车载用电池技术领域
本发明涉及关于在可压碎区域配置有具有规定功能的功能性部件的车辆中所搭
载的车载用电池的技术领域。
背景技术
在汽车等各种车辆上搭载有用于向电机和各种电器部件供电的车载用电池。
近年来,特别是EV(Electric Vehicle:电动汽车)、HEV(Hybrid Electric
Vehicle:混合动力汽车)、PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle:插电式混合动力汽
车)等车辆正在普及,这些以电气作为动力的车辆中搭载有具有高蓄电功能的车载用电池。
车载用电池中设置有收纳盒和收纳于收纳盒内的电池模块,电池模块例如由镍氢
电池或锂离子电池等多个电池单元(二次电池)排列构成。另外,搭载于电动汽车等的车载
用电池为了保持高蓄电功能,还包括将多个电池模块配置于收纳盒内并将这些多个电池模
块的各电池单元串联或并联而成的电池。
这种车载用电池具有配置于形成在车辆后部的行李箱的电池(例如参照专利文献
1)。
专利文献1所记载的车载用电池,一部分插入在地板上向上方开口而形成的配置
凹部中,并位于左右分开设置的车身的后纵梁之间。
搭载有专利文献1所记载的车载用电池的车辆中,车载用电池配置于行李箱中的
前方侧,行李箱中的收纳盒后方侧的空间形成为可压碎区域。从而,在被来自车辆后方的碰
撞从后方施加负荷时,一对后纵梁被压坏而吸收撞击,从而保护了车载用电池。
另一方面,搭载有专利文献1所记载的车载用电池的车辆中,在来自车辆后方的碰
撞为大碰撞的情况下,存在后纵梁被压坏的同时来自后方的较大的负荷被施加于车载用电
池的可能性。在车载用电池被施加负荷时,收纳盒的倾斜部被引导至(形成配置凹部)的前
表面部,车载用电池整体向斜上前方移动以避开位于配置凹部前侧的横梁。从而车载用电
池不与横梁碰撞,抑制了对收纳在收纳盒内部的电池模块的过度负荷。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)专利5206110号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是,在如上所述的车载用电池配置于行李箱的车辆中,有时具有规定功能的功
能性部件配置于可压碎区域。作为功能性部件例如包括进行用于冷却收纳盒内部配置的各
部分的吸气和排气的风扇电机、用于轮胎爆胎时进行修理的爆胎修理套件、用于将车辆抬
起的千斤顶类等。这些风扇电机等是刚性高的部件。
对在可压碎区域配置有这种功能性部件的车辆产生大碰撞的情况下,配置于可压
碎区域的功能性部件随着碰撞而向前方移动,因此存在收纳盒被功能性部件破坏、由功能
性部件产生对配置在收纳盒内部的各部分的损伤和破坏的可能性。
另外,除了来自车辆后方的碰撞以外,例如由于旋转等发生搭载有车载用电池的
车辆的后部与电线杆等碰撞的所谓柱碰撞时,车身的一对后纵梁之间的部分有时也与电线
杆等碰撞。这种情况下同样,配置于可压碎区域的功能性部件随着碰撞而向前方移动,因此
存在由功能性部件产生对配置在收纳盒内部的各部分的损伤和破坏的可能性。
因此,本发明的目的在于克服上述问题点,防止碰撞时配置于收纳盒内部的各部
分的损伤和破坏。
解决技术问题的技术方案
第一,本发明的车载用电池是在形成于左右分开的一对后纵梁之间的可压碎区域
配置有具有规定功能的功能性部件的车辆中在所述可压碎区域的前侧搭载有收纳盒的车
载用电池,包括:保持框架,其具有由前后分开的一对第一部分和左右分开的一对第二部分
构成的框状部,并固定于车身;以及具有电池单元的电池模块,其中所述收纳盒在插入所述
框状部的状态下被所述保持框架保持,所述电池模块收纳在所述收纳盒的内部,功能性部
件在所述一对第二部分之间位于所述框状部的下侧,所述收纳盒的内部的后端部形成有收
容部,当功能性部件由于碰撞而向前方移动时,所述收容部能够收容功能性部件。
由此,当功能性部件由于碰撞而向前方移动时,功能性部件被收容在形成于收纳
盒内部的收容部中,从而避免了配置于收纳盒内部的各部分与功能性部件的接触。
第二,优选地,在上述本发明的车载用电池中,所述电池模块在所述一对后纵梁之
间位于所述后纵梁的上表面以下。
由此,当在从后方碰撞时后纵梁被压坏时,难以向电池模块施加负荷。
第三,优选地,在上述本发明的车载用电池中,所述电池模块在左右方向上位于功
能性部件的侧方。
由此,功能性部件因碰撞而向前方移动时,功能性部件不与电池模块接触。
第四,优选地,在上述本发明的车载用电池中,电池控制单元和接线盒配置在所述
收纳盒的内部,所述电池控制单元和所述接线盒在所述一对后纵梁之间位于所述后纵梁的
上表面以下。
由此,当在来自后方的碰撞中后纵梁被压坏时,难以向电池控制单元和接线盒施
加负荷。
第五,优选地,在上述本发明的车载用电池中,在所述收纳盒中安装有撞击吸收部
件,用于吸收从后方碰撞时的撞击。
由此,来自后方的碰撞导致的撞击被撞击吸收部件吸收。
第六,优选地,在上述本发明的车载用电池中,所述撞击吸收部件安装在所述收纳
盒的底面部,所述电池模块配置在所述撞击吸收部件上。
由此,撞击吸收部件作为用于配置电池模块的配置部发挥作用。
第七,优选地,在上述本发明的车载用电池中,位于所述底面部的上方的多个台部
左右分开地设置于所述撞击吸收部件,所述电池模块以跨越相邻的所述台部的状态配置。
由此,在电池模块配置在撞击吸收部件上的状态下,在电池模块的下方在台部之
间形成空间。
发明效果
根据本发明,当功能性部件因碰撞而向前方移动时,功能性部件被收容在形成于
收纳盒内部的收容部中从而避免了配置在收纳盒内部的各部分与功能性部件接触,因此能
够防止碰撞时配置在收纳盒内部的各部分的损伤和破坏。
附图说明
图1与图2至图8一起示出本发明车载用电池的实施方式,图1是示出车载用电池的
搭载状态等的示意侧视图;
图2是示出车载用电池的搭载状态等的立体图;
图3是示出收纳盒等的分解立体图;
图4是示出相对于收纳盒的各部分的配置状态等的截面图;
图5是示出相对于收纳盒的下段的各部分的配置状态的立体图;
图6是示出相对于收纳盒的上段的各部分的配置状态的立体图;
图7是示出相对于收纳盒的各部分的配置状态等的俯视图;
图8是示出碰撞时的与风扇电机有关的状态的俯视图。
符号说明
1车载用电池;2保持框架;3收纳盒;5电池模块;6第一部分;7第二部分;8框状部;
12底面部;14撞击吸收部件;16a台部;17加强部件;19a收容部;21电池单元;22电池控制单
元;23接线盒;30风扇电机(功能性部件);700后纵梁;900可压碎区域
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的车载用电池的实施方式进行说明。
车载用电池1具有保持框架2、收纳盒3、盖体4和电池模块5、5(参照图1至图3)。
车载用电池1的至少一部分配置在位于后部座椅100后方的行李箱200的地板300
上(参照图1)。在地板300上形成有向行李箱200中的上方开口的配置凹部301。燃料箱400、
后悬架500、500、以及消音器600位于地板300的下侧。燃料箱400位于后部座椅100的下方。
保持框架2由沿左右延伸且分开位于前后的第一部分6、6和沿前后延伸且分开位
于左右的第二部分7、7结合为井字形状而成(参照图2及图3)。第一部分6、6的左右两端部
6a、6a、…分别形成从第二部分7、7向侧方(外侧)突出的状态。保持框架2中除了第一部分6、
6的左右两端部6a、6a、…以外的部分设置为矩形的框状部8。
收纳盒3的内部配置有平板状的间隔板9。间隔板9的前端部中的一个侧部形成有
切口9a。收纳盒3的在间隔板9上侧的部分设置为上侧收纳部10,在间隔板9下侧的部分设置
为下侧收纳部11。因此,收纳盒3的内部由间隔板9分隔为上段和下段,在下段中,例如左右
分开收纳有两个电池模块5、5。
收纳盒3具有周面部13和朝向上下方向的底面部12,该周面部13的下边缘与底面
部12的外周缘连续。周面部13具有前面壁部13a、后面壁部13b、两个侧面壁部13c、13c以及
被安装部13d。被安装部13d形成为从前面壁部13a、后面壁部13b、侧面壁部13c、13c的上边
缘向外侧突出的凸缘状。
收纳盒3从上方插入保持框架2的框状部8且被安装部13d的下表面与框状部8的上
表面接触,被安装部13d通过螺栓等紧固于框状部8从而固定在保持框架2上(参照图2)。
盖体4的前端部中的一个侧部形成有连通孔4a。
车载用电池1以包含下侧收纳部11的下段被插入地板300的配置凹部301的状态配
置在行李箱200内(参照图1及图2)。因此,包含上侧收纳部10的上段位于地板300上表面的
上方。
车载用电池1中保持框架2的第一部分6、6的两端部6a、6a、…通过螺栓等固定在地
板300上。
作为车身的骨架的沿前后延伸的后纵梁700、700位于收纳盒3的下段的正侧方,后
纵梁700、700的后端位于车载用电池1的后方。沿左右延伸的保险杠800配置于后纵梁700、
700的后方。
行李箱200中的收纳盒3后方侧的空间形成为可压碎区域900。
如上所述,通过将保持框架2固定在地板300上,从而将收纳盒3的下侧收纳部11配
置于配置凹部301,且下侧收纳部11位于分开位于左右的后纵梁700、700之间(参照图4)。
撞击吸收部件14、14、14左右分开安装在收纳盒3的底面部12的上表面(参照图3)。
朝向上下方向的平板状的配置面部15和从配置面部15向上方突出且截面形状为向下方开
口的“コ”字状的突状部16形成为一体而构成撞击吸收部件14。设置有一个突状部16或左右
分开设置有两个突状部16,突状部16的上表面部设置为台部16a。撞击吸收部件14以突状部
16沿前后延伸的方向安装在底面部12上,前后两端部分别与底面部12的前后两端部结合。
收纳盒3的周面部13的前面壁部13a、后面壁部13b和侧面壁部13c、13c的内表面分
别安装有加强部件17、17、…。加强部件17的截面形状形成为向周面部13的内表面侧开口的
帽状,以沿左右或前后延伸的方向分别安装于前面壁部13a、后面壁部13b和侧面壁部13c、
13c。
通过将加强部件17、17、…安装于收纳盒3的周面部13,收纳盒3的强度增大,能够
加强配置于收纳盒3内部的各部分的保护。
另外,间隔板9被承载并安装在加强部件17、17、…上,加强部件17、17、…具有加强
收纳盒3的功能和作为安装间隔板9的安装部件的功能这两个功能。从而,车载用电池1中不
需要用于安装间隔板9的专用部件,能够实现因消减部件个数带来的结构简化。
形成为向上方开口的大致“コ”字状的防弯曲部件18、18以左右分开的状态安装于
收纳盒3的外表面。防弯曲部件18安装在遍及前面壁部13a、底面部12、后面壁部13b和被安
装部13d的位置。
通过将防弯曲部件18、18安装于收纳盒3,能够防止收纳盒3插入框状部8而保持在
保持框架2上的状态下的收纳盒3的弯曲,能够确保配置在收纳盒3内部的各部分的稳定的
配置状态。
收纳盒3的内部空间19成为收纳电池模块5、5以及后述的各部件的空间。
电池模块5具有前后方向为长度方向的箱状的单元罩20和在单元罩20内部沿前后
并排排列的多个电池单元21、21、…(参照图3)。电池模块5、5以左右分开的状态收纳在收纳
盒3的下侧收纳部11中(参照图4及图5)。
电池模块5以跨越撞击吸收部件14中相邻的突状部16、16的台部16a、16a的状态配
置。
这样通过电池模块5以跨越台部16a、16a的状态配置,能够在电池模块5配置在撞
击吸收部件14上的状态下,在电池模块5下方的台部16a、16a之间形成空间,从而能够实现
电池模块5的配置状态的稳定化,并实现电池模块5的散热性的提高。
另外,撞击吸收部件14、14、14安装在收纳盒3的底面部12上,电池模块5、5配置在
撞击吸收部件14、14、14上,因此撞击吸收部件14、14、14作为用于配置电池模块5、5的配置
部发挥作用,能够不增加部件个数而实现电池模块5、5的配置状态的稳定化。
电池控制单元22和接线盒23在收纳盒3的下侧收纳部11中夹着电池模块5、5收纳
在左右方向的相反侧。因此,电池模块5、5和电池控制单元22及接线盒23收纳在收纳盒3的
内部空间19的下段,位于后纵梁700、700的上表面以下(参照图4)。电池控制单元22具有担
任车载用电池1的整体控制的功能。接线盒23具有继电器、保险丝、接线端子等。
如上所述,收纳盒3的下侧收纳部11位于后纵梁700、700之间,收纳在下侧收纳部
11中的电池模块5、5和电池控制单元22及接线盒23也位于后纵梁700、700之间。
在收纳盒3的上侧收纳部10中,端子台24和电动油泵的泵用逆变器25左右并排配
置在前半部,DC/DC变换器26和电池控制单元22的单元用逆变器27左右并排配置在后半部
(参照图4及图6)。从而,端子台24、泵用逆变器25、DC/DC变换器26和单元用逆变器27收纳在
收纳盒3的内部空间19的上段。
收纳盒3中,供电插头28配置在接线盒23的前侧。供电插头(サービスプラグ)28位
于间隔板9的切口9a。在盖体4安装于收纳盒3的状态下,供电插头28配置在面对盖体4的连
通孔4a的位置。
如上所述,电池模块5、5、电池控制单元22、接线盒23、端子台24、泵用逆变器25、
DC/DC变换器26以及单元用逆变器27配置在收纳盒3内部,驱动车载用电池1所需的所有电
器部件在被盖体4覆盖的状态下配置在收纳盒3的内部。
从而,可以遮蔽来自外部的电磁噪声对驱动车载用电池1所需的电器部件的干扰,
通过加强电磁屏蔽能够确保车载用电池1的良好的驱动状态。
另外,电池模块5、5等各部分配置在收纳盒3的内部空间19中,但是在内部空间19
中在电池模块5、5、电池控制单元22及接线盒23的后侧形成有间隙,该间隙形成为收容部
19a(参照图7)。
车载用电池1设置有吸气用管道29(参照图2)。吸气用管道29贯通收纳盒3,除部分
外而位于形成在收纳盒3的后侧的可压碎区域900中。设置为功能性部件的重量大的风扇电
机30配置在吸气用管道29内部。风扇电机30位于与收纳盒3的下侧收纳部11相同的高度,配
置在后纵梁700、700之间。
风扇电机30的旋转轴与未图示的冷却风扇连结。冷却风扇具有通过旋转而从吸气
用管道29吸入冷却风后向配置在收纳盒3内部的各部分输送的功能,风扇电机30具有使冷
却风扇旋转的功能。
设置为功能性部件的风扇电机30在可压碎区域900中,例如位于接线盒23的正后
方(参照图7)。因此,风扇电机30位于配置在右侧的电池模块5的右端的右方。此外,风扇电
机30也可以位于配置在左侧的电池模块5的左端的左方。
车载用电池1设置有排气用管道31(参照图2)。排气用管道31贯通收纳盒3,除部分
外而位于收纳盒3的侧方(左方)。从吸气用管道29吸入并冷却配置在收纳盒3内部的各部分
后的冷却风通过排气用管道31向收纳盒3的外部排出。
从上述吸气用管道20经由收纳盒3内部并通过排气用管道31排出的冷却风的流动
通过冷却风扇强制进行,配置在收纳盒3内部的各部分、特别是电池模块5、5、电池控制单元
22及接线盒23等被有效地冷却。
在假如卡车等车身高度较高的其它车辆从后方碰撞搭载有如上所述构成的车载
用电池1的车辆时,由于卡车等其它车辆的后纵梁和保险杠的高度处于比搭载有车载用电
池1的车辆的后纵梁700、700和保险杠800的高度高的位置,因此来自其它车辆的撞击导致
的负荷被施加给收纳盒3的上段。
收纳盒3的上段被施加来自其它车辆的撞击导致的负荷时,存在收纳在收纳盒3的
上段中的端子台24、泵用逆变器25、DC/DC变换器26和单元用逆变器27被施加负荷的可能
性,而收纳在下段中的电池模块5、5、电池控制单元22及接线盒23则难以被施加负荷。从而,
电池模块5、5、电池控制单元22及接线盒23受到保护。
另一方面,在假如乘用车等车身高度较低的其它车辆从后方碰撞搭载有车载用电
池1的车辆时,由于搭载有车载用电池1的车辆的后纵梁700、700和保险杠800的高度与乘用
车等其它车辆的后纵梁和保险杠的高度大致相同,因此后纵梁700、700和保险杠800被压
坏,撞击在收纳盒3的后方被后纵梁700、700和保险杠800吸收。
这样,当乘用车等车身高度较低的车辆碰撞时,撞击被后纵梁700、700和保险杠
800吸收,因此收纳盒3不被施加较大的负荷,从而能够保持收纳盒3配置于行李箱200的状
态,能够保护车载用电池1。
另外,在假如乘用车等车身高度较低的其它车辆从后方碰撞搭载有车载用电池1
的车辆且碰撞为大碰撞时,后纵梁700、700和保险杠800被压坏,撞击被后纵梁700、700和保
险杠800吸收后,收纳盒3被施加负荷。
此时,由于收纳盒3中安装有撞击吸收部件14、14、14,因此撞击被撞击吸收部件
14、14、14吸收,收纳盒3不被施加较大的负荷,从而能够保护配置在收纳盒3内部的各部分。
并且,在假如乘用车等车身高度较低的其它车辆从后方碰撞搭载有车载用电池1
的车辆时、或者搭载有车载用电池1的车辆的后部由于旋转等碰撞电线杆等而发生所谓的
柱碰撞时,存在配置于可压碎区域900的作为重量大的功能性部件的风扇电机30因碰撞而
向前方移动的可能性。
此时,由于风扇电机30在左右方向上位于电池模块5、5的左方或右方,因此风扇电
机30不与电池模块5、5接触,从而能够保护电池模块5、5。
另外风扇电机30存在冲破收纳盒3而向前方移动至收纳盒3内部的可能性,但是由
于收纳盒3的内部空间19的后端部形成为收容部19a,因此风扇电机30向前方移动至收纳盒
3内部时,风扇电机30被收容在收容部19a中(参照图8)。
从而,避免了配置于收纳盒3内部的各部分、特别是接线盒23、电池模块5、5与功能
性部件的接触,因此能够防止碰撞时配置在收纳盒3内部的各部分的损伤和破坏。
此外,以上示出了作为功能性部件设置有进行用于冷却配置于收纳盒3内部的各
部分的吸气和排气的风扇电机30的例子,功能性部件例如也可以是用于在轮胎爆胎时进行
修理的爆胎修理套件、用于将车辆抬起的千斤顶类等重量大的部件。