JPH07323736A - 電気自動車のバッテリ搭載構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バッテリトレイを骨格部材に対して仮止めす
ることができる電気自動車のバッテリ搭載構造を提供す
る。 【構成】 バッテリ２０を載置したバッテリトレイ１９
の両端部を凹部３２内に一端側から挿入して固定するも
のであって、凹部３２の開口３１に長手方向に沿って凸
部３３を形成すると共に該凸部３３の内面における前端
及び後端以外の部分に溝部３４を形成し、バッテリトレ
イ１９の両端部に先端が前記溝部３４内に係合可能なフ
ック部２４を形成すると共にバッテリトレイ１９のバッ
テリ２０を載せる位置に長手方向に沿う閉断面部２５を
形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電気自動車のバッテリ
搭載構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気自動車のバッテリ搭載構造と
しては、例えば図８及び図９に示すようなものが知られ
ている（特開平５−２０８６１７号公報参照）。

【０００３】１は自動車のフロアパネルで、このフロア
パネル１の下部には前後方向に沿う３本の骨格部材２、
３、４が設けられている。この骨格部材２、３、４は閉
断面構造をしており、この骨格部材２、３、４の前端及
び後端にはそれぞれ車幅方向に沿うクロスメンバ５、６
が配されている。

【０００４】そして、７がバッテリトレイで、このバッ
テリトレイ７の上には複数のバッテリ８が載置されてい
る。このバッテリトレイ７はいったん車体から外した状
態にして、その上に複数のバッテリ８を載置する。バッ
テリ８を載置したバッテリトレイ７は、図示せぬ台車等
により前記各骨格部材２、３、４の下方に運ばれ、バッ
テリトレイ７の取付孔９と骨格部材２、３、４のネジ孔
１０とを位置合わせした後に、ボルト１１にて両者を固
定する構造となっている。尚、このバッテリトレイ７に
下面にはバッテリ８が発する熱を除くための放熱フィン
７ａが形成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術にあっては、複数のバッテリ８を載置し
たバッテリトレイ７を骨格部材２、３、４に取付けよう
とする際に、バッテリトレイ７をボルト１１により骨格
部材２、３、４に直接取付ける構造となっているため、
バッテリトレイ７の取付けが大変に面倒である。すなわ
ち、バッテリトレイ７を骨格部材２、３、４に対してい
ったん仮止めすることができないため、バッテリトレイ
７を台車等に載せた状態のままで、バッテリトレイ７の
取付孔９と骨格部材２、３、４のネジ孔１０の位置合わ
せを行わなければならず、取付作業が大変に困難で、そ
の改善が望まれている。

【０００６】この発明はこのような従来の技術に着目し
てなされたものであり、バッテリトレイを骨格部材に対
して仮止めすることができる電気自動車のバッテリ搭載
構造を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る電気自動
車のバッテリ搭載構造は、上記の目的を達成するため
に、車体に所定間隔で平行に離間配置された一対の骨格
部材を少なくとも有し、該骨格部材の各対応部に互いに
開口を向かい合わせた状態の凹部を該骨格部材の一端側
から長手方向に沿って形成すると共に、バッテリを載置
したバッテリトレイの両端部を前記凹部内に一端側から
挿入して固定する電気自動車のバッテリ搭載構造であっ
て、前記凹部の開口に長手方向に沿って凸部を形成する
と共に該凸部の内面における前端及び後端以外の部分に
溝部を形成し、前記バッテリトレイの両端部に先端が前
記凸部の溝部内に係合可能なフック部を形成すると共に
バッテリトレイのバッテリを載せる位置に長手方向に沿
う閉断面部を形成したものである。

【０００８】

【作用】バッテリが載置されたバッテリトレイを、例え
ば台車で持ち上げると、閉断面部がバッテリと台車によ
り上下方向で挟まれて、バッテリトレイの幅が若干拡が
るので、バッテリトレイのフック部を凸部の端部に干渉
させることなく凹部内へ挿入することができる。そし
て、フック部を凹部内へ挿入した状態で台車を外すと、
バッテリトレイの幅が若干元に戻ると共にバッテリトレ
イの中央部が下側へ撓むため、フック部の先端が凸部の
溝部に係合し、バッテリトレイが骨格部材に対して仮止
めされた状態となる。フック部の先端が係合する溝部は
凸部の前端及び後端には形成されていないため、いった
ん仮止め状態となると、この前端及び後端がストッパと
なり、バッテリトレイが溝部から抜け出ることはない。
従って、この仮止め状態のままで、バッテリトレイの位
置を微調整することにより、バッテリトレイの取付位置
を正確且つ容易に位置合わせすることができ、バッテリ
トレイの取付作業性が向上する。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の好適な実施例を図１〜図７
に基づいて説明する。尚、従来と重複する説明は省略す
る。

【００１０】１２は床下構造体で、自動車の下部を構成
するものである。１３は「骨格部材」としてのセンタメ
ンバで、このセンタメンバ１３の左右両側には、同じく
「骨格部材」としてのサイドメンバ１４、１５が各々配
されている。これらセンタメンバ１３及びサイドメンバ
１４、１５はアルミ合金による押出し成形品で、前後方
向にわたって同一の長方形断面を呈している。また、サ
イドメンバ１４、１５にはそれぞれ外向きの突出部１６
が前後に形成されており、この前後の突出部１６の先端
部間には同じく閉断面構造をしたサイドシル部１７が各
々設けられている。

【００１１】そして、センタメンバ１３と各サイドメン
バ１４、１５との間には、車室の「フロアパネル」とな
る上板１８と、バッテリトレイ１９とが設けられてお
り、この上板１８と、バッテリトレイ１９と、センタメ
ンバ１３の側面と、サイドメンバ１４、１５の側面の四
つの面により、複数のバッテリ２０を収納するための収
納スペース２１が区画形成されている。尚、サイドメン
バ１４、１５とサイドシル部１７との間にも、上板２２
と下板（図示せず）が設けられている。

【００１２】この収納スペース２１の上部を形成する上
板１８は、ボルト等の公知の締結手段により、センタメ
ンバ１３及びサイドメンバ１４、１５の上面に取付けら
れている。

【００１３】次に、バッテリトレイ１９の形状及びその
取付構造について説明する。

【００１４】このバッテリトレイ１９もアルミ合金によ
る押出製品であり、長手方向にわたって同一断面形状を
呈している。このバッテリトレイ１９の両端部には下向
きに折り返し形成されたフック部２４が各々形成されて
おり、バッテリ２０に対応する位置には閉断面部２５が
長手方向に沿って形成されている。フック部２４には長
手方向に沿って複数の取付孔２６が形成されている。閉
断面部２５は収納スペース２１内において二列のバッテ
リ２０を載置するために、バッテリ２０の列に対応して
二列形成されており、それぞれ同じ断面形状をしてい
る。すなわち、この各閉断面部２５の断面形状は、上側
に２つの小さな台形状のビード部２７を有し、下側に大
きな台形状のビード部２８を有した形状をしている。従
って、閉断面部２５に上下から力を加えると横に拡がる
ように変形する。

【００１５】そして、サイドメンバ１３とセンタメンバ
１４、１５の各対応部の下端には、それぞれ長手方向に
沿う上フランジ２９と下フランジ３０が対向状態で形成
されており、該上フランジ２９と下フランジ３０との間
に、開口３１を互いに向かい合わせた凹部３２が形成さ
れる。そして、下フランジ３０の開口３１部分には、凸
部３３が形成されおり、更にこの凸部３３の内面には、
その前端３３ａ及び後端３３ｂを除いて長手方向に連続
した溝部３４が形成されている（図２・図５参照）。こ
の溝部３４は前記バッテリトレイ１９のフック部２４の
先端が係合可能な幅で、その前後長さはフック部２４よ
りも若干長い。この溝部３４の形成の仕方としては、ま
ず押出成形により、凸部３３の全長にわたって溝部３４
を形成し、その後で溝部３４の前端３３ａと後端３３ｂ
だけを別の部材により埋めて形成したものである。ま
た、この上フランジ２９及び下フランジ３０には、前記
フック部２４の取付孔２６に対応する取付孔３５がそれ
ぞれ形成されている。

【００１６】次に、実際にバッテリ２０を搭載する手順
について説明する。まず、複数のバッテリ２０をぞれぞ
れバッテリトレイ１９の閉断面部２５上に載置すると共
に、そのバッテリトレイ１９の閉断面部２５部分を台車
のステー３６により下側から持ち上げる。そして、その
まま収納スペース２１の前方まで運び、バッテリトレイ
１９のフック部２４と、凹部３２の位置を合わせる。

【００１７】台車のステー３６によりバッテリトレイ１
９を持ち上げた時点で、バッテリ２０の重量が閉断面部
２５だけに集中して加わり、該閉断面部２５がバッテリ
２０とステー３６により上下方向で挟まれた状態となる
ため、バッテリトレイ１９の幅が若干拡がる。このよう
にバッテリトレイ１９の幅が拡がった状態におけるフッ
ク部２４の先端位置は、凸部３３よりも左右方向で外側
に位置した状態となっている。従って、バッテリトレイ
１９をそのまま水平移動させていけば、フック部２４は
凸部３３と干渉することなく凹部３２内へ挿入される。

【００１８】フック部２４を凹部３２内に挿入した後
に、台車のステー３６を外すと、バッテリ２０の重量が
バッテリトレイ１９全体に分散されることにより、バッ
テリトレイ１９の幅が若干元に戻るようになると共に、
バッテリトレイ１９の中央部がバッテリ２０の重量によ
り下側へ撓むため、バッテリトレイ１９の両端部に形成
されたフック部２４の先端が、凹部３２の凸部３３に形
成された溝部３４内に係合し、バッテリトレイ１９がセ
ンタメンバ１３及びサイドメンバ１４、１５に対して仮
止めされる。このようにして、いったん仮止め状態にす
ると、凸部３３の前端３３ａ及び後端３３ｂには溝部３
４が形成されていないため、この前端３３ａ及び後端３
３ｂがストッパとなり、バッテリトレイ１９が溝部３４
から抜け出ることはなくなる。

【００１９】従って、この仮止め状態のままで、バッテ
リトレイ１９の位置を微調整することにより、バッテリ
トレイ１９の取付孔２６と、上フランジ２９及び下フラ
ンジ３０の取付孔３５とを容易且つ確実に合致させるこ
とができので、ボルト・ナット手段３７による両者の取
付作業性が良い。

【００２０】ここで、図６及び図７を用いて、閉断面部
２５の変形によるバッテリトレイ１９の左右への伸び量
（拡がり量）について詳しく説明する。この実施例の閉
断面部２５は、上部に２つの台形状ビード部２７を有し
ているため、まずその一つのビード部２７の伸び量を考
察するために、図６のような単純な断面中空六角形体３
８を想定し、更にこの形状に基づいて点線で示したよう
な円弧３９を想定する。この円弧３９は、図７に示すよ
うに、一端が固定で且つ他端が移動可能なもので、この
円弧３９に真上から荷重Ｆが作用したモデルを考えて、
一つのビード部２７における伸び量を算出する。

【００２１】計算の条件は以下の通りである。断面中空
六角形体３８の斜辺Ａ＝７０ｍｍ、頂辺Ｂ＝３０ｍｍ、
厚さｔ＝１ｍｍ、角度θ＝４５°、荷重Ｆ＝２０ｋｇｆ
（バッテリ２０の１個の重量が４０ｋｇのため、その半
分の重量が加わる）、材料はアルミ合金とする。

【００２２】そして、ヤング率Ｅ＝７０００ｋｇｆ／ｍ
ｍ² 、円弧の半径Ｒ＝Ａｃｏｓθ＋（Ｂ／２）、断面２
次モーメントＩ＝（ｔ³ ｂ）／１２ 、断面の幅ｂ＝４
００ｍｍとすると、円弧の伸び量は、δｘ＝０．２５７
７×〔（ＦＲ³ ）／（ＥＩ）＝０．５ｍｍとなる。

【００２３】一つの閉断面部２５には、前述の計算モデ
ルとしたビード部２７が二つあり、更に一枚のバッテリ
トレイ１９には閉断面部２５が二つあるため、一枚のバ
ッテリトレイ１９全体としては、幅が０．５×４＝２ｍ
ｍ（左右の各フック部２４はそれぞれ１ｍｍづつ）伸び
ることとなる。但し、実際の閉断面部２５は角部におけ
る応力集中により、更に左右方向に伸び易くなってお
り、各フック部２４の実際の伸び量は前記値よりも僅か
に大きな値（１ｍｍ＋α）になり得る。

【００２４】バッテリトレイ１９の各フック部２４は以
上のような伸び量を示すため、この伸び量を考慮して、
バッテリトレイ１９の幅サイズ及び、左右の凹部３２間
の幅サイズを設定すれば良い。

【００２５】更に、この実施例では、車両走行時に、バ
ッテリ２０を収納する収納スペース２１内に空気が入り
込むため、この収納スペース２１内を流れる空気によ
り、バッテリ２０の放熱を行うことができる。しかも、
このバッテリトレイ１９には閉断面部２５が形成されて
いるため、バッテリトレイ１９の表面積が増すと共に、
閉断面部２５内にも空気が流れ込むため、バッテリ２０
の放熱をより効率良く行うことができる。

【００２６】加えて、閉断面部２５がバッテリトレイ１
９の長手方向にわたって連続形成されているため、バッ
テリトレイ１９の長手方向における剛性が増し、バッテ
リトレイ１９の長手方向における撓みを低減することが
できる。

【００２７】そして、閉断面部２５がバッテリトレイ１
９の長手方向にわたって連続形成されているため、自動
車の側面衝突などにより、このバッテリトレイ１９に横
方向からの外力が加わった場合には、この閉断面部２５
が主に変形して、その外力を吸収することになり、バッ
テリトレイ１９やバッテリ２０の破損を最小限に抑える
ことができる。

【００２８】尚、以上の説明では、「骨格部材」として
のセンタメンバ１３やサイドメンバ１４、１５、及びバ
ッテリトレイ１９を、アルミ合金による押出成形品によ
り形成したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、アルミ合金以外の金属であっても良いし、押出製品
以外の成形品であっても良い。

【００２９】また、この実施例では、各凹部３２をセン
タメンバ１３やサイドメンバ１４、１５の全長にわたっ
て形成する例を示したが、少なくともフック部２４を挿
入するために、一端側（この実施例では前端側）だけ開
いていればよく、他端側は閉じた状態になっていても良
い。

【００３０】更に、この実施例では、３本の「骨格部
材」を形成し、各骨格部材の間にバッテリトレイ１９を
設ける例を示したが、「骨格部材」は２本でも、４本以
上であっても良い。

【００３１】そして、この実施例では、「骨格部材」を
車体の前後方向に配し、それにバッテリトレイ１９を前
後方向にスライドさせて取付ける例を示したが、「骨格
部材」を車体の左右方向に配し、バッテリトレイ１９を
左右方向にスライドさせて取付けるようにしても良い。

【００３２】また、この実施例では、上フランジ２９と
下フランジ３０とを突設し、その間に凹部３２を形成す
る例を示したが、上フランジ２９と下フランジ３０を設
けずに、センタメンバ１３やサイドメンバ１４、１５の
側面に凹部３２を凹設しても良い。

【００３３】

【発明の効果】この発明に係る電気自動車のバッテリ搭
載構造は、以上説明してきた如き内容のものであって、
バッテリが載置されたバッテリトレイを、例えば台車で
持ち上げると、閉断面部がバッテリと台車により上下方
向で挟まれて、バッテリトレイの幅が若干拡がるので、
バッテリトレイのフック部を凸部と干渉することなく凹
部内へ挿入することができ、そして台車を外すせば、フ
ック部の先端が凸部の溝部へ係合して仮止め状態とな
る。従って、この仮止め状態のままで、バッテリトレイ
の位置を微調整することにより、バッテリトレイの取付
位置を正確且つ容易に位置合わせすることができ、バッ
テリトレイの取付作業性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る電気自動車のバッテ
リ搭載構造の床下構造体を示す斜視図である。

【図２】骨格部材とバッテリトレイとの関係を示す斜視
図である。

【図３】図１中矢示ＳＡ−ＳＡ線に沿う断面図で、バッ
テリトレイの固定前の状態を示している（但し、上板は
省略されている）。

【図４】バッテリトレイの固定後の状態を示す図３相当
の断面図である。

【図５】図２中矢示ＤＡ部分を示す拡大図である。

【図６】左右方向への伸び量を算出するために、閉断面
部の上部の一つビード部を簡略して想定した形状であ
る。

【図７】図６の形状を更に簡略した円弧を示す図であ
る。

【図８】従来の電気自動車のバッテリ搭載構造を示す自
動車の断面図である。

【図９】図８中矢示ＳＢ−ＳＢ線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１３ センタメンバ（骨格部材） １４、１５ サイドメンバ（骨格部材） １９ バッテリトレイ ２０ バッテリ ２４ フック部 ２５ 閉断面部 ３１ 開口 ３２ 凹部 ３３ 凸部 ３３ａ 凸部の前端 ３３ｂ 凸部の後端 ３４ 溝部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体に所定間隔で平行に離間配置された
   一対の骨格部材を少なくとも有し、該骨格部材の各対応
   部に互いに開口を向かい合わせた状態の凹部を該骨格部
   材の一端側から長手方向に沿って形成すると共に、バッ
   テリを載置したバッテリトレイの両端部を前記凹部内に
   一端側から挿入して固定する電気自動車のバッテリ搭載
   構造であって、 前記凹部の開口に長手方向に沿って凸部を形成すると共
   に該凸部の内面における前端及び後端以外の部分に溝部
   を形成し、 前記バッテリトレイの両端部に先端が前記凸部の溝部内
   に係合可能なフック部を形成すると共にバッテリトレイ
   のバッテリを載せる位置に長手方向に沿う閉断面部を形
   成したことを特徴とする電気自動車のバッテリ搭載構
   造。
2. 【請求項２】 閉断面部の断面形状が、上側に２つの小
   さな台形状のビード部を有し、下側に大きな台形状のビ
   ード部を有した形状である請求項１記載の電気自動車の
   バッテリ搭載構造。
3. 【請求項３】 骨格部材として車体中央に配されたセン
   タメンバと、その左右両側に配されたサイドメンバを備
   え、前記センタメンバと各サイドメンバの間にバッテリ
   トレイを取付けるようにした請求項１又は請求項２記載
   の電気自動車のバッテリ搭載構造。
4. 【請求項４】 骨格部材及びバッテリトレイが押出成形
   品である請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気自動
   車のバッテリ搭載構造。