101ALI20240328BHJP

   H01M 50/289 20210101ALI20240328BHJP

   H01M 10/6554 20140101ALI20240328BHJP

【ＦＩ】

H01M50/242

H01M50/249

H01M50/204 401H

H01M10/613

H01M10/625

H01M50/271 B

H01M50/289 101

H01M10/6554

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2022538942

(86)(22)【出願日】2019-12-24

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-02-28

(86)【国際出願番号】 IB2019061326

(87)【国際公開番号】W WO2021130522

(87)【国際公開日】2021-07-01

【審査請求日】2022-08-19

(73)【特許権者】

【識別番号】515214729

【氏名又は名称】アルセロールミタル

(74)【代理人】

【識別番号】110001173

【氏名又は名称】弁理士法人川口國際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】シュナイダー，ニコラ

【審査官】松嶋 秀忠

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０１９２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１２４１０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０９６３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００７０６５１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０９５６５０１１（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０９５０１５７０（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／２０－２９８

Ｈ０１Ｍ １０／６０－６６７

Ｂ６０Ｋ １／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気またはハイブリッド車両のバッテリパックのための補強キャリアデバイス（１、１’）であって、少なくとも：
－ バッテリパックの複数のバッテリモジュールを受容するように提供された、少なくとも１つの側壁（３、４、５、６、６’）と基壁（７）とを備える、キャリアデバイス（６０）、
－ 少なくとも側壁の一部に沿って延び、少なくとも部分的に互いに面し、前記側壁（３、４、５、６、６’）の反対側の面にそれぞれ固定され、次いで補強構成（９、１０、１１、１２、１３ａ、１３ｂ）を形成する、少なくとも内部補強片（１４、１５、１６、１７、１８ａ、１８ｂ）と外部補強片（１９、２０、２１、２２、２３ａ、２３ｂ）とを備える、前記側壁（３、４、５、６、６’）の補強構造（８）、
を備え、補強構成（９、１０、１１、１２、１３ａ、１３ｂ）は、
・ キャリアデバイス（２、２’）の側壁（３、４、５、６、６’）によってその両方が横断され、各々が内部補強片（１４、１５、１６、１７、１８ａ、１８ｂ）の内部補強中空セクション（２６、２７）および外部補強片（１９、２０、２１、２２、２３ａ、２３ｂ）の外部補強中空セクション（２８、２９）で作られ、両方の補強中空セクションは少なくとも部分的に互いに面している、少なくとも２つの隣接する補強中空部分（２４、２５）と、
・ 隣接する補強中空部分（２４、２５）の間に位置し、側壁（３－６、６’）に固定され、内部補強片（１４－１７、１８ａ、１８ｂ）の内部補強締結セクション（３１）および外部補強片（１９－２２、２３ａ、２３ｂ）の外部補強締結セクション（３２）で作られ、両方の補強締結セクション（３１、３２）が少なくとも部分的に互いに面している、縦方向補強締結部分（３０）と
を備える、補強キャリアデバイス（１、１’）。

【請求項2】

補強構造（８）の各補強片（１４－２３ｂ）が、少なくとも側壁（３－６、６’）に固定される２つの反対側の縦方向末端（３３、３４）を備える、請求項１に記載の補強キャリアデバイス（１、１’）。

【請求項3】

キャリアデバイス（２）が、縦方向軸Ｘに関して延びる一般的な長方形形状を有するタブであって、フレームを形成する、２つの縦方向側壁（３、４）と、２つの横方向側壁（５、６、６’）とを備える、請求項１または請求項２に記載の補強キャリアデバイス（１、１’）。

【請求項4】

補強構造（８）が、タブ（２、２’）の２つの縦方向側壁（３、４）にそれぞれ固定された、少なくとも２つの縦方向補強構成（９、１０）を備える、請求項３に記載の補強キャリアデバイス（１、１’）。

【請求項5】

補強構造（８）が、タブ（２、２’）の２つの横方向側壁（５、６、６’）にそれぞれ固定された、少なくとも２つの横方向補強構成（１１、１２、１３ａ、１３ｂ）を備える、請求項４に記載の補強キャリアデバイス（１、１’）。

【請求項6】

横方向側壁（５）の１つにおいて、および関係する補強構成（１１）の補強締結部分（３０）においての両方で扱われる貫通穴（３５）を備える、請求項５に記載の補強キャリアデバイス（１、１’）。

【請求項7】

キャリアデバイス（２、２’）の側壁（３、４、５、６、６’）が、基壁（７）に対してドラフト角（α）に従って傾斜され、前記基壁（７）に垂直に延びる２つの平行面（Ｐ１、Ｐ２）によって画定されたロケーションスペースに含まれ、関係する補強構成（９－１２、１３ａ、１３ｂ）の補強中空部分（２４、２５）も前記ロケーションスペース（３６）に含まれる、請求項１から６のいずれかに記載の補強キャリアデバイス（１、１’）。

【請求項8】

内部および外部補強片（１４－２３ｂ）が、１５００ＭＰａ超の引張り強度を有する鋼で作られる、請求項１から７のいずれかに記載の補強キャリアデバイス（１、１’）。

【請求項9】

キャリアデバイス（２、２’）に挿入されたメッシュ（３７）を備え、複数のハウジングメンバ（４０）を形成する複数のハウジングクロスメンバ（３８、３９）を備え、内部補強片（１４、１５、１６、１７、１８ｂ）が少なくとも１つのハウジングクロスメンバ（３８、３９）の自由端に固定される、請求項１から８のいずれかに記載の補強キャリアデバイス（１、１’）。

【請求項10】

請求項９に記載の、２つの横方向側壁（５、６）、２つの縦方向側壁（３、４）、および前記側壁（３－６）を保護する少なくとも４つの補強構成（９－１２）を備える補強キャリアデバイス（１、１’）の組立てのためのプロセスであって、少なくとも以下のステップ：
－ （ｉ）補強構成（９－１２）の内部補強片（１４－１７）をメッシュ（３７）のハウジングクロスメンバ（３８、３９）の自由端に固定することによって、第１の組立て品を提供することと、
－ （ｉｉ）補強構成（９－１２）の外部補強片（１９－２２）をキャリアデバイス（２）の側壁（３－６）の外面に固定することによって、第２の組立て品を提供することと、
－ （ｉｉｉ）第２の組立て品のキャリアデバイス（２）に第１の組立て品を挿入し、内部補強片（１４－１７）を前記キャリアデバイス（２）の側壁（３－６）の内面に固定することと
を含む、プロセス。

【請求項11】

（ｉｖ）冷却デバイス（４１）が第２の組立て品のキャリアデバイス（２）の基壁（７）の外面に固定される、請求項１０に記載のプロセス。

【請求項12】

複数のバッテリモジュールを備える、電気またはハイブリッド車両（６０）のための補強バッテリパック（４２）であって、少なくとも：
－ バッテリパック中への侵入を回避するように提供された、シールド要素と名付けられた下部保護要素（４３）と、
－ シールド要素（２３）の上にあり、バッテリモジュールを収容する、請求項１から９のいずれかに記載の補強キャリアデバイス（１、１’）と、
－ 補強キャリアデバイス（１、１’）に固定されたトップカバー（４４）と
をさらに備える、補強バッテリパック。

【請求項13】

少なくとも：
－ シールド要素（４３）の上にあり、バッテリモジュールを冷却するために提供された冷却手段（４１）であって、補強キャリアデバイス（１、１’）が冷却手段（４１）の上にある、冷却手段と、
－ 補強キャリアデバイス（１、１’）に挿入され、前記補強キャリアデバイス（１、１’）に固定され、複数のハウジングメンバ（４０）を形成する複数のハウジングクロスメンバ（３８、３９）を備える、メッシュ（３７）であって、各バッテリモジュールが関係するハウジングメンバ（４０）に収容される、メッシュ（３７）と
をさらに備える、請求項１２に記載の補強バッテリパック（４２）。

【請求項14】

トップカバー（４４）が、キャリアデバイス（２、２’）のフランジ（４５）に固定される、請求項１２または請求項１３に記載の補強バッテリパック（４２）。

【請求項15】

シールド要素（４３）と冷却手段（４１）の間に位置する、規則的に離隔された耐侵入クロスメンバ（４６）を備える、請求項１２から１４のいずれかに記載の補強バッテリパック（４２）。

【請求項16】

シールド要素（４３）が、１８００ＭＰａ超の引張り強度を有する鋼で作られる、請求項１２から１５のいずれかに記載の補強バッテリパック（４２）。

【請求項17】

少なくとも以下のステップ：
－ （ｉ）耐侵入クロスメンバ（４６）をシールド要素（４３）に固定することにより第１の組立て品を提供すること、
－ （ｉｉ）第２の組立て品を提供することであって、
・ 請求項９の補強キャリアデバイス（１、１’）を冷却デバイス（４１）の上に配置して、次いで前記補強キャリアデバイス（１、１’）を前記冷却デバイス（４１）に固定し、
・ メッシュ（３７）の隣接するハウジングクロスメンバ間のハウジング（４０）の内側にバッテリモジュールを提供することによって、第２の組立て品を提供すること、
－ （ｉｉｉ）第２の組立て品を第１の組立て品に固定することによって最終組立て品を提供すること、
－ （ｉｖ）トップカバー（４４）を提供し、それを補強キャリアデバイス（１、１’）に固定すること
を含む、請求項１３から１６のいずれかに記載の補強バッテリパック（４２）の組立てのためのプロセス。

【請求項18】

ステップ（ｉｖ）が、トップカバー（４４）を提供し、それを請求項１３に記載のキャリアデバイス（２、２’）のフランジ（４５）に固定することによって実施される、請求項１７に記載のプロセス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車産業における保護および補強要素に関し、より具体的には電気またはハイブリッド車両のバッテリパックの保護に関する。

【背景技術】

【0002】

電気またはハイブリッド車両は、少なくとも１つの重くてかさばるバッテリパックを組み込まなくてはならない。このバッテリパックは、複数のバッテリモジュールで作られ、各モジュールはバッテリセルを収納している。前記バッテリモジュールは、自動車事故の間に起こり得る物理的侵入に対して、および組立て中にバッテリパックを関係する車両に移動させる間の機械的衝撃に対しての両方に大変うまく保護されなくてはならない。

【0003】

米国特許出願第１３／９４０７３５号から、板底と、底の周縁から上方に曲げられる壁とを備える、トレイまたはタブに挿入された複数のモジュールを備えるバッテリパックを設計することが知られている。壁は、より良いモジュール保護のために内部フレームと外部フレームとによって補強される。

【0004】

しかしながら、トレイのドラフト角は、トレイにバッテリモジュールを挿入するときのスペースの最適化において問題であるロストゾーンを形成する。加えて、タブに固定された内部および外部フレームの構造は、モジュールにとって問題となり得る機械的振動を発生させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】米国特許出願第１３／９４０７３５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

したがって、本発明の狙いは、バッテリパックのバッテリモジュール構成を最適化しながら、前記パックのバッテリモジュールを、効率的に保護する道を提供することによって、従来技術の欠点を是正することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この目的のために、本発明の第１の目的は、電気またはハイブリッド車両のバッテリパックのための補強キャリアデバイスであって、少なくとも：
－ バッテリパックの複数のバッテリモジュールを受容するように提供された少なくとも１つの側壁と基壁とを備える、キャリアデバイス、
－ 少なくとも側壁の一部に沿って延び、少なくとも部分的に互いに面し、前記側壁の反対面にそれぞれ固定されて、補強構成を形成する、少なくとも内部補強片と外部補強片とを備える、前記側壁の補強構造、
を備え、補強構成は：
・キャリアデバイスの側壁によって両方が横断され、それぞれが内部補強片の内部補強中空セクションおよび外部補強片の外部補強中空セクションで作られ、両方の補強中空セクションは少なくとも部分的に互いに面している、少なくとも２つの隣接する補強中空部分と、
・隣接する補強中空部分の間に位置し、側壁に固定され、内部補強片の内部補強締結セクションおよび外部補強片の外部補強締結セクションで作られ、両方の補強締結セクションが少なくとも部分的に互いに面している、縦方向補強締結部分と
を備える、補強キャリアデバイスからなる。

【0008】

本発明による補強キャリアデバイスは、個別にまたは組合せて考慮される、以下に挙げられた任意選択の特徴：
－ 補強構造の各補強片が、少なくとも側壁に固定される、２つの反対側の縦方向の末端を備える。
－ キャリアデバイスが、縦方向軸Ｘに関して延びる、全体的な長方形形状を有するタブであって、フレームを形成する、２つの縦方向側壁と、２つの横方向側壁とを備える。
－ 補強構造が、タブの２つの縦方向側壁にそれぞれ固定された、少なくとも２つの縦方向補強構成を備える。
－ 補強構造が、タブの２つの横方向側壁にそれぞれ固定された、少なくとも２つの横方向補強構成を備える。
－ 補強キャリアデバイスが、横方向側壁の１つおよび関係する補強構成の補強締結部分の両方において扱われる貫通穴を備える。
－ キャリアデバイスの側壁が、基壁に対してドラフト角（α）に従って傾斜され、両方とも前記基壁に垂直に延びる２つの平行面によって画定されたロケーションスペース（ｌｏｃａｔｉｏｎ ｓｐａｃｅ）に含まれ、関係する補強構成の補強中空部分も前記ロケーションスペースに含まれる。
－ 内部および外部補強片が、１５００ＭＰａ超、好ましくは１７００ＭＰａ超の引張り強度を有する鋼で作られる。
－ 補強キャリアデバイスが、キャリアデバイスに挿入され、複数のハウジングメンバを形成する複数のハウジングクロスメンバを備えるメッシュを備え、内部補強片が少なくとも１つのハウジングクロスメンバの自由端に固定される。
を有してもよい。

【0009】

本発明の第２の目的は、上述した補強キャリアデバイスの組立てのためのプロセスからなり、２つの横方向側壁、２つの縦方向側壁、および前記側壁を保護する少なくとも４つの補強構成を備え、プロセスは、少なくとも以下のステップ：
－ （ｉ）補強構成の内部補強片をメッシュのハウジングクロスメンバの自由端に固定することによって、第１の組立て品を提供することと、
－ （ｉｉ）補強構成の外部補強片をキャリアデバイスの側壁の外面に固定することによって、第２の組立て品を提供することと、
－ （ｉｉｉ）第１の組立て品を第２の組立て品のキャリアデバイスに挿入し、内部補強片を前記キャリアデバイスの側壁の内面に固定することと
を含む。

【0010】

本発明による補強キャリアデバイスの組立てのためのプロセスは、個別にまたは組み合わせて考慮される、以下に挙げられた任意選択の特徴：
－ 冷却デバイスが、第２の組立て品のキャリアデバイスの基壁の外面に固定される
を有してもよい。

【0011】

本発明の第３の目的は、複数のバッテリモジュールを備え、少なくとも以下：
－ バッテリパックの中への侵入を回避するように提供された、シールド要素と名付けられた下部保護要素と、
－ シールド要素の上にあり、バッテリモジュールを収容する、上述した補強キャリアデバイスと、
－ 補強キャリアデバイスに固定されたトップカバーと
をさらに備える、電気またはハイブリッド車両のための補強バッテリパックからなる。

【0012】

本発明による補強バッテリパックは、個別にまたは組合せて考慮される、以下に挙げられた任意選択の特徴：
－ 補強バッテリパックが：
・シール要素の上にあり、バッテリモジュールを冷却するために提供された冷却手段であって、補強キャリアデバイスが冷却手段の上にある、冷却手段と、
・補強キャリアデバイスに挿入され、前記補強キャリアデバイスに固定され、複数のハウジングメンバを形成する複数のハウジングクロスメンバを備えるメッシュであって、各バッテリモジュールが関係するハウジングメンバに収容されている、メッシュとをさらに備える。
－ カバーが、キャリアデバイスのフランジに固定される。
－ 補強バッテリパックが、シールド要素と冷却手段の間に位置する、規則的に離隔された耐侵入クロスメンバを備える。
－ シールド要素が、１８００ＭＰａ超の引張り強度を有する鋼で作られる。
を有してもよい。

【0013】

本発明の第４の目的は、少なくとも以下のステップ：
－ （ｉ）耐侵入クロスメンバ（４６）をシールド要素に固定することにより第１の組立て品を提供すること、
－ （ｉｉ）第２の組立て品を提供することであって、
・上記した補強キャリアデバイスを冷却デバイスの上に配置し、次いで前記補強キャリアデバイスを前記冷却デバイスに固定すること、
・メッシュの隣接するハウジングクロスメンバ間のハウジングの内側にバッテリモジュールを提供すること
によって第２の組立て品を提供すること、
－ （ｉｉｉ）第２の組立て品を第１の組立て品に固定することによって最終組立て品を提供すること、
－ （ｉｖ）トップカバーを提供し、それを補強キャリアデバイスに固定すること
を含む、上記した補強バッテリパックの組立てのためのプロセスからなる。

【0014】

本発明による補強バッテリパックの組立てのためのプロセスは、個別にまたは組合せて考慮される、以下に挙げられた任意選択の特徴：
－ ステップ（ｉｖ）は、トップカバーを提供し、それをキャリアデバイスのフランジに固定することよって実施される。
を有してもよい。

【0015】

本発明のその他の特徴および利点は、以下の説明においてより詳細に記載される。

【0016】

本発明は、以下の図を参照して、純粋に説明の目的で提供され、けっして限定的であることを意図していない以下の記載を読むことによって、より良く理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明による補強バッテリパックを備える車両のボディの斜視図を表す。

【図2】本発明の第１の実施形態による、補強キャリアデバイスの矢印Ｉに従う部分の横断面図を表す。

【図3】図２の補強キャリアデバイスの矢印ＩＩに従う縦断面図を表す。

【図4】図２の補強キャリアデバイスの分解図である。

【図5】本発明の補強キャリアデバイスの第２の実施形態の平面図である。

【図6】ハイブリッドまたは電気車両のフロアに固定された、本発明の補強キャリアデバイスの一部の横断面図である。

【図7】車両のフロアへの補強バッテリパックの固定手段を示す、図６の詳細である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

なお、本出願で使用される用語「低」、「高」、「上」、「下」、「最低」、「最高」、「頂部」、「底部」、「左」、「右」という用語は、地面に垂直に配置されるときの補強キャリアデバイスのバッテリパックのおよび車両の異なる部分の位置および向きを指す。さらに、「前」、「前方」、「後」、「背後」、「後方」という用語は、車両の通常の運転方向に従って定義される。「実質的に垂直」という用語は、９０°±１５°の角度を規定し、「実質的に平行」という用語は、０°±１５°の角度を規定する。

【0019】

図１から４によれば、本発明の補強キャリアデバイスが、第１の実施形態においてここに記載される。

【0020】

本発明の補強キャリアデバイス１，１’は、機械的衝撃および物理的侵入から、ハイブリッドまたは電気車両６０のバッテリパックのバッテリモジュールを収容し保護するように設計される。補強キャリアデバイス１、１’は、よって、以下で議論されるように、図６および６において一部が図示される、補強バッテリパック４２の一部である。

【0021】

バッテリパックは、電気またはハイブリッド車両の良く知られたコンポーネントであり、タブとも名付けられたキャリアデバイス２、２’の上にある複数のモジュールを本質的に備え、前記キャリアデバイスは、シールド要素４３（図６および７に図示されている）とさらに名付けられた保護要素の上にある。加えて、冷却デバイス４１が、キャリアデバイス２、２’とシールド要素４３の間に挿入され、キャリアデバイス２、２’の基壁７の外面に固定される。

【0022】

特定の実施形態において、このシールド要素４３は、重量で０．１５％から０．５％の間の炭素を含む、完全マルテンサイト系鋼で作られる。このマルテンサイト系鋼は、１８００ＭＰａ超の引張り強度を有し、シールド要素に、バッテリパックを通る物理的侵入に対して特に耐久性を与えている。

【0023】

補強キャリアデバイス１、１’は、通常タブと名付けられ、バッテリパックの複数のバッテリモジュールを受容するように提供されたキャリアデバイス２、２’を備える。キャリアデバイス２、２’は、その上にバッテリモジュールがあり得る基壁７と、少なくともバッテリモジュールを包囲するフレームを形成するいくつかの側壁３－６、６’とを備える。キャリアデバイス２、２’は、好ましくは一般的な長方形形状を有し、縦方向軸Ｘに関して延び、２つの縦方向側壁３、４と２つの横方向側壁５、６、６’とを備える。しかしながら、下で説明されるように、この一般的な形状は、図５に図示されているように、異なってもよい。

【0024】

キャリアデバイス２、２’は、鋼で作られ、スタンピング工程を容易にするために、鋼ブランク、好ましくは１０００ＭＰａ未満の引張り強度を有する鋼ブランクをスタンピングすることによって製造される。キャリアデバイス２、２’の形状の故に、およびスタンピング工程後のキャリアデバイス２、２’のデモールディングを可能にするために、キャリアデバイス２、２’の各側壁３－６、６’は、ドラフト角αに従って、基壁７に対して傾斜される。キャリアデバイス２、２’の各側壁３－６、６’はよって、前記ドラフト角αに従って基壁７に対して傾斜され、両方とも前記基壁７に垂直に延びる２つの平行面Ｐ１、Ｐ２によって画定されるスペース３６に含まれる。以下では、このスペース３６は、ロケーションスペースと名付けられる。

【0025】

図２は、図５における矢印Ｉに従う縦方向側壁３を図示しており、図３は、図５における矢印ＩＩに従う横方向側壁５を図示している。図２および３に図示されるように、キャリアデバイス２の各側壁３、５は、直線中央部分５８、基壁７に固定された湾曲端部分４７、および自由端部分４５を備える。明細書においてさらに説明されるように、側壁３－６の自由端部分４５は、基壁７に平行なフランジ４５を形成する。

【0026】

図２－４によると、補強キャリアデバイス１は、また、キャリアデバイス２の側壁３－６の少なくとも１つの補強構造８を備える。この補強構造８は、側壁３－６の少なくとも一部に沿って延びる、少なくとも内部補強片１４－１７と、外部補強片１９－２２とを備える。内部および外部補強片１４－１７；１９－２２は、少なくとも関係する側壁３－６の反対面にそれぞれ固定され、少なくとも部分的に互いに面しており、好ましくは、図２および３に図示されるように互いに面している。

【0027】

以下において、関係する側壁３－６の反対面にそれぞれ固定され、少なくとも部分的に互いに面する、一組の内部および外部補強片１４－１７；１９－２２は、補強構成９－１２と名付けられ、前記補強構造８はいくつかの補強構成９－１２を備えるので、よって補強構造８の一部である。

【0028】

図２は、図５における矢印Ｉに従って縦方向補強構成９を図示しており、図３は、図５における矢印ＩＩに従って横方向補強構成１１を図示している。各補強構成９、１１は、２つの隣接する補強中空部分２４、２５を備え、両方が関係する側壁３、５によって横断される。加えて、各補強中空部分２４、２５は、関係する内部補強片１４、１６の内部補強中空セクション２６、２７と、関係する外部補強片１９、２１の外部補強中空セクション２８、２９とで作られ、両方の補強中空セクション２６、２８；２５、２９は少なくとも部分的に互いに面しており、好ましくは、図２および３に図示されるように、全体的に互いに面している。この特有の構成により、２つの中空部分２４、２５は、１つまたはいくつかの側壁３、５に対するいかなる衝撃も吸収するように提供され、キャリアデバイス２の変形を回避する。

【0029】

各補強構成９、１１はまた、補強中空部分２４、２５間に位置し、関係する側壁３、５に固定される、補強締結部分３０も備える。この補強締結部分３０は、内部補強片１４、１６の内部補強締結セクション３１と、外部補強片１４、１６の外部補強締結セクション３２とで作られ、両方の補強締結セクション３１、３２は、関係する側壁３、５に溶接される。加えて、両方の補強締結セクション３１、３２は、図２および３に図示されるように、少なくとも部分的に互いに面しており、好ましくは全体的に互いに面している。この特有の構成により、２つの中空部分２４、２５の体積が減少されて、バッテリパックのモジュールを通した機械的伝播を制限する。言い換えると、補強締結部分３０は、バッテリモジュールによって経験される機械的振動を減少させる。

【0030】

特定の実施形態において、縦方向側壁を補強する補強片１４、１５；１９；２０は、高強度鋼をロール成形することによって有利に製造される。ロール成形は、高強度鋼を成形する、非常に生産性が高く、経済的な方法である。この技術の適用は、補強片１４、１５；１９；２０が連続的なセクションを有することにより可能にされる。内部補強片１４、１５のセクションは同一にすることができるので、同じロール成形ツールを、これらの補強片の両方に対して使用することができ、生産ツールをさらに合理化し、製造コストを下げる。同様に、外部補強片１９、２０を、同じ生産ツールを使用して作ることができる。

【0031】

後ほど詳細に述べる特定の実施形態において、横方向側壁を補強する補強片１６、１８；２１、２３は、電気ソケットの存在のために、バッテリパックの少なくとも前部、または後部において、不連続セクションを有する。この場合、前記補強片をロール成形することは可能でない。冷間スタンピングまたは熱間スタンピングを、前記補強片に対して使用することができる。高強度鋼の必要性および比較的複雑な補強片の形状のために、高強度高成形性鋼が、有利に適用され、その例が下に与えられる。

【0032】

例として、内部および外部補強片１４、１５；１９、２０は、１５００ＭＰａ超の引張り強度を有する完全マルテンサイト系鋼を使用してロール成形される。この鋼の組成は、例えば、重量パーセントで次のとおりである：

【0033】

【表1】

【0034】

別の実施形態において、内部および外部補強片１４、１５；１９、２０は、１７００ＭＰａ超の引張り強度を有する、より硬いマルテンサイト系鋼を使用してロール成形される。この鋼の組成は、重量パーセントで次のとおりである：

【0035】

【表2】

【0036】

例として、補強片１６、１８；２１、２３は、重量％で、０．１３％＜Ｃ＜０．２５％、２．０％＜Ｍｎ＜３．０％、１．２％＜Ｓｉ＜２．５％、０．０２％＜ＡＩ＜１．０％を含み、１．２２％＜Ｓｉ＋ＡＩ＜１．２２％、Ｎｂ＜０．０５％、Ｃｒ＜０．５％、Ｍｏ＜０．５％、Ｔｉ＜０．０５％を有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物である化学組成を有し、８％から１５％までの残留オーステナイトを含み、残部はフェライト、マルテンサイトおよびベイナイトであって、マルテンサイトとベイナイトの割合の合計が７０％から９２％の間である微細構造を有する材料を冷間スタンピングすることによって作られる。

【0037】

例として、補強片１６、１８；２１、２３は、重量％で、０．１５％＜Ｃ＜０．２５％、１．４％＜Ｍｎ＜２．６％、０．６％＜Ｓｉ＜１．５％、０．０２％＜ＡＩ＜１．０％を含み、１．０％＜Ｓｉ＋ＡＩ＜２．４％、Ｎｂ＜０．０５％、Ｃｒ＜０．５％、Ｍｏ＜０．５％を有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物である化学組成を有し、１０％から２０％の間の残留オーステナイトを含み、残部がフェライト、マルテンサイトおよびベイナイトである微細構造を有する材料を冷間スタンピングすることによって作られる。

【0038】

上の例で引用された鋼等級は、補強片１４－２３が、キャリアデバイス２、２’の相対的な延性にもかかわらず、キャリアデバイス２、２’のいかなる変形に対しても、またはバッテリモジュールを通したいかなる物理的侵入に対しても保護を提供するように、高強度を有する。

【0039】

第１の変形形態における補強キャリアデバイス２は、それぞれが長方形キャリアデバイス２の２つの縦方向側壁３、４に固定された縦方向補強構成９、１０を備える。図３は、１つの縦方向側壁３に固定された１つの縦方向構成９を図示している。

【0040】

各縦方向構成９の外部補強片１９は、キャリアデバイス２の対応する側壁３の外面に、より正確には、前記側壁３のフランジ４５の直ぐ下に溶接された第１の端部分５４を備える。外部片１９はまた、キャリアデバイス２の基壁７の外面に溶接された反対側の端部分５５と、一般的な台形形状を有する２つの隣接する中空セクション２８、２９とを備える。

【0041】

各構成９の内部補強片１４は、外部補強片１９の第１の端部分５４に面する、キャリアデバイス２の対応する側壁３の内面に溶接された第１の端部分３３を備える。内部片１４はまた、キャリアデバイス２の基壁７の内面に溶接された反対側の端部分３４と、外部補強片１９の２つの中空部分２８、２９にそれぞれ面する一般的な台形形状を有する２つの隣接する中空セクション２６、２７とを備える。外部補強片１９はまた、キャリアデバイス２の基壁７の外面に溶接された反対側の端部分５５を備える。

【0042】

有利な方法において、縦方向補強構成９の補強中空部分２４、２５は、ロケーションスペース３６に含まれる。補強中空部分２４、２５のこの特有の配置により、バッテリモジュールの収容のために許容される合計スペースは、完全に最適化される。

【0043】

補強キャリアデバイス１の補強構造８はまた、長方形キャリアデバイス２の２つの横方向側壁５、６にそれぞれ固定された２つの横方向補強構成１１、１２を備えてもよい。図３は、１つの横方向側壁５に固定された１つの横方向構成１１を図示している。

【0044】

これらの追加の補強構成１１の内部および外部補強片１６、２１の構造および構成は、以下の特徴を除いて、図２と関係して上記したものにまったく類似している。

【0045】

ハイブリッド車両６０の電気モータを、バッテリパックのバッテリモジュールに接続するために、少なくとも電気配線（図示せず）は、キャリアデバイス２および関係する補強構成１１の両方を通過できなくてはならない。

【0046】

補強キャリアデバイス１はよって、１つの横方向側壁５において、および関係する補強構成１１の補強締結部分３０においての両方で扱われる貫通穴３５を備える。電気ソケット４８はよって、このように穴３５を通して挿入され、前記ソケット４８は、バッテリモジュールに永久的に接続され、少なくとも電気配線を介して電気モータに接続されるように構成される。貫通穴３５の水密性を確保するために、前記ソケット４８の外側部は、有利には、例えば、当業者にはよく知られている、ゴムまたは適合ポリマーなどの水密性を確保する材料で作られる。

【0047】

有利には、また図４に図示されるように、本発明の補強キャリアデバイス１は、キャリアデバイス２に挿入されたメッシュ３７を備えてもよい。このメッシュ３７は、キャリアデバイス２の基壁７の上にあり、縦方向メンバ３８と、前記縦方向メンバに固定された複数のハウジングクロスメンバ３９とを備える。ハウジングクロスメンバ３９は、少なくともバッテリモジュールを収容するように各々が提供された複数の規則的にディスパッチされたハウジングメンバ４０を形成する。

【0048】

キャリアデバイス２の横方向側壁５、６に溶接された２つの内部補強片１６、１７はまた、メッシュ３７の縦方向メンバ３８の２つの反対側の端部にそれぞれ固定される。加えて、キャリアデバイス２の縦方向側壁３、４に溶接された２つの他の内部補強片１４、１５は、メッシュ３７のハウジングクロスメンバ３９の自由端に溶接される。有利には、メッシュ３７の縦方向メンバ３８は、キャリアデバイス２の縦方向補強メンバである。

【0049】

補強キャリアデバイス１の組立てのためのプロセスが、ここで図４に関して記載されることになる。

【0050】

第１のステップにおいて、補強構造の内部補強片１６、１７を、ハウジングクロスメンバ３９およびメッシュ３７の縦方向メンバ３８の両方の自由端に溶接することによって、第１の組立て品が提供される。

【0051】

第２のステップにおいて、補強構造の外部補強片１４、１５をキャリアデバイス２の関係する側壁３、４の外面に溶接することによって、第２の組立て品が提供される。この第２のステップの間に、任意選択で、冷却デバイス４１が、キャリアデバイス２の基壁７の外面に固定されてもよい。

【0052】

第３および最後のステップにおいて、基壁７の上に載せるために、第１の組立て品がキャリアデバイス２に挿入され、次いで内部補強片１６、１７が、キャリアデバイス２の関係する側壁５、６の内面に溶接される。

【0053】

図５に図示されるように、補強キャリアデバイス１’の第２の実施形態が、ここで記載される。

【0054】

図２から４に図示される補強キャリアデバイス１の第２の実施形態と第１の実施形態の間の違いは、キャリアデバイス１’の形状である：２つの隣接する隅部５６、５７は、横方向側壁６’の１つがもはや直線でなく、弯曲されるように、面取りされる。弯曲した側壁６’を補強するために、少なくとも１つ、好ましくは２つの弯曲補強構成１３ａ、１３ｂが提供される。関係する弯曲側壁６’の形状に追従するために、関係する構成１３ａ、１３ｂの各補強片１８ａ、１８ｂ、２３ａ、２３ｂがまた、弯曲される。

【0055】

２つの隣接する弯曲補強構成１３ａ、１３ｂは、それぞれ、２つの第１の端によって互いに溶接される２つの内部補強片１８ａ、１８ｂを備える。加えて、内部補強片１８ｂの１つの第１の端は、メッシュ３７の縦方向メンバ３８に固定される。前記内部片１８ａ、１８ｂの２つの反対端は、それぞれ、２つの補強構成９、１０の内部補強片１４、１５の第１の端に固定され、キャリアデバイス２’の縦方向側壁３、４を補強している。

【0056】

２つの隣接する弯曲補強構成１３ａ、１３ｂは、それぞれ、２つの第１の端によって互いに溶接される２つの外部補強片２３ａ、２３ｂを備える。前記外部片２３ａ、２３ｂの２つの反対端は、それぞれ、２つの補強構成９、１０の外部補強片１９、２０の第１の端に固定され、キャリアデバイス２’の縦方向側壁３、４を強化している。

【0057】

最終的に、補強構成９、１０の内部片および外部片１４、１５；１９、２０の反対端は、それぞれ、補強構成１１の内部片１６および外部片２１の両方の反対端に溶接される。

【0058】

本発明により、図６に図示されているように、本発明の補強キャリアデバイス１は、知られているバッテリパックの一部とし、次いで補強バッテリパック４２を形成してもよい。補強バッテリパック４２は、補強キャリアデバイス１のそれよりも、同じ縦方向軸Ｘに関して延びている。

【0059】

補強バッテリパックは：
・上記したシールド要素４３；
・シールド要素４３の上にあり、バッテリモジュールを冷却するように提供された、上記した冷却手段４１。例として、冷却手段４１は、互いに固定されたクラッディング要素と名付けられた２つの熱伝導要素と、２つのクラッディング要素の間に挿入された冷却システム（図示せず）とを備える；
・シールド要素４３に固定され、前記シールド要素４３と冷却手段４１の間に位置する、規則的に離隔された耐侵入クロスメンバ４６；
・冷却手段４１の上にあり、それに固定された、本発明の補強キャリアデバイス１；
・上記し、補強キャリアデバイス１に挿入されたメッシュ３７。好ましくは、メッシュ３７の横方向ハウジングクロスメンバ３９が、車両６０の底から来る侵入の場合に、前記耐侵入クロスメンバ４６と、横方向ハウジングクロスメンバ３９とが協働して最適な抵抗を提供するように、耐侵入クロスメンバ４６と整列される。
・複数のバッテリモジュール。各バッテリモジュールは、関係するハウジングメンバ４０に収容され、冷却手段４１に面している。
を備える。

【0060】

最後に、補強バッテリパック４２は、補強キャリアデバイス１のフランジ４５に固定される、トップカバー４４とも名付けられたトッププレートを備える。別の好ましい実施形態においては、トップカバー４４は、メッシュ３７の少なくとも１つのハウジングクロスメンバ３９にボルト留めすることによって、補強キャリアデバイス１に固定されてもよい。この最後の実施形態において、バッテリモジュールまたはその他の要素の保守が必要な場合には、トップカバー４４を取り外すことが可能である。

【0061】

本発明に従って、補強バッテリパック４２を組み立てるためのプロセスがここで記載される。

【0062】

第１のステップにおいて、耐侵入クロスメンバ４６をシールド要素４３に固定することによって、第１の組立て品が提供される。

【0063】

第２のステップにおいて、第２の組立て品が、以下のサブステップに従って提供される：
－ 補強キャリアデバイス１を冷却デバイス４１の上に提供し、次いで前記補強キャリアデバイス１を前記冷却デバイス４１に固定すること、および
－ キャリアデバイス２に固定されたメッシュ３７のハウジング４０内側にバッテリモジュールを提供すること。

【0064】

第３のステップにおいて、最終組立て品を提供するために、第１の組立て品は、第２の組立て品に固定される。より正確には、耐侵入クロスメンバ４６が冷却デバイス４１に溶接される。

【0065】

第４および最後のステップにおいて、トッププレート４４が、例えば、前記トッププレート４４をキャリアデバイス２のフランジ４５にボルト留めすることによって、補強キャリアデバイス１に固定される。有利には、トッププレート４４は、好ましくは、メッシュ３７の少なくとも１つのハウジングクロスメンバ３９にボルト留めされる。

【0066】

補強バッテリパック４２は次いで、、いかなる物理的衝撃に対しても、およびいかなる物理的侵入に対しても保護され、補強バッテリパック４２の任意のさらなる組立工程中に確実に移動させることができる。

【0067】

勿論のこと、補強バッテリパック４２は、上記した実施形態に限定はされず、本発明の文脈内で修正を行うことができる。例として、トッププレート４４は、任意選択としてもよく、冷却デバイス４１は、異なるように製造されてもよい。

【0068】

本発明の別のプロセスによれば、補強バッテリパック４２は、車両６０のボディ６１に組み付けてもよい。

【0069】

「ホワイトのボディ（ｂｏｄｙ ｉｎ ｗｈｉｔｅ）」としても知られる、車両６０のボディ６１は、異なる技術：溶接、リベッティング、クリンチング、接着、レーザブレージングの１つまたは組合せを用いて互いに接合された自動車ボディのコンポーネントを指す。

【0070】

車両６０のボディ６１は、縦方向軸に関して延び、フロア５０と、少なくとも一対の後方縦方向レイルと、一対の前方縦方向レイルとを備える。前方レイルは、車両６０の前方にあり、後方レイルは車両６０の後部に向かって位置している。二対のレイルは、このように、互いに反対向きであり、前方から、および後方から来る衝撃を吸収するように提供される。加えて、車両６０のボディ６１は、一般にサイドシルと呼ばれ、フロア５０に固定されて、互いに反対側に位置づけられる、２つの縦方向縁部レイルを備える。これらの縁部レイルは、横方向衝撃を吸収するように提供される。

【0071】

第１のステップにおいて、補強バッテリパック４２は、補強キャリアデバイス１の縦方向軸Ｘが車両６０の縦方向軸に平行になるように、車両６０のボディ６１内に位置づけられる。一旦、位置づけられると、補強キャリアデバイス１の隅部は、それぞれ、後方縦方向レイルの末端と、前方縦方向レイルの末端と接触している。

【0072】

第２および最後のステップにおいて、補強バッテリパック４２のシールド要素４３は、車両６０のボディ６１の縦方向縁部レイルに固定され、図６および７に図示されるように、トップカバー４４、メッシュ３７の関係するハウジングクロスメンバ３９、および車両６０のフロア５０が、固定手段４９で互いにボルト留めされる。前記固定手段３９は、ハウジングクロスメンバ３９の頂部に固定され、補強バッテリパック４２のトップカバー４４において扱われるオリフィスを通過する、取付けスピンドル５１を備える。トップカバー４４と車両６０のフロア５０の間にスペースを与えるために、環状スペーサ５２がよって、スピンドル５１のまわりに付加される。最後に、補強バッテリパック４２を車両６０のフロア５０に固定するために、トップカバー４４のオリフィスと面する第２のオリフィスが、フロア５０で扱われ、この第２のオリフィスを通過するねじ５３が、取付けスピンドル５１にボルト留めされる。バッテリパックの内部の水密性は、その良好な機能を保証し、バッテリパックに長い機能的な寿命を確保するために重要である。上記した組立て品が水密性であることを確実にするために、スペーサ５２と取付けスピンドル５１の間にシール５９が提供され、トップカバー４４内のオリフィスの水密性を確実にする。

【0073】

本発明の補強キャリアデバイス１、１’は、電気またはハイブリッド車両６０のバッテリパックを補強することに非常に関心がある。

【0074】

補強バッテリパック４２を形成するために、バッテリパックだけに一体化される場合には、前記バッテリは、いかなる変位の間も固定される。加えて、補強バッテリパック４２が車両６０に組み付けられる場合には、前方衝撃、後方衝撃または横方向衝撃のいずれかを含む、自動車事故の際に、補強キャリアデバイス１、１’は、キャリアデバイス２、２’の変形に対して、および補強バッテリパック４２内部への侵入に対して、より大きな保護を提供する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】