電池包的車載結構的製作方法
2023-05-02 16:36:56
電池包的車載結構的製作方法
【專利摘要】一種電池包的車載結構，通過有效地利用螺旋彈簧之間的空間來加大電池包和車輛外部構件之間的撞擊吸收空間，並且抑制地板面板的振動。在車輛電池包（10）的安裝結構中，車輛包括：用於支撐電池包的左右一對縱梁和一個橫梁；安裝於這些縱梁，構成懸架的一部分的左右一對螺旋彈簧（117）；以及由縱梁等支撐的地板面板（105），其中電池包安裝在地板面板的開口部（105a）內並位於螺旋彈簧之間，且在這些螺旋彈簧之間，電池包的前部（10a）形成為在螺旋彈簧之間的空間部分逐漸變窄的外表面（10T），地板面板的開口部的開口形狀（相對區域（105b）的邊緣）也形成為逐漸變窄的邊緣（105T）。
【專利說明】電池包的車載結構
【技術領域】
[0001]本發明涉及電池包的車載結構，具體涉及在車輛碰撞時減少電池包損傷並且抑制用於安裝電池包的結構導致的振動增加的電池包的車載結構。
【背景技術】
[0002]由於除了向電動機外，還向安裝於車輛的電氣部件供應電力，所以裝配了電動機作為驅動源的電動車和混合動力車需要在車輛上安裝可收納儲存大容量電力的電池包。
[0003]該類型的電池包包括採用收納於形成在地板面板中的凹狀的坑中的形式的電池包(例如，參見日本「特開2010-89567號公報」)。
[0004]為了確保在車輛內部向乘客提供儘可能多的空間，這種電池包的車載結構通常採用設置於車輛後部的行李廂內的形式(根據車輛的結構，也有設置於前部的形式)。
[0005]另外，近些年來，這種車輛設計成通過在外部構件和內部部件之間確保在碰撞時有大的撞擊吸收空間，從而使它的外部構件變形而起緩衝作用。具體來說，作為抗衡來自後部的碰撞，確保足夠大的行李廂內的空間是有利的。
[0006]並且，通常在車輛的前後安裝著左右一對螺旋彈簧。因此，需要將電池包以避開該左右一對螺旋彈簧的方式安裝，因此對安裝位置有限制。例如，在將電池包安裝在螺旋彈簧之間的情況下，需要使得外部殼體的寬度小於螺旋彈簧的分離間隔。
[0007]因此，大容量電池包如果安裝在螺旋彈簧的後側，則會緊靠外部構件，例如車輛的掀背門，然而，如果安裝在螺旋彈簧之間，會在前後方向上變長，因此，會緊靠車輛的外部構件。簡而言之，對於大容量電池包，在車輛的電池包和外部構件之間不能確保較大的碰撞時的撞擊吸收空間。
[0008]此處，對於電池包的車載結構，有採用以下形式的例子:將電池包收納於地板面板中形成的開口部內，儘可能不佔用行李廂的空間。這種情況下，有時在地板面板的該開口部外會出現寬度窄、剛性低的區域，並且出現因來自螺旋彈簧等車輛車體側的振動而使地板面板的振動增加的麻煩。
[0009]另外，在日本「特開2010-89567號公報」所描述的情況中，實際上是使地板面板凹陷，因此，很難使其很大地凹陷，結果會佔用行李廂內大量空間。
【發明內容】
[0010]因此，本發明的目的在於提供一種電池包的車載結構，其通過有效地利用螺旋彈簧之間的空間，能夠最大程度地保證電池包與車輛外部構件之間的撞擊吸收空間，並且儘可能防止地板面板的振動。
[0011]解決上述問題的電池包的車載結構所涉及的發明的第一方面為一種電池包的車載結構，其中，在所述電池包中收納有電池，所述電池向安裝於車輛的電氣設備提供電力，所述電池包的車載結構的特徵在於，所述車輛包括:骨架構件，其直接或間接地支撐所述電池包；左右一對螺旋彈簧，其直接或間接地連接於所述骨架構件，以構成懸架的一部分；以及地板面板，其由所述骨架構件直接或間接地支撐，作為車室內的地板表面，所述電池包安裝在開口於所述地板面板中的開口部內，所述車輛的前後方向上的前部側或後部側位於所述螺旋彈簧之間，並且，與所述螺旋彈簧之間的所述地板面板的延伸面一致的所述開口部的開口形狀和所述電池包的外部形狀形成為在所述螺旋彈簧之間的空間部分逐漸變窄的形狀。
[0012]解決上述問題的電池包的車載結構所涉及的發明的第二方面具有上述第一方面的特定事項，其特徵在於，所述地板面板的所述開口部的開口形狀和所述電池包的外部形狀的所述逐漸變窄的形狀形成為:所述逐漸變窄的形狀並且使每一所述螺旋彈簧之間的最短處位於所述逐漸變窄的形狀邊緣的中間部分。
[0013]解決上述問題的電池包的車載結構所涉及的發明的第三方面具有上述第一方面或者第二方面的特定事項，其特徵在於，所述地板面板的所述開口部的開口形狀和所述電池包的外部形狀的所述逐漸變窄的形狀形成有傾斜邊緣，所述傾斜邊緣設置在所述地板面板的所述開口部的開口邊緣和所述電池包的外表面中的與所述螺旋彈簧相對處，所述傾斜邊緣與所述地板面板的所述開口部的開口形狀以及所述電池包的外部形狀的側面側和前面側平滑的連接在一起。
[0014]解決上述問題的電池包的車載結構所涉及的發明的第四方面具有上述第一方面至第三方面中的任意一方面的特定事項，還包括副框架，所述副框架沿著所述地板面板的所述開口部的開口邊緣形成為框架形狀，由所述骨架構件支撐，所述電池包的車載結構的特徵在於，所述電池包通過所述副框架支撐於所述骨架構件，所述地板面板至少在所述開口部的開口邊緣的角部附近固定於所述副框架。
[0015]解決上述問題的電池包的車載結構所涉及的發明的第五方面具有上述第一方面至第四方面中的任意一方面的特定事項，其特徵在於，所述地板面板的所述開口部形成於靠近所述車輛的寬度方向一側的偏離位置，所述開口部的開口邊緣位於其中所述骨架構件之一的上側並被其支撐。
[0016]解決上述問題的電池包的車載結構所涉及的發明的第六方面具有上述第一方面至第五方面中的任意一方面的特定事項，其特徵在於，所述電池包安裝在作為所述車輛的後側的行李廂內的地板表面的所述地板面板的所述開口部內。
[0017]這樣，根據本發明的一個方面，將與螺旋彈簧接近的位置的電池包的外部形狀以及地板面板開口部的開口形狀形成為逐漸變窄的形狀，從而能夠確保電池包和螺旋彈簧之間的空間，並且能夠將電池包從逐漸變窄的形狀的頂端側開始放置在螺旋彈簧之間。因此，能夠通過有效地利用螺旋彈簧之間的空間而將電池包放置在螺旋彈簧之間，能夠確保電池包與車輛外部構件之間的間距，並且實現大容量。另外，地板面板能夠在開口邊緣和螺旋彈簧之間形成儘可能寬的空間，從而防止振動的傳播。其結果是，能夠儘量加大電池包和車輛外部構件之間的撞擊吸收空間，並能夠抑制地板面板的振動。
[0018]利用框架，例如副框架來固定地板面板的開口部和電池包，尤其是形成為逐漸變窄的形狀的角部附近，從而能夠更可靠地抑制振動。而且，在需要使電池包的安裝位置偏左或偏右的情況下，能夠利用骨架構件的強度以更高的強度固定電池包並更可靠地抑制振動。【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是表示根據本發明的電池包的車載結構的一個實施方式的圖，是表示該車輛整體結構的透視側視圖。
[0020]圖2是圖1的電池包的車載結構的局部放大透視側視圖。
[0021]圖3是從上側觀看圖1的車輛後側時地板面板水平面的平面圖。
[0022]圖4是從下側觀看圖1的車輛後側時地板面板水平面的平面圖。
[0023]圖5是從側面觀看圖1的車輛後部的電池包附近時的局部放大透視側視圖。
[0024]圖6是從前側觀看圖1的車輛後部的電池包附近時的局部放大透視主視圖。
[0025]圖7是表示圖1的車輛後部的地板面板結構的仰視圖。
[0026]圖8是表示將電池包安裝於圖1的車輛後部的分解斜視圖。
【具體實施方式】
[0027]以下將結合附圖，對本發明的實施方式進行詳細描述。圖1至圖8給出了根據本發明的電池包的車載結構的一個實施方式。
[0028]在圖1和圖2中，車輛100包括安裝有前排座位101和後排座位102的地板面板105，該地板面板105構成了地板表面並形成了車廂R。該車廂R的後部被構造成可用作行李廂L，該行李廂L可以通過掀背門109的打開及關閉而被打開。該車輛100被構造成混合動力車，大容量電池包10安裝在車輛100的行李廂L內。這裡，儘管在圖中省略了，但混合動力車通過電池包10將電力提供至電氣部件，例如安裝在車輛中的空調裝置，在車廂R內執行空氣調節處理等，並且將電力由電池包10提供至成為驅動源的電動機，從而以適當的方式驅動電動機以及內燃機，從而使車輛以所要求的速度行駛。此外，本實施方式中關於混合動力車的描述僅為示例，並不構成對本發明的限制，無需贅述，其也適用於僅將電動機作為驅動源的電動車輛。
[0029]在電池包10中有用於在其內部收納多個電池模塊陣列(BM)的空間，該空間通過上殼體11和下殼體12的開口邊緣部I la、12a對接形成。
[0030]該電池包10被安裝成上殼體11的一部分比車輛100的行李廂L內的地板面板105的安裝水平面靠上側，並且被安裝成下殼體12整體比所述安裝水平面靠下側。另外，與行李廂L的地板面板105連續地安裝蓋板106來覆蓋電池包10，以避免上殼體11側露出於行李廂L內。
[0031]此外，蓋板106的上部的幾乎整個表面形成為蓋狀，以可脫離的方式安裝蓋板106，從而通過拆掉蓋狀的維修用蓋107 (如圖6)，打開蓋板106的整個表面，就能進行各類型的檢修操作，例如下文中將描述的空氣濾清器(如圖3)的檢修操作。
[0032]這裡，電池模塊陣列BM具有多個沿水平方向平行設置的電池模塊，且該電池模塊陣列BM設計成以兩層的狀態堆疊在電池包10內，並能夠存儲大容量的電力。
[0033]電池包10在上部殼體11和下部殼體12的內部形成能夠以兩層堆疊電池模塊陣列BM的空間，從而確保儘可能少地佔用行李廂L內空間。
[0034]另外，電池包10具有安裝於上層電池模塊陣列BM的上側的冷卻風扇15，冷卻風扇15通過將外部空氣經過空氣濾清器16引入其內部並通過通風管17實現通風，來冷卻電流輸入和輸出時所產生的熱量。[0035]另外，電池包10為如下形狀:電池模塊陣列BM的收納空間被劃分為上殼體11和下殼體12，且該上殼體11和下殼體12具有相互卡合的凸緣形狀的開口邊緣部11a、12a。通過使開口邊緣部lla、12a以彼此相對的方式卡合來封閉內部的收納空間。另外,將由外周緣向外突出的凸緣形狀的開口邊緣部lla、12a以安裝於下文所述的副框架21的狀態固定在車輛100的車體側，從而以不會脫落的方式安裝、支撐上殼體11和下殼體12。
[0036]在這種狀態下，電池包10被安裝在車輛100上，從而上殼體11的上側從行李廂L的地板面板105中所形成的開口部105a露出，且該地板面板105的開口部105a通過相對固定在其邊緣部分的蓋板106的凸緣形狀的開口邊緣部106a來關閉。
[0037]這裡，如圖3至圖6所示，車輛100通過將車輪110安裝在位於行李廂L後座102處的懸架梁111的兩個端部，從而實現行駛。懸架梁111具有向車輛後部延伸的臂部112，該臂部112被左右一對縱梁(骨架構件)115支撐，該臂部112的底端側可自由旋轉，所述左右縱梁115在車輛100的車體側的兩側皆沿著車輛的前後方向延伸，且車輪100以可自由旋轉的方式被該臂部112的末端側支撐。
[0038]在該懸架梁111中，在靠近該臂部112的轉動支點112a的位置之間連接著沿車輛寬度方向延伸的橫梁部分113，且螺旋彈簧117位於臂部112和縱梁115之間的接近橫梁部分113的位置上，從而提高了車輛100的舒適度。此外，圖4中的117a為螺旋彈簧117的承受部件，其安裝位置參見附圖。此外，圖3中的109a為用於表明後部掀背門109的內表面位置的邊界線(在其他圖中也如此)。
[0039]另外，該車輛100具有將安裝於車輛前部的內燃機所生成的高溫廢氣導向後方、並將其釋放到車外的排氣管118，該排氣管118沿車輛的前後方向延伸設置。排氣管118以彎曲的形狀延伸，從而避開懸架梁111的橫梁部分113，接著被連接在消音器119上，且該排氣管118被設計成在車輛100右側位於螺旋彈簧117和電池包10之間。換句話說，電池包10 (地板面板105的開口部分105a)偏向行李廂L的左側，從而提供儘可能大的區域及大容量的空間。
[0040]並且，電池包10形成為無角部的逐漸變窄的形狀，從而隨著面向車輛前側的前表面側的前部IOa深入到左右一對螺旋彈簧117之間的空間部分而地板面板105的延伸面內的外表面形狀變細(外表面間隔變窄)。因此，位於車輛100的車體側的地板面板105的開口部105a也形成為相似的逐漸變窄的形狀，從而隨著深入到螺旋彈簧117之間的空間而開口形狀變細。
[0041]也就是說，電池包10的位置使得前部IOa的逐漸變窄的外表面IOT的中間部分與螺旋彈簧117的相對距離最短。該逐漸變窄的外表面IOT形成為與螺旋彈簧117隔開一定距離而相對的形態，所述逐漸變窄的外表面IOT以和殼體外表面的側面側和前面側平滑的連接在一起的傾斜形狀形成。
[0042]因此，如圖7所示，車輛100的車體側的地板面板105具有位於開口部105a和螺旋彈簧117之間的相對區域105b，該相對區域105b面向電池包10前部IOa的逐漸變窄的外表面10T，且沿著該逐漸變窄的外表面IOT的逐漸變窄的邊緣105T也形成於開口部105a的前部。因此，在地板面板105的開口部105a的前部，逐漸變窄的邊緣105T也形成為平滑連續的傾斜形狀，類似於電池包10前部的逐漸變窄的外表面10T，且其中間部分形成為與螺旋彈簧117隔開一定的最短距離而相對的形態。[0043]如此，電池包10可被設置在更靠近行李廂L內部的後座102的後側，從而能夠在電池包10和掀背門109 (外部構件)之間保證大容量的撞擊吸收空間B，且提高車輛後部碰撞時的撞擊吸收能力。
[0044]另外，地板面板105的開口部105a偏向行李廂L的左側，從而避開排氣管118和消音器119，並且形成對應於電池包10的外部IOa的逐漸變窄的外表面IOT而傾斜的逐漸變窄的邊緣105T，使得與螺旋彈簧117之間的相對區域105b具有較寬的寬度。因此，能使與作為振動傳播源的螺旋彈簧接近的相對區域105b的寬度向遠離螺旋彈簧117的方向擴大，使地板面板105形成有利於抑制振動的形狀。
[0045]這樣，將該電池包10固定在聯接至縱梁115和橫梁116 (骨架構件)的副框架21上，從而安裝固定在車輛100的車體側，橫梁116通過沿著車輛100的車體側的車輛寬度方向延伸而與這些縱梁115連接。
[0046]副框架21形成為框架的形狀，且與電池包10的上殼體11和下殼體12的開口邊緣部11a、12a大致一致，該副框架21通過焊接等連接、固定橫框架22、側框架23、斜框架24和偏框架25，從而組裝成框架形狀。
[0047]橫框架22被製造成在車輛的前後方向上分開、且沿著車輛寬度方向延伸的前後一對構件，從而使它們面向電池包10的上殼體11和下殼體12的開口邊緣部11a、12a (地板面板105的開口部105a)的前部側和後部側。
[0048]同樣，側框架23被製造成在車輛的寬度方向上分開、且沿著車輛的前後方向延伸的左右一對構件，從而使它們在電池包10的兩個側部側面向開口邊緣部I la、12a。位於車輛左側的左側構件23L由緊固件28直接連接、固定於縱梁115。另一方面，因為電池包10被安裝在避開排氣管118和消音器119的偏離位置，所以位於車輛右側的右側構件23R由緊固件28經偏框架25而連接、固定於縱梁115。
[0049]同樣，斜框架24被製造成在前部側兩側都傾斜的左右一對構件，從而使它們在電池包10的前部IOa傾斜的逐漸變窄的外表面IOT兩側的外方面向開口邊緣部I la、12a，且其兩端由緊固件28連接、固定於縱梁115和橫梁116。
[0050]偏框架25包括平行偏框架25a和連接用偏框架25b、25c。平行偏框架25a與右側框架23R (電池包10)相鄰，平行偏框架25a和右側框架23R在其之間夾著排氣管118和消音器119的位置在水平方向分離並且平行，且右側框架23R的兩個末端側都與連接用偏框架25b、25c相連接。
[0051 ] 該副框架21包圍底板面板105的開口部105a，由緊固件28從下側連接、固定於縱梁115、橫梁116。如此，地板面板105得以加固，且地板面板105的振動得以抑制。另外，副框架21在上下方向與縱梁115、橫梁116保持一定距離的位置上通過起墊片作用的杆狀構件28a安裝、固定於這些梁。
[0052]如此,對於電池包10，通過緊固件28將上殼體11和下殼體12的開口邊緣部11a、12a緊緊地固定和安裝在固定於縱梁115和橫梁116並具有足夠強度的副框架21上，特別是逐漸變窄的外表面IOT (角部)的外側也能夠被牢固地安裝和固定在斜框架24上。
[0053]另外，如圖8所示，對於該電池包10，能夠將上殼體11和下殼體12的開口邊緣部11a、12a放置、支撐在組裝成框架形狀的副框架21上，並且使其從車輛100的車體下側向上側進入地板面板105的開口部105a內，將其裝配成位於蓋板106內部的狀態。因此，電池包10可以連同副框架21被容易地裝配到車輛100車體側的縱梁115和橫梁116上。
[0054]這樣，本實施方式中通過採用上殼體11和下殼體12的凸緣形狀的開口邊緣部lla、12a彼此相對的結構，能夠在電池包10內部確保大容量的收納空間，在該空間中能夠層疊電池模塊陣列BM。
[0055]對於該電池包10，使其從下側進入地板面板105的開口部105a內，並且由副框架21夾住其開口邊緣部11a、12a，就能容易地將其可靠並且牢固地安裝和固定在車輛100的車體上。
[0056]此外，對於電池包10，通過在前部IOa形成逐漸變窄的外表面10T，可以在車輛100的後部確保大的撞擊吸收空間B，並提高針對來自後面的碰撞的撞擊吸收能力。另外，對於具有在內側插入電池包10的開口部105a的地板面板105，能夠以大的寬度形成與螺旋彈簧117相鄰的相對區域105b，從而能夠抑制該部分發生變形而地板面板105很大地振動的情況。因此，在採用將電池包10放置於後座102側的螺旋彈簧117之間的設計時，能夠更有效抑制振動所引起的所謂震顫聲的產生。
[0057]對於本實施方式的其他形式，儘管本實施方式中採用了將電池包10安裝在車輛100後部的行李廂L內的設計作為例子來說明，但是本發明不僅限於此，也可以適用於行李廂被安排在車輛前側而電池包被安裝於其中的情況。另外，毋庸贅言，也可以不僅將電池包的前部側製作成逐漸變窄的形狀，而且根據螺旋彈簧的位置關係，將後部側也製作成逐漸變窄的形狀。
[0058]另外，在本實施方式中，以通過縱梁115等將電池包10裝配、支撐於副框架21的情況作為例子來說明，但是也可以適用於採用直接用螺釘鎖緊、固定電池包本身的結構的情況。
[0059]本發明的保護範圍並不僅限於附圖及說明書中所給出的示例性實施方式，還包括能夠產生與本發明目的等同效果的所有實施方式。此外，本發明的保護範圍並不限於每一權利要求所確定的特徵的組合，還包括全部公開的特徵中的特定特徵的任意希望的組合。
[0060]儘管本發明的一個實施方式在前面已經得到了充分的說明，但是本發明並不僅限於上述實施方式，毋庸贅言，還能在其技術思想範圍內以各種不同的方式實施。
【權利要求】
1.一種電池包的車載結構，其中，在所述電池包中收納有電池，所述電池向安裝於車輛的電氣設備提供電力，所述電池包的車載結構的特徵在於， 所述車輛包括:骨架構件，其直接或間接地支撐所述電池包；左右一對螺旋彈簧，其直接或間接地連接於所述骨架構件，以構成懸架的一部分；以及地板面板，其由所述骨架構件直接或間接地支撐，作為車室內的地板表面， 所述電池包安裝在開口於所述地板面板中的開口部內，所述車輛的前後方向上的前部側或後部側位於所述螺旋彈簧之間，並且， 與所述螺旋彈簧之間的所述地板面板的延伸面一致的所述開口部的開口形狀和所述電池包的外部形狀形成為在所述螺旋彈簧之間的空間部分逐漸變窄的形狀。
2.根據權利要求1所述的電池包的車載結構，其特徵在於，所述地板面板的所述開口部的開口形狀和所述電池包的外部形狀的所述逐漸變窄的形狀形成為:所述逐漸變窄的形狀並且使每一所述螺旋彈簧之間的最短處位於所述逐漸變窄的形狀邊緣的中間部分。
3.根據權利要求1所述的電池包的車載結構，其特徵在於，所述地板面板的所述開口部的開口形狀和所述電池包的外部形狀的所述逐漸變窄的形狀形成有傾斜邊緣，所述傾斜邊緣設置在所述地板面板的所述開口部的開口邊緣和所述電池包的外表面中的與所述螺旋彈簧相對處，所述傾斜邊緣與所述地板面板的所述開口部的開口形狀以及所述電池包的外部形狀的側面側和前面側平滑的連接在一起。
4.根據權利要求1所述的電池包的車載結構，還包括副框架，所述副框架沿著所述地板面板的所述開口部的開口邊緣形成為框架形狀，由所述骨架構件支撐，所述電池包的車載結構的特徵在於，所述電池包通過所述副框架支撐於所述骨架構件，所述地板面板至少在所述開口部的開口邊緣的角部附近固定於所述副框架。
5.根據權利要求1所述的電池包的車載結構，其特徵在於，所述地板面板的所述開口部形成於靠近所述車輛的寬度方向一側的偏離位置，所述開口部的開口邊緣位於其中所述骨架構件之一的上側並被其支撐。
6.根據權利要求1所述的電池包的車載結構，其特徵在於，所述電池包安裝在作為所述車輛的後側的行李廂內的地板表面的所述地板面板的所述開口部內。
【文檔編號】B60K1/04GK103481760SQ201310209405
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年5月30日 優先權日:2012年6月8日
【發明者】仁田脅邦浩, 堀內敦司 申請人:鈴木株式會社