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特表2024-539322一体型バッテリ車体構造及び電気自動車

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-10-28

(54)【発明の名称】一体型バッテリ車体構造及び電気自動車

(51)【国際特許分類】

B60K 1/04 20190101AFI20241018BHJP

B62D 25/20 20060101ALI20241018BHJP

【ＦＩ】

B60K1/04 Z

B62D25/20 F

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024525273

(86)(22)【出願日】2021-10-29

(85)【翻訳文提出日】2024-06-04

(86)【国際出願番号】 CN2021127686

(87)【国際公開番号】W WO2023070588

(87)【国際公開日】2023-05-04

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】503433420

【氏名又は名称】華為技術有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＨＵＡＷＥＩＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳＣＯ．，ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】ＨｕａｗｅｉＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎＢｕｉｌｄｉｎｇ，Ｂａｎｔｉａｎ，ＬｏｎｇｇａｎｇＤｉｓｔｒｉｃｔ，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ５１８１２９，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100229448

【弁理士】

【氏名又は名称】中槇利明

(72)【発明者】

【氏名】リウ，ジエン

(72)【発明者】

【氏名】リー，ジーンジーン

【テーマコード（参考）】

3D203

3D235

【Ｆターム（参考）】

3D203AA01

3D203AA31

3D203BB12

3D203BB20

3D203BB22

3D203CA25

3D203DB05

3D235AA01

3D235BB05

3D235BB17

3D235BB25

3D235DD35

3D235EE63

3D235FF06

3D235FF07

3D235FF09

3D235HH42

(57)【要約】

一体型バッテリ車体構造及び電気自動車を提供する。一体型バッテリ車体構造は車体フレーム及びバッテリパックを含む。車体フレームは、平行に配置された２つのロッカーと、２つのロッカーの間に位置する収容空間とを有する。バッテリパックは、エンクロージャーと、エンクロージャー内に配置されたバッテリセルコンポーネント及びクロスビームを含む。クロスビームはエンクロージャーに接続されている。電気自動車全体が組み立てた後、エンクロージャーはロッカーに設置され、エンクロージャーの頂部は車体フロアとして機能することができるため、車体構造が簡素化され、電気自動車が軽量化される。加えて、車両全体のサイズを変更することなく、収容空間に位置するバッテリパックにより、バッテリパックのボリュームを増やすことができるため、バッテリパックの容量を増やし、全体的な航続性能を向上できる。力が加えられることによりロッカーが変形した場合、クロスビームがロッカに押し付けられて支持し、ロッカが過度な変形によりバッテリセルコンポーネントを押しつぶすのを防止することにより、一体型バッテリ車体構造のねじり剛性及び耐力長手方向荷重を向上させ、電気自動車の安全性を向上させる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体フレーム及びバッテリパックを含む一体型バッテリ車体構造であって、
前記車体フレームは収容空間及び２つのロッカーを有し、該２つのロッカーは平行に配置され、該収容空間は該２つのロッカーの間に位置し、
前記バッテリパックは前記収容空間に配置され、前記バッテリパックはエンクロージャー、バッテリセルコンポーネント及びクロスビームを含み、
前記バッテリセルコンポーネント及び前記クロスビームは前記エンクロージャー内に配置され、前記クロスビームは前記エンクロージャーに固定接続され、前記エンクロージャーは前記２つのロッカー上に設置され、前記クロスビームは前記２つのロッカーに対して垂直である、一体型バッテリ車体構造。

【請求項2】

前記クロスビームは、前記クロスビームの長さ方向に沿って前記ロッカーに少なくとも部分的に突出している、請求項１に記載の一体型バッテリ車体構造。

【請求項3】

前記エンクロージャーの、ロッカーに面する側面に凸状エッジが配置され、該凸状エッジは前記ロッカーにねじ接続されている、請求項１又は２に記載の一体型バッテリ車体構造。

【請求項4】

前記バッテリパックは複数のクロスビームを含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の一体型バッテリ車体構造。

【請求項5】

前記クロスビームはアルミニウムプロファイルである、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の一体型バッテリ車体構造。

【請求項6】

前記エンクロージャーの、車両内装部を支持するために用いられる面は平面であるか又は該面は前記クロスビームから離れる方向に突出する突出部を有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の一体型バッテリ車体構造。

【請求項7】

前記バッテリパックと前記ロッカーとの間に組み立て隙間があり、該組み立て隙間にはシール材又はシールストリップが充填されている、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の一体型バッテリ車体構造。

【請求項8】

前記組み立て隙間の幅ｄは５ｍｍ以上である、請求項７に記載の一体型バッテリ車体構造。

【請求項9】

補強材をさらに含み、該補強材は前記ロッカーと前記バッテリパックのエンクロージャーとを接続する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の一体型バッテリ車体構造。

【請求項10】

請求項１乃至９のいずれか一項に記載の一体型バッテリ車体構造を含む電気自動車。

【請求項11】

車両内装部をさらに含み、該車両内装部は前記バッテリパックのクロスビーム上に設置されている、請求項１０に記載の電気自動車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は新エネルギー車の技術の分野に関し、具体的には一体型バッテリ車体構造及び電気自動車に関する。

【背景技術】

【0002】

新エネルギー車として、電気自動車は省エネルギー及び環境性を誇る。電気自動車は電源としてバッテリパックを用いる。現在、バッテリパックは主にパッケージ構造を有する。具体的には、バッテリエンクロージャー内にセルモジュールが組み付けれている。したがって、電気自動車全体が組み立てられる際に、パッケージ構造のバッテリパックを車体フロアに直接組み付けることができる。

【0003】

電気自動車の設計の間、大容量バッテリパックの実際の厚さ及び最低地上高が考慮される。通常、車体フロアには比較的大きな最低地上高を設定する必要がある。しかしながら、電気自動車の全高は限られている。したがって、車体フロアの最低地上高を大きくすると、電気自動車内の乗員空間が狭くなり、乗員の乗り心地及び車両の安全性が損なわれる。したがって、現在、一部の電気自動車ではバッテリパックの厚さを増やすことが困難であり、バッテリパックの容量が比較的小さく、車両の航続性能を向上させることが困難である。

【発明の概要】

【0004】

本願は、電気自動車の車体構造を簡素化し、バッテリパックの厚さを増やすことができ、それによりバッテリパックの容量を増やし、電気自動車の全体的な航続性能を向上させるために、一体型バッテリ車体構造及び電気自動車を提供する。

【0005】

第１の態様によれば、本願は、一体型バッテリ車体構造を提供する。一体型バッテリ車体構造は車体フレーム及びバッテリパックを含む。車体フレームは収容空間及び２つのロッカーを有する。２つのロッカーは平行に配置され、収容空間は該２つのロッカーの間に位置し得る。バッテリパックはエンクロージャー、バッテリセルコンポーネント及びクロスビームを具体的に含む。バッテリセルコンポーネント及びクロスビームはエンクロージャー内に配置される。クロスビームはエンクロージャーに固定接続され、２つのロッカーに対して垂直である。

【0006】

一体型バッテリ車体構造では、バッテリパックは収容空間に配置されている。具体的には、エンクロージャーは２つのロッカー上に設置されている。車体フレームは、２つのロッカーの間に位置する収容空間を有する。電気自動車全体が組み立てられた後、バッテリパックも２つのロッカーの間に位置する。したがって、具体的には、バッテリパックが設置される際、バッテリパックのエンクロージャーの頂部は車体フロアとして機能し、電気自動車の内装部を支えるのに用いられ得る。このように、車体フロア及び補強されたクロスビームが省略され得るため、電気自動車の車体構造が簡素化され、電気自動車の軽量化が図られる。

【0007】

一体型バッテリ車体構造を用いることにより、電気自動車の車両全体のサイズを変更することなくバッテリパックを収容空間に配置することで、バッテリパックの厚さを大きくすることができる。このように、バッテリパックのエンクロージャーの頂部は補強されたクロスビームの頂部の位置に配置され、バッテリパックのボリュームを増やし、それによりバッテリパックの容量を増やし、電気自動車の全体的な航続性能が向上する。一方で、電気自動車の車両全体のサイズ及びバッテリパックのサイズが変わらないことを前提として、バッテリパックが収容空間に配置されると、バッテリパックに比較的大きな最低地上高を設定できる。このように、電気自動車はバッテリパックをぶつけることなく凹凸路面又は比較的大きな物体が置かれた路面を走行できる。他方で、車体フロア及び補強されたクロスビームが省略され得るため、電気自動車内部の乗客空間が拡大され、乗員の乗り心地が向上する。

【0008】

加えて、電気自動車の側面が特定の衝撃を受けると、ロッカーは外力によりバッテリパックの方に変形し、ロッカーがクロスビームに押し付けられる。クロスビームをロッカーに押し付けて支持させることで、ロッカーによってバッテリパックに伝達される作用力に対抗できる。これにより、ロッカーが過度の変形によりバッテリパック内のバッテリセルコンポーネントを押しつぶすのを防止できるため、一体型バッテリ車体構造のねじり剛性及び耐力長手荷重が向上し、電気自動車の安全性が向上する。

【0009】

ロッカーが変形した後も、クロスビームがロッカーを支持することを確実にするために、クロスビームは、クロスビームの長さ方向に沿って少なくとも部分的にロッカーに突出する。したがって、外力が加えられることによりロッカーが変形すると、クロスビームの端面がロッカーに押し付けられ、ロッカーテールの作用力がクロスビームに伝達され得る。これにより、衝突によるバッテリパックのエンクロージャーの変形又は損傷が防止されるため、電気自動車の安全性が向上する。

【0010】

具体的には、バッテリパックのエンクロージャーをロッカーに設置する方法としては、ネジ接続、クランプ、リベット止め等があり得る。例えば、具体的な技術的解決策では、エンクロージャーの、ロッカーに対する側面に凸状エッジが配置され、凸状エッジには取付孔が設けられている。ロッカーにはネジ孔も設けられ得る。ボルトは凸状エッジの取付孔を貫通し、ロッカーのネジ孔に貫通することにより、凸状エッジとロッカーとを組み付ける。このような設置方法を用いることにより、バッテリパックを直接分解できる。これは、将来必要に応じてバッテリパックを修理及び交換するのに便利である。

【0011】

バッテリパックは代替的に複数のクロスビームを含み得る。これらのクロスビームの特定の数及び配置は電気自動車のサイズ、バッテリセルコンポーネントの配置、電気自動車の耐衝突性能要求等に基づいて設定され得る。例えば、特定の技術的解決策では、バッテリパックは４つのクロスビームを含み得る。隣接するクロスビームの間隔は等間隔であっても不等間隔であってもよい。等間隔で配置される場合、これらのクロスビームは荷重を均等に受けることにより、一体型バッテリ車体構造のねじり剛性を高める。

【0012】

さらに、クロスビームの具体的な材料も限定されない。例えば、クロスビームの質量を低減し、クロスビームが衝突に耐えるのに十分な剛性を有することを確かなものにするために、クロスビームはアルミニウムプロファイル製であってもよい。

【0013】

エンクロージャーの具体的な形状は限定されない。例えば、通常の構造又は小型のバッテリパックの場合、エンクロージャーの、車両の内装部を支持するために用いられる面は平面構造であり得る。あるいは、大型又は特定の構造のバッテリパックの場合、該面は突起部を有し得る。突起部は、バッテリセルコンポーネントの一部を収容するためにクロスビームから離れる方向に突出する。

【0014】

加えて、バッテリパックとロッカーとの間に組み立て隙間がさらに存在し得る。組み立て隙間から水分、塵埃等が電気自動車に侵入するのを防止するために、組み立て隙間にシール材又はシールストリップが充填され得る。

【0015】

具体的な技術的解決策では、組み立て隙間の幅ｄは、ｄ≧５ｍｍを満たし得る。ロッカーが僅かに変形した場合、クロスビームは可能な限り早くロッカーを押圧し、ロッカーに加えられた衝突力をクロスビームに伝達することもできる。加えて、ロッカーとバッテリパックとの間の組み立て隙間は通常２５ｍｍ～４０ｍｍである。しかしながら、本願では、組み立て隙間を最小５ｍｍまで小さくすることができるため、バッテリパックの幅を大きくできる。組み立て隙間の幅ｄが小さいということは、バッテリパックに大きな幅を設定して、バッテリパックのボリュームを大きくすることができるため、バッテリパックの容量を大きくし、電気自動車の全体的な航続性能が向上する。

【0016】

一体型バッテリ車体構造は補強材をさらに含み得る。補強材はロッカーとバッテリパックのエンクロージャーとを接続する。これにより、ロッカーとバッテリパックとの間の接続の信頼性を高めることができ、さらにロッカーが衝突したときに外部衝突力の一部を補強材に伝達できるため、ロッカーの変形の程度を小さくでき、一体型バッテリ車体構造のねじり剛性を向上できる。

【0017】

第２の態様によれば、本願は電気自動車を提供する。電気自動車は第１の態様に係る一体型バッテリ車体構造を含む。車体フレームは２つのロッカーの間に位置する収容空間を有する。電気自動車全体が組み立てられた後、バッテリパックも２つのロッカーの間に位置する。したがって、具体的には、バッテリパックが設置される際、バッテリパックのエンクロージャーの頂部は車体フロアとして機能し、電気自動車の内装部を支えるのに用いられ得る。このように、一部の車種に存在する車体フロア及び補強されたクロスビームが省略され得るため、電気自動車の車体構造が簡素化され、電気自動車の軽量化が図られる。

【0018】

電気自動車の車両全体のサイズを変更することなくバッテリパックを収容空間に配置することで、バッテリパックの厚さを大きくすることができる。このように、バッテリパックのエンクロージャーの頂部は補強されたクロスビームの頂部の位置に配置され、バッテリパックのボリュームを増やし、それによりバッテリパックの容量を増やし、電気自動車の全体的な航続性能が向上する。一方で、電気自動車の車両全体のサイズ及びバッテリパックのサイズが変わらないことを前提として、バッテリパックが収容空間に配置されると、バッテリパックに比較的大きな最低地上高を設定できる。このように、電気自動車はバッテリパックをぶつけることなく凹凸路面又は比較的大きな物体が置かれた路面を走行できる。他方で、車体フロア及び補強されたクロスビームが省略され得るため、電気自動車内部の乗客空間が拡大され、乗員の乗り心地が向上する。

【0019】

【0020】

電気自動車は車両内装部をさらに含み得る。車両内装部はバッテリパックのクロスビームに設置される。バッテリパックのクロスビームは側面衝突に耐えることができ、車両内装部も支持することができるため、電気自動車の構造を簡素化し、電気自動車の軽量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、本願の実施形態に係る電気自動車の構造の概略図である。

【図2】図２は、本願の実施形態に係る一体型バッテリ車体構造の概略図である。

【図3】図３は、本願の実施形態に係る車体フレームの構造の概略図である。

【図4】図４は、本願の実施形態に係るバッテリパックの構造の概略図である。

【図5】図５は、図２における一体型バッテリ車体構造のＡ－Ａ方向に沿った断面図である。

【図6】図６は、本願の実施形態に係るバッテリパックの別の構造の概略図である。

【図7】図７は、本願の実施形態に係るバッテリパックの別の構造の概略図である。

【図8】図８は、本願の実施形態に係るバッテリパックの別の構造の概略図である。

【図9】図９は、本願の実施形態に係る電気自動車の別の構造の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

［符号の説明］
１０:電気自動車
１１：一体型バッテリ車体構造;
１２：車両内装部品
１１１：車体フレーム
１１２：バッテリパック
１１３収容空間
１４：ロッカー
１１５：エンクロージャー
１１６：補強材
１１７：クロスビーム
１１８：凸状エッジ

【0023】

本願の目的、技術的解決策及び利点をより明確にするために、添付の図面を参照しながら本願を以下でさらに詳細に説明する。

【0024】

電気自動車の車体フロア構造は長手方向に延びる２つのロッカーと、２つのロッカーの間に配置されたフロア及び補強クロスビームとを含む。補強クロスビームはロッカーに対して垂直であり、ロッカーに固定接続され、車体フロア構造のねじり剛性及び耐荷重を改善するために用いられる。

【0025】

電気自動車の全体的な組み立ての間、バッテリパックは車体フロア構造のフロアの底部に設置される。電気自動車の走行の間のバッテリパックの安全性を確保するために、バッテリパックが地面又は地面上の物体に衝突しないようバッテリパックのために最低地上高を比較的大きく設定する必要がある。したがって、車体フロアも比較的大きい最低地上高を有するように設計する必要がある。加えて、バッテリパックの容量がより大きいことはバッテリパックのボリュームがより大きくなることを意味する。電気自動車の耐久走行距離を増やす必要がある場合、バッテリパックの厚さ、幅及び長さのうちの少なくとも１つを増やすことにより、バッテリパックのサイズも大きくする必要がある。

【0026】

しかしながら、乗員の快適性を確保するために、電気自動車の内部空間を可能な限り大きくする必要がある。したがって、全体的な車高が変わらないことを前提とすると、車体フロア構造の厚さ並びにバッテリパックのサイズ及び最低地上高を小さくする必要があることは、バッテリパックの容量を大きくすることと矛盾する。

【0027】

電気自動車の実際の設計では、バッテリパックのボリュームは限られている。その結果、バッテリパックの容量を効果的に増やすことができない。これは、電気自動車の耐久走行距離を向上させる上で好ましくない。加えて、車体フロア構造は車体及び電気自動車の内装部を支持するように構成され、強化クロスビームは側面衝突に耐えるように構成されている。したがたって、車体フロア構造は特定の強度を有するように設定する必要があり、サイズを大幅に小さくすることはできない。これも、バッテリパックのボリュームを大きくすることを制限する。

【0028】

したがって、本願は、電気自動車の車体構造を簡素化し、バッテリパックの厚さを増やすことができ、それによりバッテリパックの容量を増やし、電気自動車の全体的な航続性能を向上させるために、一体型バッテリ車体構造及び電気自動車を提供する。

【0029】

図１は、本願の実施形態に係る電気自動車の構造を示す概略図である。図１に示すように、電気自動車１０は、一体型バッテリ車体構造１１、シャーシ（図示せず）、電気駆動制御システム（図示せず）、アシスタントシステム（図示せず）等を含む。一体型バッテリ車体構造１１は車体フレーム及びバッテリパックを含む。バッテリパックは車体フレームに設置される。本願のこの実施形態では、電気自動車１０の具体的な種類は限定されない。例えば、電気自動車１０は、スポーツ用多目的車（Sport Utility Vehicle、ＳＵＶ）、多目的車（multi-purpose vehicle、ＭＰＶ）、トラック、バス、乗用車又は清掃車等の車両であり得る。なお、本願のこの実施形態では、電気自動車１０は、全ての動作条件又は一部の動作条件でバッテリを電源として用いる車両である。例えば、電気自動車１０は、ハイブリッド自動車（hybrid vehicle）、純電気自動車、水素燃料自動車、プラグインハイブリッド電気自動車又は長距離ハイブリッド電気自動車であり得る。本願ではこれに限定されない。

【0030】

添付の図面を参照しながら、本願の一体型バッテリ車体構造１１について以下で詳細に説明する。

【0031】

図２は、本願の実施形態に係る一体型バッテリ車体構造の構造の概略図である。一体型バッテリ車体構造１１は車体フレーム１１１と、車体フレーム１１１に設置されるバッテリパック１１２とを含む。図３は、本願のこの実施形態に係る車体フレームの構造の概略図である。車体フレーム１１１は収容空間１１３を有する。車体フレーム１１１は２つのロッカー１１４を含む。２つのロッカー１１４は長手方向Ｙに沿って延び、平行に配置されている。収容空間１１３は２つのロッカー１１４の間に位置する。図４は、本願のこの実施形態に係るバッテリパックの構造の概略図である。バッテリパック１１２は、エンクロージャー１１５、バッテリセルコンポーネント（図示せず）及びクロスビーム１１７（点線で示す）を含む。バッテリセルコンポーネント及びクロスビーム１１７はエンクロージャー１１５内に配置されている。クロスビーム１１７はエンクロージャー１１５に固定接続されている。

【0032】

なお、本願のこの実施形態では、長手方向Ｙは、電気自動車１０の資料の長さに沿った方向、例えば、車両の先頭から車両末尾の方向又は車両の末尾から車両の先頭の方向である。横方向Ｘは電気自動車１０の車幅方向、例えば、運転席から助手席方向の方向又は助手席から運転席方向である。高さ方向Ｚは電気自動車１０の車高に沿った方向、例えば、車両の頂部から車両の底部の方向又は車両の底部から車両の頂部の方向である。

【0033】

図３に示すように、本願では、収容空間１１３は２つのロッカー１１４の間の空間である。具体的には、例えば、収容空間１１３は、図３の２つのロッカー１１４の間の中空部であり得る。あるいは、収容空間１１３は凹部構造の中空部であり得る。例えば、具体的な実施形態では、一体型バッテリ車体構造１１は２つのロッカー１１４の間に位置する薄板をさらに含み得る。この薄板は、２つのロッカー１１４に接続されて凹部構造を形成する。該薄板と２つのロッカー１１４とによって取り囲まれた中空部が収容空間１１３である。凹部構造の開口は上向きであり得るか又は下向きであり得る。

【0034】

電気自動車１０が全体として組み立てられた後、バッテリパック１１２のエンクロージャー１１５はロッカー１１４に設置されるため、バッテリパック１１２も２つのロッカー１１４の間に位置する。エンクロージャー１１５の上部は車体フロアとして機能し、電気自動車１０の内装部を支えるために用いられ得る。例えば、電気自動車１０の車両シート部はエンクロージャー１１５の上部に設置され得る。加えて、バッテリパック１１２のクロスビーム１１７はロッカー１１４に対して垂直であり得る。すなわち、クロスビーム１１７は電気自動車１０の横方向Ｘに沿って延びる。電気自動車１０が側面衝突を受けると、ロッカー１１４が外力によりバッテリパック１１２に面する方向に変形するため、ロッカー１１４はクロスビーム１１７に対して押圧される。このように、クロスビーム１１７はロッカー１１４の継続的な変形に抗し、ロッカー１１４がバッテリパック１１２のバッテリセルコンポーネントを押しつぶすことを防止することにより、一体型バッテリ車体構造１１のねじり剛性及び耐長荷重をさらに改善する。

【0035】

したがって、一体型バッテリ車体構造１１は、電気自動車１０の車体フロア構造として機能し得る。バッテリパック１１２のエンクロージャー１１５の頂部が車体フロア構造とて用いられ、車体フロア構造のねじり剛性を高めるためにバッテリパック１１２のクロスビーム１１７は横方向補強構造として用いられる。一部の車種では、車体フレームは補強されたクロスビーム及びフロアを有し、バッテリパックはフロアに設置されている。本願では、補強されたクロスビーム及びフロアを配置する必要がないため、電気自動車１０の車体構造が簡素化され、電気自動車１０の軽量化が図られる。

【0036】

加えて、補強されたクロスビームの厚さは一般的に３０ｍｍ～４０ｍｍであり、４０ｍｍを超える場合もある。したがって、本願では、バッテリパック１１２の厚さを大きくすることにより、車体フロア０１２及び補強されたクロスビーム０１３の合計の厚さを大きくすることができる。すなわち、バッテリパック１１２の最低地上高が変わらない場合、バッテリパック１１２のエンクロージャー１１５の頂部は補強されたクロスビームの頂部の位置に配置され得る。加えて、バッテリパック１１２の厚さが大きくなるにつれて、高さ方向Ｚに沿ったクロスビーム１１７の厚さも増加し得る。

【0037】

電気自動車１０の全体的な車両サイズを変えることなく、バッテリパック１１２を収容空間１１３に配置することにより、バッテリパック１１２の厚さを大きくし、バッテリパック１１２のボリュームを大きくすることができるため、バッテリパック１１２の容量を増やし、電気自動車１０の全体的な走行性能を向上させることができる。加えて、一体型バッテリ車体構造１１により、異なるサイズの電気自動車は同じサイズのバッテリパックを用いることができる。例えば、セダンカーはＳＵＶのバッテリパックを用いり得る。このように、異なる車種で同じサイズのバッテリパックを用いることができる。これにより、異なる車種へのバッテリパックの汎用性を向上でき、電気自動車の製造コスト及び製造時間を削減できる。

【0038】

一方で、電気自動車１０の車両全体のサイズ及びバッテリパック１１２のサイズが変わらないことを前提として、バッテリパック１１２に対して比較的大きな最低地上高を設定できる。このように、電気自動車１０は、バッテリパック１１２をぶつけることなく、凹凸のある路面又は比較的大きな物体が置かれた路面を走行できる。他方、一部の車種に存在する車体フロア及び補強されたクロスビームを省略することにより、電気自動車１０の車内空間を拡大し、乗員の乗り心地を向上できる。

【0039】

なお、本願のこの実施形態では、説明を容易にするために、上側、下側、頂部及び底部等の局所性の名詞を導入する。これらの局所性の名詞は、図示された物体の位置及び向きを具体的に限定するのではなく、図示された物体の位置をより簡単に説明し、読者が特定するのを助けるためのものにすぎない。例えば、バッテリパック１１２の上面は、バッテリパック１１２の、電気自動車１０が全体として組み立てられた後の地面から離れた側にある面であり、例えば、図２及び図４に示す上面Ｓ_Ｕである。バッテリパック１１２の下面は、バッテリパック１１２の、電気自動車１０が全体として組み立てられた後の地面から近い側にある面であり、例えば、図４に示す下面Ｓ_Ｌである。ロッカー１１４の上面は、ロッカー１１４の、電気自動車１０全体の組み立て後に地面から離れた方の側にある面であり、例えば図２及び図３に示す上面Ｓ_Ｕ’である。ロッカー１１４の下面は、ロッカー１１４の、電気自動車１０全体の組み立て後に地面から近い方の側にある面Ｓ_Ｌ’である。別の例として、エンクロージャー１１５の頂部は、エンクロージャー１１５の、電気自動車１０全体の組み立て後に地面に遠い方の部分である。エンクロージャー１１５の底部は、エンクロージャー１１５の、電気自動車１０全体の組み立て後に地面に近い方の部分である。

【0040】

バッテリパック１１２とロッカー１１４との間の具体的な設置方法は限定されない。例えば、図４に示すように、バッテリパック１１２のエンクロージャー１１５の、ロッカー１１４に面する側面に凸状エッジ１１８が設けられ得る。凸状エッジ１１８はロッカー１１４に着脱自在に接続され得る。例えば、凸状エッジ１１８はボルトを用いることによりロッカー１１４に接合され得るか又は凸状エッジ１１８はロッカー１１４にクランプ又はリベット留めされ得る。具体的な実施形態では、ロッカー１１４の下面及び凸状エッジ１１８の両方に取付孔が設けられる。ボルトは凸状エッジ１１８の取付孔を貫通してロッカー１１４のねじ孔を貫通し、凸状エッジ１１８とロッカー１１４とを固定接続する。

【0041】

図５は、図２の一体型バッテリ車体構造のＡ－Ａ方向に沿った断面図である。バッテリパック１１２とロッカー１１４との間に組み立て隙間が存在し得る。この隙間はロッカー１１４が変形していない場合にバッテリパック１１２がロッカー１１４に衝突しないようにするだけでなく、ロッカー１１４が変形した場合にバッテリパック１１２のクロスビーム１１７をロッカー１１４に押し付けて支持することができるようにする。電気自動車１０全体が組み立てられた後、バッテリパック１１２のエンクロージャー１１５の頂部は車体フロアとして機能する。したがって、エンクロージャー１１５の上面は電気自動車１０の内部空間に面する。組み立て隙間から水分、塵埃等が電気自動車１０に侵入するのを防止するために、組み立て隙間にシール材又はシールストリップが設けられ得る。具体的には、バッテリパック１１２の側面とロッカー１１４の側面との間にシール材又はシールストリップが配置され得る。あるいは、凸状エッジ１１８の上面とロッカー１１４の下面との間にシール材又はシールストリップが配置され得る。

【0042】

なお、本願の実施形態では、押圧は直接接触であり得るか又は間接接触であり得る。例えば、上記の実施形態では、クロスビーム１１７がロッカー１１４に押し付けられているということは、クロスビーム１１７がエンクロージャー１１５に直接接触し、エンクロージャー１１５がロッカー１１４に直接接触していることを意味する。

【0043】

組み立て隙間の具体的な大きさは限定されない。例えば、組み立て隙間の幅ｄは、ｄ≧５ｍｍを満たし得る。具体的には、バッテリパック１１２の側面とロッカー１１４との間の最小間隔は５ｍｍである。ロッカー１１４が変形した場合、クロスビーム１１７はロッカー１１４を可能な限り早く押圧し、ロッカー１１４に加えられた衝突力をクロスビーム１１７に伝達することにより、ロッカー１１４の変形の程度を低減できる。加えて、組み立て隙間の幅ｄを小さくすることにより、バッテリパック１１２の幅を大きくすることができるため、バッテリパック１１２のボリュームを大きくすることができ、それにより、バッテリパック１１２の容量を大きくし、電気自動車１０の全体的な走行性能を向上できる。本願の一部の他の実施形態では、組み立て精度によって許容される場合、組み立て隙間の幅ｄは５ｍｍよりも小さくして、バッテリパック１１２の幅をさらに大きくしてもよい。

【0044】

バッテリパック１１２のエンクロージャー１１５の形状は、バッテリセルコンポーネントの構造設計によって変化し得る。例えば、大きなサイズ又は特定の構造の一部のバッテリパック１１２の場合、エンクロージャー１１５の頂部は図４に示すように突出部であり得る。この突出部は、バッテリセルコンポーネントの一部を収容するためにクロスビーム１１７から離れる方向に突出する。あるいは、図６に示すように、通常の構造又は小型のバッテリパック１１２の場合、エンクロージャー１１５の頂部は平面構造であり得る。

【0045】

図７は、一体型バッテリ車体構造の他の構成の概略図である。ロッカー１１４とバッテリパック１１２との間の接続の信頼性を高めるために、一体型バッテリ車体構造１１は補強材１１６をさらに含み得る。補強材１１６はロッカー１１４とバッテリパック１１２のエンクロージャー１１５とを接続する。これにより、ロッカー１１４とバッテリパック１１２との間の接続の信頼性を高めることができるとともに、ロッカー１１４の衝突時に外部からの衝突力の一部を補強材１１６に伝達することで、ロッカー１１４の変形の程度を低減し、一体型バッテリ車体構造１１のねじり剛性を向上させることができる。

【0046】

補強材１１６の具体的な数は特に限定されず、例えば、クロスビーム１１７の数と同じであっても、異なっていてもよい。あるいは、ロッカー１１４毎に、クロスビーム１１７と同じ数の補強材１１６をロッカー１１４とエンクロージャー１１５との間に配置してもよい。

【0047】

加えて、補強材１１６を配置するための具体的な位置も限定されない。例えば、特定の実施形態では、補強材１１６はロッカー１１４の側面及びエンクロージャー１１５の側面を接続し得る。図７に示すように、別の特定の実施形態では、補強材１１６はロッカー１１４の上面とエンクロージャー１１５の上面とを接続し得る。補強材１１６はＺ字状であり得る。図８は一体型バッテリ車体構造の他の構造の概略図である。図８に示すように、補強材１１６は、代替的にロッカー１１４の側面とエンクロージャー１１５の上面とを接続し得る。補強材１１６はボルトを用いることによりエンクロージャー１１５に固定される。

【0048】

補強材１１６は、帯、板又は梁の形状であり得る。これは、本願では具体的に限定されない。

【0049】

バッテリパック１１２は１つ以上のクロスビーム１１７を含み得る。例えば、３つ、４つ、６つ又は７つのクロスビーム１１７があってもよい。特定の数は電気自動車１０のサイズ、バッテリセルコンポーネントの配置、電気自動車１０の耐衝突性能要求等に基づいて設定され得る。隣接するクロスビーム１１７の間隔は限定されず、等しくても等しくなくてもよい。等間隔で配置された場合、これらのクロスビーム１１７は荷重を均等に受けることにとり、一体型バッテリ車体構造１１のねじり剛性を高めることができる。

【0050】

クロスビーム１１７はアルミプロファイル製であってもよい。これにより、クロスビーム１１７の質量を低減できるとともにクロスビーム１１７の高い剛性及び強度も保証されるため、クロスビーム１１７は良好な衝突防止効果を有する。これにより、ロッカー１１４の変形によりバッテリパック１１２が潰れる現象が緩和され、電気自動車１０の安全性が改善される。同様に、車体フレーム１１１の剛性及び強度を高め、車体フレーム１１１の質量を低減するために、車体フレーム１１１をアルミプロファイル製であってもよい。

【0051】

クロスビーム１１７とエンクロージャー１１５との具体的な固定接続位置及び方法は限定されない。例えば、クロスビーム１１７の端部は、例えば、ネジ接続、接着、溶接又は他の方法によりエンクロージャー１１５に固定接続され得る。あるいは、クロスビーム１１７の上面は、例えば、ネジ接続、接着、溶接又は他の方法によりエンクロージャー１１５の頂部の内面に固定接続され得る。

【0052】

図５を再度参照されたい。力が加えられることによりロッカー１１４が変形した場合に、クロスビーム１１７がロッカー１１４を押圧し支持することを確実にするために、クロスビーム１１７は、クロスビーム１１７の長さ方向（すなわち横方向Ｘ）に沿ってロッカー１１４に少なくとも部分的に突出させることができる。すなわち、クロスビーム１１７が横方向Ｘに沿って延びている場合、クロスビーム１１７の端面がロッカー１１４に少なくとも部分的に接触できる。

【0053】

具体的には、特定の実施形態では、電気自動車１０の高さ方向Ｚに沿って、クロスビーム１１７の上面はロッカー１１４の上面と下面との間に位置し、クロスビーム１１７の下面はロッカー１１４の上面と下面との間に位置し得る。この実施形態では、ロッカー１１４が変形した場合、クロスビーム１１７の端面はロッカー１１４に完全に押し付けることができる。これにより、クロスビーム１１７とロッカー１１４との接触面積が増加するため、クロスビーム１１７のスラスト面の面積が増加する。ロッカー１１４がクロスビーム１１７に特定量の作用力を伝達すると、この解決策はクロスビーム１１７に小さな圧力強度を達成できるため、一体型バッテリ車体構造１１の剛性が向上する。

【0054】

別の具体的な実施形態では、クロスビーム１１７の上面はロッカー１１４の上面と下面との間に位置し、クロスビーム１１７の下面はロッカー１１４の下面の、ロッカー１１４の上面から離れた側に位置する。つまり、クロスビーム１１７の下面はロッカー１１４の下面の下に位置し得る。ロッカー１１４が変形した場合、クロスビーム１１７の端面がロッカー１１４に部分的に押し付けられ、ロッカー１１４から伝達される作用力に抵抗し得る。この実施形態では、クロスビーム１１７の下面はロッカー１１４の下面の下に位置し得る。このように、バッテリパック１１２に比較的大きな厚さを設定っしてバッテリパック１１２のボリュームを大きくすることにより、バッテリパック１１２の容量を増やし、電気自動車１０の全体的な航続性能を向上できる。

【0055】

具体的な実施形態では、バッテリパック１１２のエンクロージャー１１５の上面はロッカー１１４の上面と同じ高さにあり、エンクロージャー１１５の上面とロッカー１１４の上面との間にシール材又はシールストリップが配置され得る。この実施形態では、クロスビーム１１７の上面はエンクロージャー１１５の頂部に固定接続されている。クロスビーム１１７の下面はロッカー１１４の下面と同じ高さにあり得るか又はクロスビーム１１７の下面はロッカー１１４の下面の下に位置し、エンクロージャー１１５の底部に固定接続され得る。これは、一方で、クロスビーム１１７の厚さを大きくしてクロスビーム１１７の剛性を向上させることができ、他方で、収容空間１１３のスペースを最大限に利用してバッテリパック１１２のボリュームを大きくすることができる。

【0056】

図９は、本願のこの実施形態に係る電気自動車の別の構造の概略図である。図９に示すように、電気自動車１０は車両内装部１２を含み得る。車両内装部１２は一体型バッテリ車体構造１１上に設置される。

【0057】

具体的には、車両内装部１２の設置方法は特に限定されず、例えば、ねじ接続、クランプ、ボンディング、リベット止め等であり得る。例えば、具体的な実施形態では、車両内装部１２はボルトを用いることによりバッテリパック１１２のエンクロージャー１１５に設置される。ボルトはエンクロージャー１１５を貫通してクロスビーム１１７に固定され得るため、クロスビーム１１７及びエンクロージャー１１５は共に車両内装部１２を支える。加えて、車両内装部品１２はエンクロージャー１１５を貫通してクロスビーム１１７に設置され得るため、クロスビーム１１７は車両内装部品１２を支持する。あるいは、車両内装部品１２はエンクロージャー１１５に直接固定され得る。

【0058】

車両内装部品１２は、車両シート部、補助ダッシュボードシステム、ガードボード等であり得る。車両シート部を例として用いて、車両シート部は車両シート本体及びスライドブラケットを含み得る。スライドブラケットはバッテリパックのクロスビーム１１７に固定される。車両シート本体はスライドブラケットに接続され、スライドブラケットに沿ってスライドできる。この種の車両シート部を用いることにより、乗員は必要に応じて車両シート本体の位置を調整し、快適性を向上できる。

【0059】

上記の実施形態で用いられる用語は特定の実施形態を説明することを意図したものにすぎず、本願を限定することを意図していない。本願の明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられる、「１つの」、「ａ」、「ｔｈｅ」、「上記の」、「これ」及び「その１つ」といった単数表現は、その文脈において反対のことが明確に示されない限り「１つ以上」等の表現を含むことも意図する。

【0060】

本明細書に記載の「一実施形態」、「一部の実施形態」への言及は、本願の１つ以上の実施形態が、実施形態を参照して説明した特定の特徴、構造又は特性を含むことを意味する。したがって、本明細書の異なる箇所に現れる「一実施形態で」、「別の実施形態で」、「一部の実施形態で」、「他の実施形態で」及び「一部の他の実施形態で」等の記載は必ずしも同じ実施形態への言及を意味しておらず、特に強調しない限り、それらは「全てではないが１つ以上の実施形態」を意味する。「含む」、「備える」、「有する」及びそれらの変形等の用語の全ては、特に強調しない限り、「限定されないが含む」を意味する。

【0061】

上記の説明は本願の特定の実施にすぎず、本願の保護範囲を限定することを意図していない。本願に開示された技術的範囲内で当業者が容易に理解できるいかなる変形又は置換も本願の保護範囲に含まれるものとする。したがって、本願の保護範囲は特許請求の範囲の保護範囲に従うものとする。

【図1】