电池包的车载结构的制作方法
【专利摘要】一种电池包的车载结构，通过有效地利用螺旋弹簧之间的空间来加大电池包和车辆外部构件之间的撞击吸收空间，并且抑制地板面板的振动。在车辆电池包（10）的安装结构中，车辆包括：用于支撑电池包的左右一对纵梁和一个横梁；安装于这些纵梁，构成悬架的一部分的左右一对螺旋弹簧（117）；以及由纵梁等支撑的地板面板（105），其中电池包安装在地板面板的开口部（105a）内并位于螺旋弹簧之间，且在这些螺旋弹簧之间，电池包的前部（10a）形成为在螺旋弹簧之间的空间部分逐渐变窄的外表面（10T），地板面板的开口部的开口形状（相对区域（105b）的边缘）也形成为逐渐变窄的边缘（105T）。
【专利说明】电池包的车载结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及电池包的车载结构，具体涉及在车辆碰撞时减少电池包损伤并且抑制用于安装电池包的结构导致的振动增加的电池包的车载结构。
【背景技术】
[0002]由于除了向电动机外，还向安装于车辆的电气部件供应电力，所以装配了电动机作为驱动源的电动车和混合动力车需要在车辆上安装可收纳储存大容量电力的电池包。
[0003]该类型的电池包包括采用收纳于形成在地板面板中的凹状的坑中的形式的电池包(例如，参见日本“特开2010-89567号公报”)。
[0004]为了确保在车辆内部向乘客提供尽可能多的空间，这种电池包的车载结构通常采用设置于车辆后部的行李厢内的形式(根据车辆的结构，也有设置于前部的形式)。
[0005]另外，近些年来，这种车辆设计成通过在外部构件和内部部件之间确保在碰撞时有大的撞击吸收空间，从而使它的外部构件变形而起缓冲作用。具体来说，作为抗衡来自后部的碰撞，确保足够大的行李厢内的空间是有利的。
[0006]并且，通常在车辆的前后安装着左右一对螺旋弹簧。因此，需要将电池包以避开该左右一对螺旋弹簧的方式安装，因此对安装位置有限制。例如，在将电池包安装在螺旋弹簧之间的情况下，需要使得外部壳体的宽度小于螺旋弹簧的分离间隔。
[0007]因此，大容量电池包如果安装在螺旋弹簧的后侧，则会紧靠外部构件，例如车辆的掀背门，然而，如果安装在螺旋弹簧之间，会在前后方向上变长，因此，会紧靠车辆的外部构件。简而言之，对于大容量电池包，在车辆的电池包和外部构件之间不能确保较大的碰撞时的撞击吸收空间。
[0008]此处，对于电池包的车载结构，有采用以下形式的例子:将电池包收纳于地板面板中形成的开口部内，尽可能不占用行李厢的空间。这种情况下，有时在地板面板的该开口部外会出现宽度窄、刚性低的区域，并且出现因来自螺旋弹簧等车辆车体侧的振动而使地板面板的振动增加的麻烦。
[0009]另外，在日本“特开2010-89567号公报”所描述的情况中，实际上是使地板面板凹陷，因此，很难使其很大地凹陷，结果会占用行李厢内大量空间。
【发明内容】
[0010]因此，本发明的目的在于提供一种电池包的车载结构，其通过有效地利用螺旋弹簧之间的空间，能够最大程度地保证电池包与车辆外部构件之间的撞击吸收空间，并且尽可能防止地板面板的振动。
[0011]解决上述问题的电池包的车载结构所涉及的发明的第一方面为一种电池包的车载结构，其中，在所述电池包中收纳有电池，所述电池向安装于车辆的电气设备提供电力，所述电池包的车载结构的特征在于，所述车辆包括:骨架构件，其直接或间接地支撑所述电池包；左右一对螺旋弹簧，其直接或间接地连接于所述骨架构件，以构成悬架的一部分；以及地板面板，其由所述骨架构件直接或间接地支撑，作为车室内的地板表面，所述电池包安装在开口于所述地板面板中的开口部内，所述车辆的前后方向上的前部侧或后部侧位于所述螺旋弹簧之间，并且，与所述螺旋弹簧之间的所述地板面板的延伸面一致的所述开口部的开口形状和所述电池包的外部形状形成为在所述螺旋弹簧之间的空间部分逐渐变窄的形状。
[0012]解决上述问题的电池包的车载结构所涉及的发明的第二方面具有上述第一方面的特定事项，其特征在于，所述地板面板的所述开口部的开口形状和所述电池包的外部形状的所述逐渐变窄的形状形成为:所述逐渐变窄的形状并且使每一所述螺旋弹簧之间的最短处位于所述逐渐变窄的形状边缘的中间部分。
[0013]解决上述问题的电池包的车载结构所涉及的发明的第三方面具有上述第一方面或者第二方面的特定事项，其特征在于，所述地板面板的所述开口部的开口形状和所述电池包的外部形状的所述逐渐变窄的形状形成有倾斜边缘，所述倾斜边缘设置在所述地板面板的所述开口部的开口边缘和所述电池包的外表面中的与所述螺旋弹簧相对处，所述倾斜边缘与所述地板面板的所述开口部的开口形状以及所述电池包的外部形状的侧面侧和前面侧平滑的连接在一起。
[0014]解决上述问题的电池包的车载结构所涉及的发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项，还包括副框架，所述副框架沿着所述地板面板的所述开口部的开口边缘形成为框架形状，由所述骨架构件支撑，所述电池包的车载结构的特征在于，所述电池包通过所述副框架支撑于所述骨架构件，所述地板面板至少在所述开口部的开口边缘的角部附近固定于所述副框架。
[0015]解决上述问题的电池包的车载结构所涉及的发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项，其特征在于，所述地板面板的所述开口部形成于靠近所述车辆的宽度方向一侧的偏离位置，所述开口部的开口边缘位于其中所述骨架构件之一的上侧并被其支撑。
[0016]解决上述问题的电池包的车载结构所涉及的发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项，其特征在于，所述电池包安装在作为所述车辆的后侧的行李厢内的地板表面的所述地板面板的所述开口部内。
[0017]这样，根据本发明的一个方面，将与螺旋弹簧接近的位置的电池包的外部形状以及地板面板开口部的开口形状形成为逐渐变窄的形状，从而能够确保电池包和螺旋弹簧之间的空间，并且能够将电池包从逐渐变窄的形状的顶端侧开始放置在螺旋弹簧之间。因此，能够通过有效地利用螺旋弹簧之间的空间而将电池包放置在螺旋弹簧之间，能够确保电池包与车辆外部构件之间的间距，并且实现大容量。另外，地板面板能够在开口边缘和螺旋弹簧之间形成尽可能宽的空间，从而防止振动的传播。其结果是，能够尽量加大电池包和车辆外部构件之间的撞击吸收空间，并能够抑制地板面板的振动。
[0018]利用框架，例如副框架来固定地板面板的开口部和电池包，尤其是形成为逐渐变窄的形状的角部附近，从而能够更可靠地抑制振动。而且，在需要使电池包的安装位置偏左或偏右的情况下，能够利用骨架构件的强度以更高的强度固定电池包并更可靠地抑制振动。【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是表示根据本发明的电池包的车载结构的一个实施方式的图，是表示该车辆整体结构的透视侧视图。
[0020]图2是图1的电池包的车载结构的局部放大透视侧视图。
[0021]图3是从上侧观看图1的车辆后侧时地板面板水平面的平面图。
[0022]图4是从下侧观看图1的车辆后侧时地板面板水平面的平面图。
[0023]图5是从侧面观看图1的车辆后部的电池包附近时的局部放大透视侧视图。
[0024]图6是从前侧观看图1的车辆后部的电池包附近时的局部放大透视主视图。
[0025]图7是表示图1的车辆后部的地板面板结构的仰视图。
[0026]图8是表示将电池包安装于图1的车辆后部的分解斜视图。
【具体实施方式】
[0027]以下将结合附图，对本发明的实施方式进行详细描述。图1至图8给出了根据本发明的电池包的车载结构的一个实施方式。
[0028]在图1和图2中，车辆100包括安装有前排座位101和后排座位102的地板面板105，该地板面板105构成了地板表面并形成了车厢R。该车厢R的后部被构造成可用作行李厢L，该行李厢L可以通过掀背门109的打开及关闭而被打开。该车辆100被构造成混合动力车，大容量电池包10安装在车辆100的行李厢L内。这里，尽管在图中省略了，但混合动力车通过电池包10将电力提供至电气部件，例如安装在车辆中的空调装置，在车厢R内执行空气调节处理等，并且将电力由电池包10提供至成为驱动源的电动机，从而以适当的方式驱动电动机以及内燃机，从而使车辆以所要求的速度行驶。此外，本实施方式中关于混合动力车的描述仅为示例，并不构成对本发明的限制，无需赘述，其也适用于仅将电动机作为驱动源的电动车辆。
[0029]在电池包10中有用于在其内部收纳多个电池模块阵列(BM)的空间，该空间通过上壳体11和下壳体12的开口边缘部I la、12a对接形成。
[0030]该电池包10被安装成上壳体11的一部分比车辆100的行李厢L内的地板面板105的安装水平面靠上侧，并且被安装成下壳体12整体比所述安装水平面靠下侧。另外，与行李厢L的地板面板105连续地安装盖板106来覆盖电池包10，以避免上壳体11侧露出于行李厢L内。
[0031]此外，盖板106的上部的几乎整个表面形成为盖状，以可脱离的方式安装盖板106，从而通过拆掉盖状的维修用盖107 (如图6)，打开盖板106的整个表面，就能进行各类型的检修操作，例如下文中将描述的空气滤清器(如图3)的检修操作。
[0032]这里，电池模块阵列BM具有多个沿水平方向平行设置的电池模块，且该电池模块阵列BM设计成以两层的状态堆叠在电池包10内，并能够存储大容量的电力。
[0033]电池包10在上部壳体11和下部壳体12的内部形成能够以两层堆叠电池模块阵列BM的空间，从而确保尽可能少地占用行李厢L内空间。
[0034]另外，电池包10具有安装于上层电池模块阵列BM的上侧的冷却风扇15，冷却风扇15通过将外部空气经过空气滤清器16引入其内部并通过通风管17实现通风，来冷却电流输入和输出时所产生的热量。[0035]另外，电池包10为如下形状:电池模块阵列BM的收纳空间被划分为上壳体11和下壳体12，且该上壳体11和下壳体12具有相互卡合的凸缘形状的开口边缘部11a、12a。通过使开口边缘部lla、12a以彼此相对的方式卡合来封闭内部的收纳空间。另外,将由外周缘向外突出的凸缘形状的开口边缘部lla、12a以安装于下文所述的副框架21的状态固定在车辆100的车体侧，从而以不会脱落的方式安装、支撑上壳体11和下壳体12。
[0036]在这种状态下，电池包10被安装在车辆100上，从而上壳体11的上侧从行李厢L的地板面板105中所形成的开口部105a露出，且该地板面板105的开口部105a通过相对固定在其边缘部分的盖板106的凸缘形状的开口边缘部106a来关闭。
[0037]这里，如图3至图6所示，车辆100通过将车轮110安装在位于行李厢L后座102处的悬架梁111的两个端部，从而实现行驶。悬架梁111具有向车辆后部延伸的臂部112，该臂部112被左右一对纵梁(骨架构件)115支撑，该臂部112的底端侧可自由旋转，所述左右纵梁115在车辆100的车体侧的两侧皆沿着车辆的前后方向延伸，且车轮100以可自由旋转的方式被该臂部112的末端侧支撑。
[0038]在该悬架梁111中，在靠近该臂部112的转动支点112a的位置之间连接着沿车辆宽度方向延伸的横梁部分113，且螺旋弹簧117位于臂部112和纵梁115之间的接近横梁部分113的位置上，从而提高了车辆100的舒适度。此外，图4中的117a为螺旋弹簧117的承受部件，其安装位置参见附图。此外，图3中的109a为用于表明后部掀背门109的内表面位置的边界线(在其他图中也如此)。
[0039]另外，该车辆100具有将安装于车辆前部的内燃机所生成的高温废气导向后方、并将其释放到车外的排气管118，该排气管118沿车辆的前后方向延伸设置。排气管118以弯曲的形状延伸，从而避开悬架梁111的横梁部分113，接着被连接在消音器119上，且该排气管118被设计成在车辆100右侧位于螺旋弹簧117和电池包10之间。换句话说，电池包10 (地板面板105的开口部分105a)偏向行李厢L的左侧，从而提供尽可能大的区域及大容量的空间。
[0040]并且，电池包10形成为无角部的逐渐变窄的形状，从而随着面向车辆前侧的前表面侧的前部IOa深入到左右一对螺旋弹簧117之间的空间部分而地板面板105的延伸面内的外表面形状变细(外表面间隔变窄)。因此，位于车辆100的车体侧的地板面板105的开口部105a也形成为相似的逐渐变窄的形状，从而随着深入到螺旋弹簧117之间的空间而开口形状变细。
[0041]也就是说，电池包10的位置使得前部IOa的逐渐变窄的外表面IOT的中间部分与螺旋弹簧117的相对距离最短。该逐渐变窄的外表面IOT形成为与螺旋弹簧117隔开一定距离而相对的形态，所述逐渐变窄的外表面IOT以和壳体外表面的侧面侧和前面侧平滑的连接在一起的倾斜形状形成。
[0042]因此，如图7所示，车辆100的车体侧的地板面板105具有位于开口部105a和螺旋弹簧117之间的相对区域105b，该相对区域105b面向电池包10前部IOa的逐渐变窄的外表面10T，且沿着该逐渐变窄的外表面IOT的逐渐变窄的边缘105T也形成于开口部105a的前部。因此，在地板面板105的开口部105a的前部，逐渐变窄的边缘105T也形成为平滑连续的倾斜形状，类似于电池包10前部的逐渐变窄的外表面10T，且其中间部分形成为与螺旋弹簧117隔开一定的最短距离而相对的形态。[0043]如此，电池包10可被设置在更靠近行李厢L内部的后座102的后侧，从而能够在电池包10和掀背门109 (外部构件)之间保证大容量的撞击吸收空间B，且提高车辆后部碰撞时的撞击吸收能力。
[0044]另外，地板面板105的开口部105a偏向行李厢L的左侧，从而避开排气管118和消音器119，并且形成对应于电池包10的外部IOa的逐渐变窄的外表面IOT而倾斜的逐渐变窄的边缘105T，使得与螺旋弹簧117之间的相对区域105b具有较宽的宽度。因此，能使与作为振动传播源的螺旋弹簧接近的相对区域105b的宽度向远离螺旋弹簧117的方向扩大，使地板面板105形成有利于抑制振动的形状。
[0045]这样，将该电池包10固定在联接至纵梁115和横梁116 (骨架构件)的副框架21上，从而安装固定在车辆100的车体侧，横梁116通过沿着车辆100的车体侧的车辆宽度方向延伸而与这些纵梁115连接。
[0046]副框架21形成为框架的形状，且与电池包10的上壳体11和下壳体12的开口边缘部11a、12a大致一致，该副框架21通过焊接等连接、固定横框架22、侧框架23、斜框架24和偏框架25，从而组装成框架形状。
[0047]横框架22被制造成在车辆的前后方向上分开、且沿着车辆宽度方向延伸的前后一对构件，从而使它们面向电池包10的上壳体11和下壳体12的开口边缘部11a、12a (地板面板105的开口部105a)的前部侧和后部侧。
[0048]同样，侧框架23被制造成在车辆的宽度方向上分开、且沿着车辆的前后方向延伸的左右一对构件，从而使它们在电池包10的两个侧部侧面向开口边缘部I la、12a。位于车辆左侧的左侧构件23L由紧固件28直接连接、固定于纵梁115。另一方面，因为电池包10被安装在避开排气管118和消音器119的偏离位置，所以位于车辆右侧的右侧构件23R由紧固件28经偏框架25而连接、固定于纵梁115。
[0049]同样，斜框架24被制造成在前部侧两侧都倾斜的左右一对构件，从而使它们在电池包10的前部IOa倾斜的逐渐变窄的外表面IOT两侧的外方面向开口边缘部I la、12a，且其两端由紧固件28连接、固定于纵梁115和横梁116。
[0050]偏框架25包括平行偏框架25a和连接用偏框架25b、25c。平行偏框架25a与右侧框架23R (电池包10)相邻，平行偏框架25a和右侧框架23R在其之间夹着排气管118和消音器119的位置在水平方向分离并且平行，且右侧框架23R的两个末端侧都与连接用偏框架25b、25c相连接。
[0051 ] 该副框架21包围底板面板105的开口部105a，由紧固件28从下侧连接、固定于纵梁115、横梁116。如此，地板面板105得以加固，且地板面板105的振动得以抑制。另外，副框架21在上下方向与纵梁115、横梁116保持一定距离的位置上通过起垫片作用的杆状构件28a安装、固定于这些梁。
[0052]如此,对于电池包10，通过紧固件28将上壳体11和下壳体12的开口边缘部11a、12a紧紧地固定和安装在固定于纵梁115和横梁116并具有足够强度的副框架21上，特别是逐渐变窄的外表面IOT (角部)的外侧也能够被牢固地安装和固定在斜框架24上。
[0053]另外，如图8所示，对于该电池包10，能够将上壳体11和下壳体12的开口边缘部11a、12a放置、支撑在组装成框架形状的副框架21上，并且使其从车辆100的车体下侧向上侧进入地板面板105的开口部105a内，将其装配成位于盖板106内部的状态。因此，电池包10可以连同副框架21被容易地装配到车辆100车体侧的纵梁115和横梁116上。
[0054]这样，本实施方式中通过采用上壳体11和下壳体12的凸缘形状的开口边缘部lla、12a彼此相对的结构，能够在电池包10内部确保大容量的收纳空间，在该空间中能够层叠电池模块阵列BM。
[0055]对于该电池包10，使其从下侧进入地板面板105的开口部105a内，并且由副框架21夹住其开口边缘部11a、12a，就能容易地将其可靠并且牢固地安装和固定在车辆100的车体上。
[0056]此外，对于电池包10，通过在前部IOa形成逐渐变窄的外表面10T，可以在车辆100的后部确保大的撞击吸收空间B，并提高针对来自后面的碰撞的撞击吸收能力。另外，对于具有在内侧插入电池包10的开口部105a的地板面板105，能够以大的宽度形成与螺旋弹簧117相邻的相对区域105b，从而能够抑制该部分发生变形而地板面板105很大地振动的情况。因此，在采用将电池包10放置于后座102侧的螺旋弹簧117之间的设计时，能够更有效抑制振动所引起的所谓震颤声的产生。
[0057]对于本实施方式的其他形式，尽管本实施方式中采用了将电池包10安装在车辆100后部的行李厢L内的设计作为例子来说明，但是本发明不仅限于此，也可以适用于行李厢被安排在车辆前侧而电池包被安装于其中的情况。另外，毋庸赘言，也可以不仅将电池包的前部侧制作成逐渐变窄的形状，而且根据螺旋弹簧的位置关系，将后部侧也制作成逐渐变窄的形状。
[0058]另外，在本实施方式中，以通过纵梁115等将电池包10装配、支撑于副框架21的情况作为例子来说明，但是也可以适用于采用直接用螺钉锁紧、固定电池包本身的结构的情况。
[0059]本发明的保护范围并不仅限于附图及说明书中所给出的示例性实施方式，还包括能够产生与本发明目的等同效果的所有实施方式。此外，本发明的保护范围并不限于每一权利要求所确定的特征的组合，还包括全部公开的特征中的特定特征的任意希望的组合。
[0060]尽管本发明的一个实施方式在前面已经得到了充分的说明，但是本发明并不仅限于上述实施方式，毋庸赘言，还能在其技术思想范围内以各种不同的方式实施。
【权利要求】
1.一种电池包的车载结构，其中，在所述电池包中收纳有电池，所述电池向安装于车辆的电气设备提供电力，所述电池包的车载结构的特征在于， 所述车辆包括:骨架构件，其直接或间接地支撑所述电池包；左右一对螺旋弹簧，其直接或间接地连接于所述骨架构件，以构成悬架的一部分；以及地板面板，其由所述骨架构件直接或间接地支撑，作为车室内的地板表面， 所述电池包安装在开口于所述地板面板中的开口部内，所述车辆的前后方向上的前部侧或后部侧位于所述螺旋弹簧之间，并且， 与所述螺旋弹簧之间的所述地板面板的延伸面一致的所述开口部的开口形状和所述电池包的外部形状形成为在所述螺旋弹簧之间的空间部分逐渐变窄的形状。
2.根据权利要求1所述的电池包的车载结构，其特征在于，所述地板面板的所述开口部的开口形状和所述电池包的外部形状的所述逐渐变窄的形状形成为:所述逐渐变窄的形状并且使每一所述螺旋弹簧之间的最短处位于所述逐渐变窄的形状边缘的中间部分。
3.根据权利要求1所述的电池包的车载结构，其特征在于，所述地板面板的所述开口部的开口形状和所述电池包的外部形状的所述逐渐变窄的形状形成有倾斜边缘，所述倾斜边缘设置在所述地板面板的所述开口部的开口边缘和所述电池包的外表面中的与所述螺旋弹簧相对处，所述倾斜边缘与所述地板面板的所述开口部的开口形状以及所述电池包的外部形状的侧面侧和前面侧平滑的连接在一起。
4.根据权利要求1所述的电池包的车载结构，还包括副框架，所述副框架沿着所述地板面板的所述开口部的开口边缘形成为框架形状，由所述骨架构件支撑，所述电池包的车载结构的特征在于，所述电池包通过所述副框架支撑于所述骨架构件，所述地板面板至少在所述开口部的开口边缘的角部附近固定于所述副框架。
5.根据权利要求1所述的电池包的车载结构，其特征在于，所述地板面板的所述开口部形成于靠近所述车辆的宽度方向一侧的偏离位置，所述开口部的开口边缘位于其中所述骨架构件之一的上侧并被其支撑。
6.根据权利要求1所述的电池包的车载结构，其特征在于，所述电池包安装在作为所述车辆的后侧的行李厢内的地板表面的所述地板面板的所述开口部内。
【文档编号】B60K1/04GK103481760SQ201310209405
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年5月30日 优先权日:2012年6月8日
【发明者】仁田胁邦浩, 堀内敦司 申请人:铃木株式会社