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JP7589072B2 - Vehicle battery frame - Google Patents
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  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Description

本発明は、バッテリを自動車ボディに支持する車両用バッテリフレームに関するものである。 The present invention relates to a vehicle battery frame that supports a battery on a vehicle body.

バッテリセルから発生した熱を除去するためのコールドプレートを備えるモジュールハウジングが知られている(例えば、特許文献1(図13B))。このコールドプレートは、その内部に液体を流通させることによってバッテリセルを冷却する。 A module housing is known that includes a cold plate for removing heat generated from the battery cells (for example, Patent Document 1 (Figure 13B)). This cold plate cools the battery cells by circulating liquid inside it.

特表2020-514991号公報Special Publication No. 2020-514991

特許文献1に記載のモジュールハウジングでは、コールドプレート自体を構成する部品により、冷媒の流路の設計自由度を制限してしまうという問題がある。 The module housing described in Patent Document 1 has the problem that the components that make up the cold plate itself limit the design freedom of the refrigerant flow path.

本発明が解決しようとする課題は、冷媒の流路の設計自由度を高めることが可能な車両用バッテリフレームを提供することである。 The problem that this invention aims to solve is to provide a vehicle battery frame that allows greater freedom in designing the refrigerant flow path.

本発明は、底面フレームにおいて、バッテリを搭載する第1の領域以外の第2の領域にボトムメンバを集中配置することにより上記課題を解決する。 The present invention solves the above problem by concentrating the bottom members in a second area of the bottom frame other than the first area in which the battery is mounted.

本発明によれば、バッテリを搭載する第1の領域以外の第2の領域にボトムメンバを集中配置することで、第1の領域において冷媒の流路の設計自由度を高めることが可能な車両用バッテリフレームを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a vehicle battery frame that can increase the design freedom of the coolant flow path in the first region by concentrating the bottom members in a second region other than the first region in which the battery is mounted.

図1は、本発明の車両用バッテリフレームを示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a vehicle battery frame according to the present invention. 図2は、図1のII-II線に沿う断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 図3(a)は底面フレームを示す下面図であり、図3(b)は上部フレームを示す下面図である。FIG. 3(a) is a bottom view showing the bottom frame, and FIG. 3(b) is a bottom view showing the upper frame. 図4は、ボトムメンバを示す拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the bottom member. 図5は、図1の車両用バッテリフレームを自動車ボディの床裏に取り付けた状態を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a state in which the vehicle battery frame of FIG. 1 is attached to the underside of the floor of an automobile body.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の車両用バッテリフレームを示す斜視図であり、図2は図1のII-II線に沿う断面図であり、図3(a)は底面フレームを示す下面図であり、図3(b)は上部フレームを示す下面図であり、図4はボトムメンバを示す拡大断面図であり、図5は図1の車両用バッテリフレームを自動車ボディの床裏に取り付けた状態を示す斜視図である。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. Fig. 1 is a perspective view showing the vehicle battery frame of the present invention, Fig. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in Fig. 1, Fig. 3(a) is a bottom view showing the bottom frame, Fig. 3(b) is a bottom view showing the upper frame, Fig. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the bottom member, and Fig. 5 is a perspective view showing the vehicle battery frame of Fig. 1 attached to the underside of the floor of an automobile body.

本実施形態の車両用バッテリフレーム1は、自動車ボディ2の床裏に取り付けられ、バッテリ3に接触してこれを支持している。この車両用バッテリフレーム1には、車両用バッテリフレーム1に冷媒を循環させる冷媒循環器4が接続されている。すなわち、車両用バッテリフレーム1が車両の室外に取り付けられていることで、車両用バッテリフレーム1或いは冷媒等の冷却に走行中の車両周りの風を利用することが可能となる。 The vehicle battery frame 1 of this embodiment is attached to the underside of the floor of the vehicle body 2 and contacts and supports the battery 3. A refrigerant circulator 4 that circulates refrigerant through the vehicle battery frame 1 is connected to this vehicle battery frame 1. In other words, by attaching the vehicle battery frame 1 to the outside of the vehicle, it is possible to use the wind around the vehicle while it is moving to cool the vehicle battery frame 1 or the refrigerant, etc.

車両用バッテリフレーム1は、図1に示すように、板状の底面フレーム10と、この底面フレーム10の外周部に固定された複数の板状の側面フレーム11a,11b,11c,11dと、側面フレーム11a~11d上に載置された板状の上部フレームと、を備えている。本実施形態の底面フレーム10及び上部フレーム15は、1つの部材で構成されているが、これに限定されず、相互に接合された2つ以上の部材で構成されていてもよい。また、側面フレーム11a~11dは、4つの部材で構成されているが、これに限定されず、4つ未満又は5つ以上の側面フレームで構成してもよい。これら底面フレーム10、側面フレーム11a~11d、及び上部フレーム15は、特に限定はされないが、アルミニウムの押出成形品で構成することができ、アルミニウムの押出成形品で構成すれば、伝熱性、軽量化、ノイズ遮蔽性に優れたものとなる。 As shown in FIG. 1, the vehicle battery frame 1 includes a plate-shaped bottom frame 10, a plurality of plate-shaped side frames 11a, 11b, 11c, and 11d fixed to the outer periphery of the bottom frame 10, and a plate-shaped upper frame placed on the side frames 11a to 11d. The bottom frame 10 and the upper frame 15 in this embodiment are made of one member, but are not limited to this and may be made of two or more members joined together. The side frames 11a to 11d are made of four members, but are not limited to this and may be made of less than four or five or more side frames. The bottom frame 10, the side frames 11a to 11d, and the upper frame 15 can be made of aluminum extrusions, but are not limited to these, and if they are made of aluminum extrusions, they will have excellent heat transfer, weight reduction, and noise shielding properties.

図2に示すように、底面フレーム10は、第1の主面103と、これとは反対側の第2の主面104を有する平板部材であって、自動車ボディ2に組付けられた状態において、第1の主面103は上側の面に相当し、第2の主面104は下側の面に相当する。底面フレーム10は、平面視において第1の領域101と第2の領域102とから構成され、第1の領域101には、バッテリ3が搭載されている。バッテリ3(組電池とも称される)は、複数のバッテリモジュール31を含み、それぞれのバッテリモジュール31は、直方体状のモジュールケースに収納されている。図示は省略するが、モジュールケースの内部には、複数の薄型電池(単電池とも称される)が積層した状態で収納されている。なお、バッテリ3は、底面フレーム10に、ウレタン系又はシリコーン系の樹脂材料から成るギャップフィラーを介して載置されていてもよい。 2, the bottom frame 10 is a flat plate member having a first main surface 103 and a second main surface 104 on the opposite side. When assembled to the automobile body 2, the first main surface 103 corresponds to the upper surface, and the second main surface 104 corresponds to the lower surface. The bottom frame 10 is composed of a first region 101 and a second region 102 in a plan view, and the battery 3 is mounted in the first region 101. The battery 3 (also called a battery pack) includes a plurality of battery modules 31, each of which is housed in a rectangular parallelepiped module case. Although not shown, a plurality of thin batteries (also called single cells) are housed inside the module case in a stacked state. The battery 3 may be placed on the bottom frame 10 via a gap filler made of a urethane-based or silicone-based resin material.

第1の領域101以外の第2の領域102には、側面フレーム11a~11d等の車両用バッテリフレーム1の構成部品が設けられている。また、ボトムメンバ12は、第2の領域102にのみ集中的に配置されている。図3(a)の下面図に示すように、本実施形態では、5つのボトムメンバ12が底面フレーム10の中央及び左右端に設けられており、ボトムメンバ12は自動車ボディ2の前後方向に沿って延在している。本実施形態では、ボトムメンバ12を5つ設けているが、これに限定されず、4つ未満又は6つ以上のボトムメンバ12が設けられていてもよい。 Component parts of the vehicle battery frame 1, such as side frames 11a to 11d, are provided in a second region 102 other than the first region 101. The bottom members 12 are concentrated only in the second region 102. As shown in the bottom view of FIG. 3(a), in this embodiment, five bottom members 12 are provided at the center and left and right ends of the bottom frame 10, and the bottom members 12 extend along the front-rear direction of the automobile body 2. In this embodiment, five bottom members 12 are provided, but this is not limited thereto, and less than four or six or more bottom members 12 may be provided.

図4に示すように、ボトムメンバ12は、アッパプレート121と、中空部123を介してこれに対面するロアプレート122と、中空部123においてアッパプレート121とロアプレート122を繋ぐリブ124と、を有する中空の部材である。ボトムメンバ12を、部分的にリブ124を有する中空形状の断面構造とすることで、軽量化を図りつつ一定の強度を確保することができる。 As shown in FIG. 4, the bottom member 12 is a hollow member having an upper plate 121, a lower plate 122 facing the upper plate 121 through a hollow portion 123, and a rib 124 connecting the upper plate 121 and the lower plate 122 in the hollow portion 123. By making the bottom member 12 have a hollow cross-sectional structure partially having the rib 124, it is possible to ensure a certain level of strength while reducing the weight.

図2に示すように、第1の領域101の第2の主面104には、冷却プレート13が設けられている。本実施形態では、冷却プレート13は、第1の領域101にのみ設けられている。この冷却プレート13は、端部に接合部131を有しており、この接合部131を介して底面フレーム10に接合されている。接合部131は、特に限定されないが、溶接により底面フレーム10に接合されていてもよいし、あるいは、ボルト等の留め具によって底面フレーム10に接合されていてもよい。 As shown in FIG. 2, a cooling plate 13 is provided on the second main surface 104 of the first region 101. In this embodiment, the cooling plate 13 is provided only in the first region 101. This cooling plate 13 has a joint 131 at an end, and is joined to the bottom frame 10 via this joint 131. The joint 131 is not particularly limited, but may be joined to the bottom frame 10 by welding, or may be joined to the bottom frame 10 by a fastener such as a bolt.

また、冷却プレート13は、接合部131に両側から挟まれた湾曲部132を有している。この湾曲部132は、底面フレーム10から離れる方向に向かって湾曲することで、底面フレーム10から離間している。これにより、底面フレーム10と冷却プレート13との間に底面フレーム10と接触する空間が形成され、この空間が冷媒を流す流路133として使用される。このように、バッテリ3を載置する底面フレーム10に流路133が接触していることで、バッテリ3の冷却効率を高めることができる。また、流路133とバッテリ3との間の部品点数が少ないため、車両用バッテリフレーム1を軽量化することができ、エネルギー密度を向上させることができる。さらに、平板部材からなる底面フレーム10に湾曲部132を有する冷却プレート13を接合することで、底面フレームの剛性を高めることもできる。なお、本実施形態では、冷却プレート13が底面フレーム10と別体である場合を例示したが、これに限定されず、冷却プレート13が底面フレーム10と一体的に形成されていてもよい。 The cooling plate 13 also has a curved portion 132 sandwiched between the joint portion 131 on both sides. The curved portion 132 is separated from the bottom frame 10 by curving in a direction away from the bottom frame 10. As a result, a space is formed between the bottom frame 10 and the cooling plate 13 in contact with the bottom frame 10, and this space is used as a flow path 133 for flowing the refrigerant. In this way, the flow path 133 is in contact with the bottom frame 10 on which the battery 3 is placed, so that the cooling efficiency of the battery 3 can be improved. In addition, since the number of parts between the flow path 133 and the battery 3 is small, the vehicle battery frame 1 can be made lighter and the energy density can be improved. Furthermore, the rigidity of the bottom frame can be increased by joining the cooling plate 13 having the curved portion 132 to the bottom frame 10 made of a flat plate member. In this embodiment, the cooling plate 13 is separate from the bottom frame 10, but this is not limited to this, and the cooling plate 13 may be formed integrally with the bottom frame 10.

本実施形態では、図3(a)に示すように、底面フレーム10の第2の主面104に2本の流路133a,133bが形成されている。これらの流路133a,133bは、いずれもボトムメンバ12の間に介在している。すなわち、バッテリ3が搭載される第1の領域101は、第2の領域102に囲まれるように配置されている。流路133の両側にボトムメンバ12が形成されていることで、底面フレーム10の強度を向上させることができ、ひいては車両用バッテリフレーム1の強度を向上させることができる。 In this embodiment, as shown in FIG. 3(a), two flow paths 133a, 133b are formed in the second main surface 104 of the bottom frame 10. Both of these flow paths 133a, 133b are interposed between the bottom members 12. That is, the first region 101 in which the battery 3 is mounted is disposed so as to be surrounded by the second region 102. By forming the bottom members 12 on both sides of the flow path 133, the strength of the bottom frame 10 can be improved, and thus the strength of the vehicle battery frame 1 can be improved.

また、本実施形態では、流路133が、バッテリ3を搭載する第1の領域101の略全面に形成されているため、全てのバッテリ3を満遍なく冷却することができる。この流路133は、自動車ボディ2の左右方向に延在する複数の主流路134と、主流路134同士を接続する複数の接続流路135と、を有している。 In addition, in this embodiment, the flow paths 133 are formed over substantially the entire surface of the first region 101 in which the batteries 3 are mounted, so that all of the batteries 3 can be cooled evenly. The flow paths 133 have multiple main flow paths 134 extending in the left-right direction of the automobile body 2, and multiple connection flow paths 135 that connect the main flow paths 134 to each other.

主流路134は、バッテリ3の平面形状(略直方体の一面)と実質的に同一の平面形状を有しており、本実施形態では、矩形の平面形状を有している。この主流路134は、バッテリ3と対向しており、当該対向するバッテリ3を主に冷却する。このように、流路133のバッテリ3と対向する部分の形状を、バッテリ3の平面形状と実質的に同一とすることで、バッテリ3の冷却効率を高めることができる。 The main flow path 134 has a planar shape that is substantially the same as the planar shape of the battery 3 (one side of a roughly rectangular parallelepiped), and in this embodiment, has a rectangular planar shape. This main flow path 134 faces the battery 3, and mainly cools the opposing battery 3. In this way, by making the shape of the part of the flow path 133 that faces the battery 3 substantially the same as the planar shape of the battery 3, the cooling efficiency of the battery 3 can be improved.

接続流路135は、主流路134の一端と、他の主流路134の他端と、を接続している。このため、流路133は、全体的に、自動車ボディ2の前後方向に沿って延在していると共に、自動車ボディ2の左右方向に沿って交互に屈曲することで蛇行している。このように、流路133を蛇行させることで、本実施形態のように第1の領域101の全面に流路133を形成する場合であっても、流路133の幅を過度に広げる必要がなくなるため、流路133内を流通する冷媒の流速のばらつきを抑えることができる。このため、バッテリ3の冷却ムラを低減することができる。 The connection flow path 135 connects one end of the main flow path 134 to the other end of the other main flow path 134. Therefore, the flow path 133 generally extends along the front-rear direction of the automobile body 2, and meanders by bending alternately along the left-right direction of the automobile body 2. By making the flow path 133 meander in this way, even when the flow path 133 is formed over the entire surface of the first region 101 as in this embodiment, it is not necessary to excessively widen the width of the flow path 133, so that the variation in the flow rate of the refrigerant flowing through the flow path 133 can be suppressed. Therefore, uneven cooling of the battery 3 can be reduced.

図1に示すように、4つの側面フレーム11a~11dは、底面フレーム10の外周部に、溶接接合などによって固定されている。図2に示すように、側面フレーム11a~11dは、基本的にはいずれも同様の、部分的にリブ111を有する中空形状の断面構造とされている。側面フレーム11a~11dを、部分的にリブ111を有する中空形状の断面構造とすることで、軽量化を図りつつ一定の強度を確保することができる。 As shown in FIG. 1, the four side frames 11a to 11d are fixed to the outer periphery of the bottom frame 10 by welding or the like. As shown in FIG. 2, the side frames 11a to 11d are all basically the same, with a hollow cross-sectional structure that partially has ribs 111. By making the side frames 11a to 11d have a hollow cross-sectional structure that partially has ribs 111, it is possible to ensure a certain level of strength while reducing weight.

図1に示すように、側面フレーム11a,11bの間には、溶接接合などによって底面フレーム10に固定された複数のクロスメンバ14が設けられている。このクロスメンバ14は、本実施形態では、相互に対向する側面フレーム11a,11bを繋げており、これにより、車両用バッテリフレーム1の強度を向上させている。バッテリ3は、底面フレーム10と、これに対面する自動車ボディ2の床裏面21と、4つの側面フレーム11a~11dと、クロスメンバ14と、で囲まれた空間に収納される。そして、車両用バッテリフレーム1においては、図1に示すように、クロスメンバ14で仕切られた前方から4つの区画にはバッテリ3が搭載され、クロスメンバ14で仕切られた後方から2つの区画には、それより少量のバッテリモジュール31が並べられたバッテリ3が搭載される。 As shown in FIG. 1, a number of cross members 14 are provided between the side frames 11a, 11b and fixed to the bottom frame 10 by welding or the like. In this embodiment, the cross members 14 connect the opposing side frames 11a, 11b, thereby improving the strength of the vehicle battery frame 1. The battery 3 is stored in a space surrounded by the bottom frame 10, the underside floor 21 of the vehicle body 2 facing it, the four side frames 11a to 11d, and the cross members 14. In the vehicle battery frame 1, as shown in FIG. 1, the batteries 3 are mounted in the four front compartments separated by the cross members 14, and the batteries 3 with a smaller number of battery modules 31 arranged in each compartment are mounted in the two rear compartments separated by the cross members 14.

また、上部フレーム15にも、バッテリ3が搭載される。図3(b)の下面図に示すように、この上部フレーム15の下面には、底面フレーム10と同様に、ボトムメンバ151と、冷却プレート152と、が設けられており、冷却プレート152により冷媒が流れる流路152a,152bが形成されている。また、この上部フレーム15においては、ボトムメンバ151は、冷却プレート152の周囲(四方)を囲むように配置されている。 The battery 3 is also mounted on the upper frame 15. As shown in the bottom view of FIG. 3(b), a bottom member 151 and a cooling plate 152 are provided on the underside of this upper frame 15, similar to the bottom frame 10, and the cooling plate 152 forms flow paths 152a, 152b through which the refrigerant flows. In this upper frame 15, the bottom member 151 is arranged to surround the periphery (four sides) of the cooling plate 152.

本実施形態の車両用バッテリフレーム1は、図5に示すように、自動車ボディ2の床裏面21のフロントフロアパネル23の前部からリヤフロアパネル24に至る範囲の、ほぼ全面にわたって取り付けられる。なお、符号22はダッシュパネル、25はシルをそれぞれ示す。 As shown in FIG. 5, the vehicle battery frame 1 of this embodiment is attached to almost the entire surface of the underside 21 of the vehicle body 2, from the front of the front floor panel 23 to the rear floor panel 24. Note that the reference numerals 22 and 25 indicate dash panels and sills, respectively.

本実施形態の冷媒循環器4は、図1に示すように、冷媒が流れる流路41と、冷媒を流すポンプ42と、冷媒を冷却する冷却器43と、冷媒タンク44とを含む。なお、冷媒タンク44は、冷媒循環器4にとって必須の部品ではない。本実施形態の冷媒循環器4の詳細な構成を図3(a)に示す。冷媒としては、液体冷媒又は気体冷媒を使用できる。液体冷媒としては、エチレングリコールを主成分とする不凍液(ロングライフクーラントLLC)や水などを用いることができる。気体冷媒としては、炭酸ガス、特定フロン、代替フロンなどを用いることができる。代替フロンとしては、ハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)類やハイドロフルオロカーボン(HFC)類などのフッ素系有機化合物を用いることができる。図1及び図3(a)に示す本実施形態の冷却器43は、不凍液などの液体冷媒を用いた例を示し、自動車に搭載された自動車用空気調和装置の冷房サイクル5の冷媒との間で熱交換することで、不凍液からなる液体冷媒を冷却する。 As shown in FIG. 1, the refrigerant circulator 4 of this embodiment includes a flow path 41 through which the refrigerant flows, a pump 42 that flows the refrigerant, a cooler 43 that cools the refrigerant, and a refrigerant tank 44. The refrigerant tank 44 is not an essential component for the refrigerant circulator 4. A detailed configuration of the refrigerant circulator 4 of this embodiment is shown in FIG. 3(a). As the refrigerant, a liquid refrigerant or a gas refrigerant can be used. As the liquid refrigerant, an antifreeze solution (long life coolant LLC) mainly composed of ethylene glycol or water can be used. As the gas refrigerant, carbon dioxide gas, specific fluorocarbons, alternative fluorocarbons, etc. can be used. As the alternative fluorocarbons, fluorine-based organic compounds such as hydrochlorofluorocarbons (HCFCs) and hydrofluorocarbons (HFCs) can be used. The cooler 43 of this embodiment shown in FIG. 1 and FIG. 3(a) shows an example in which a liquid refrigerant such as antifreeze is used, and the liquid refrigerant consisting of antifreeze is cooled by exchanging heat with the refrigerant of the cooling cycle 5 of the automotive air conditioning device installed in the automobile.

すなわち、図3(a)に示す自動車用空気調和装置の冷房サイクル5は、高温の気相冷媒を圧縮するコンプレッサ53と、コンプレッサ53により圧縮された高温・高圧の気相冷媒をファン52により空冷して凝縮させるコンデンサ51と、コンデンサ51により凝縮された低温の液相冷媒を断熱膨張させて、車室内に導入される空気と熱交換させるエバポレータ54と、を備える。 That is, the cooling cycle 5 of the automotive air conditioner shown in FIG. 3(a) includes a compressor 53 that compresses high-temperature gas-phase refrigerant, a condenser 51 that uses a fan 52 to air-cool and condense the high-temperature, high-pressure gas-phase refrigerant compressed by the compressor 53, and an evaporator 54 that adiabatically expands the low-temperature liquid-phase refrigerant condensed by the condenser 51 and exchanges heat with the air introduced into the vehicle cabin.

そして、本実施形態では、この自動車用空気調和装置の冷房サイクル5のコンデンサ51により凝縮された低温の液相冷媒を、エバポレータ54の上流側から分岐して冷却器43の冷却熱源として導入する。すなわち、冷却器43の低温側の冷媒入口及び出口をエバポレータ54と並列に接続し、高温側の入口及び出口を流路41に接続している。これにより、底面フレーム10でバッテリ3と熱交換したのちに冷却器43に戻される昇温した液体冷媒を、冷却器43で冷房サイクル5の冷媒と熱交換させて冷却することができる。なお、図3(a)において、符号55は冷媒配管を示し、符号56は三方弁を示し、符号57,58は逆止弁を示す。 In this embodiment, the low-temperature liquid refrigerant condensed by the condenser 51 of the cooling cycle 5 of the automotive air conditioner is branched off from the upstream side of the evaporator 54 and introduced as a cooling heat source for the cooler 43. That is, the low-temperature side refrigerant inlet and outlet of the cooler 43 are connected in parallel with the evaporator 54, and the high-temperature side inlet and outlet are connected to the flow path 41. This allows the heated liquid refrigerant that is returned to the cooler 43 after exchanging heat with the battery 3 in the bottom frame 10 to be cooled by exchanging heat with the refrigerant of the cooling cycle 5 in the cooler 43. In FIG. 3(a), the reference numeral 55 denotes a refrigerant pipe, the reference numeral 56 denotes a three-way valve, and the reference numerals 57 and 58 denote check valves.

冷却器43で冷却された液体冷媒は、冷媒タンク44に貯留されたのちポンプ42により吸引され、ポンプ42の下流の流路41から、底面フレーム10に設けられた流路133aに案内される。流路133aに案内された液体冷媒は、流路133aから流路152a、流路152b、流路133bをこの順に案内されたのちに、冷却器43に案内される。なお、流路133a,133b,152a,152bは、底面フレーム10と冷却プレート13とで区画される空間(通孔)であるが、その他の流路41は配管により構成されている。また、本実施形態では、車両用バッテリフレーム1に流通させる冷媒の冷却方法として、自動車用空気調和装置の冷媒と熱交換させる方法を使用しているが、これに限定されない。例えば、車両用バッテリフレーム1に流通させる冷媒の冷却方法として、専用の冷却装置(チラー)を使用してもよい。 The liquid refrigerant cooled by the cooler 43 is stored in the refrigerant tank 44 and then sucked by the pump 42, and guided from the flow path 41 downstream of the pump 42 to the flow path 133a provided in the bottom frame 10. The liquid refrigerant guided to the flow path 133a is guided from the flow path 133a to the flow path 152a, flow path 152b, and flow path 133b in this order, and then guided to the cooler 43. Note that the flow paths 133a, 133b, 152a, and 152b are spaces (through holes) defined by the bottom frame 10 and the cooling plate 13, but the other flow paths 41 are composed of piping. In addition, in this embodiment, a method of exchanging heat with the refrigerant of an automobile air conditioning device is used as a cooling method for the refrigerant circulating in the vehicle battery frame 1, but is not limited to this. For example, a dedicated cooling device (chiller) may be used as a cooling method for the refrigerant circulating in the vehicle battery frame 1.

このように構成された車両用バッテリフレーム1は、図2に示すように、カバー17にて上面を閉塞したのち、複数のブラケット16を用いて、自動車ボディ2の床裏面21に取り付けられる。具体的には、車両用バッテリフレーム1の左右辺は、同図に示すように、シル25のシルインナパネル251またはシルアウタパネル252に取り付けられ、前端辺と後端辺は、フロントフロアパネル又はリヤフロアパネルに直接または間接的に取り付けられる。 As shown in FIG. 2, the vehicle battery frame 1 configured in this manner is attached to the underside 21 of the floor of the vehicle body 2 using a number of brackets 16 after the top surface is closed with a cover 17. Specifically, as shown in the figure, the left and right sides of the vehicle battery frame 1 are attached to the sill inner panel 251 or the sill outer panel 252 of the sill 25, and the front and rear end edges are directly or indirectly attached to the front floor panel or the rear floor panel.

以上のとおり、本実施形態の車両用バッテリフレーム1によれば、第2の領域102にボトムメンバ12を集中配置することで、第1の領域101において液体冷媒の流路133の設計自由度を高めることが可能となる。特に、流路133の面積(冷却面積)を拡大することが可能となる。また、本実施形態によれば、第2の領域102にボトムメンバ12を集中配置しているので、車両用バッテリフレーム1の強度を一定以上に保つことができる。 As described above, according to the vehicle battery frame 1 of this embodiment, by concentrating the bottom members 12 in the second region 102, it is possible to increase the design freedom of the flow path 133 of the liquid refrigerant in the first region 101. In particular, it is possible to increase the area (cooling area) of the flow path 133. Furthermore, according to this embodiment, since the bottom members 12 are concentrated in the second region 102, the strength of the vehicle battery frame 1 can be maintained at a certain level or higher.

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。従って、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The above-described embodiments are described to facilitate understanding of the present invention, and are not described to limit the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiments is intended to include all design modifications and equivalents that fall within the technical scope of the present invention.

例えば、本実施形態では、車両用バッテリフレーム1が室外(床裏)に設けられているが、これに限定されず、室内に設けられていてもよい。 For example, in this embodiment, the vehicle battery frame 1 is provided outside the vehicle (under the floor), but this is not limited thereto and may be provided inside the vehicle.

1…車両用バッテリフレーム
10…底面フレーム
101…第1の領域
102…第2の領域
103…第1の主面
104…第2の主面
11a~11d…側面フレーム
111…リブ
12…ボトムメンバ
121…アッパプレート
122…ロアプレート
123…中空部
124…リブ
13…冷却プレート
131…接合部
132…湾曲部
133,133a,133b…流路
134…主流路
135…接続流路
14…クロスメンバ
15…上部フレーム
16…ブラケット
17…カバー
2…自動車ボディ
21…床裏面
22…ダッシュパネル
23…フロントフロアパネル
24…リヤフロアパネル
25…シル
3…バッテリ
31…バッテリモジュール
311…主面
312…側面
4…冷媒循環器
41…流路
42…ポンプ
43…冷却器
44…冷媒タンク
5…冷房サイクル
51…コンデンサ
52…ファン
53…コンプレッサ
54…エバポレータ
55…冷媒配管
56…三方弁
57,58…逆止弁
REFERENCE SIGNS LIST 1...vehicle battery frame 10...bottom frame 101...first region 102...second region 103...first main surface 104...second main surface 11a to 11d...side frame 111...rib 12...bottom member 121...upper plate 122...lower plate 123...hollow portion 124...rib 13...cooling plate 131...joint portion 132...curved portion 133, 133a, 133b...flow path 134...main flow path 135...connection flow path 14...cross member 15...upper frame 16...bracket 17...cover 2...automobile body 21...underside of floor 22...dash panel 23...front floor panel 24...rear floor panel 25...sill 3...battery 31...battery module 311...main surface 312...side surface 4...refrigerant circulator 41...flow path 42: Pump 43: Cooler 44: Refrigerant tank 5: Cooling cycle 51: Condenser 52: Fan 53: Compressor 54: Evaporator 55: Refrigerant piping 56: Three-way valve 57, 58: Check valve

Claims (9)

自動車ボディに取り付けられ、バッテリに接触して前記バッテリを支持する車両用バッテリフレームであって、
前記バッテリが載置される第1の主面を有する板状の底面フレームと、
前記底面フレームの前記第1の主面とは反対側の第2の主面に設けられ、前記底面フレームを補強するボトムメンバと、
前記第2の主面に設けられ、冷媒が流れる流路と、を備え、
前記底面フレームは、前記バッテリが搭載される第1の領域と、前記第1の領域以外の第2の領域と、を含み、
前記流路は、前記第1の領域の前記第2の主面に配置され、
前記ボトムメンバは、前記第2の領域の前記第2の主面に集中配置されている車両用バッテリフレーム。
A vehicle battery frame that is attached to an automobile body and contacts and supports a battery,
a plate-shaped bottom frame having a first main surface on which the battery is placed;
a bottom member provided on a second main surface of the bottom frame opposite to the first main surface, the bottom member reinforcing the bottom frame;
a flow path provided on the second main surface through which a coolant flows;
the bottom frame includes a first region in which the battery is mounted and a second region other than the first region,
the flow channel is disposed on the second main surface of the first region;
The bottom members are concentrated on the second main surface of the second region.
少なくとも一部が前記第2の主面から離間している冷却プレートを備え、
前記流路は、前記底面フレームと、前記冷却プレートと、により囲まれ、前記底面フレームに接触する空間である請求項1に記載の車両用バッテリフレーム。
a cooling plate, at least a portion of which is spaced apart from the second main surface;
The vehicle battery frame according to claim 1 , wherein the flow path is a space surrounded by the bottom frame and the cooling plate and in contact with the bottom frame.
前記流路は、実質的に、前記第1の領域の全面に形成されている請求項1又は2に記載の車両用バッテリフレーム。 The vehicle battery frame according to claim 1 or 2, wherein the flow path is formed substantially over the entire surface of the first region. 前記流路は、前記第1の領域において蛇行している請求項1~3のいずれか一項に記載の車両用バッテリフレーム。 A vehicle battery frame according to any one of claims 1 to 3, wherein the flow path is serpentine in the first region. 前記流路の前記バッテリと対向する部分の平面形状は、前記バッテリの平面形状と実質的に同一である請求項1~4のいずれか一項に記載の車両用バッテリフレーム。 A vehicle battery frame according to any one of claims 1 to 4, in which the planar shape of the portion of the flow path facing the battery is substantially the same as the planar shape of the battery. 前記ボトムメンバは、アッパプレートと、中空部を介して前記アッパプレートに対面するロアプレートと、前記中空部において前記アッパプレートと前記ロアプレートを繋ぐリブと、を有する中空部材である請求項1~5のいずれか一項に記載の車両用バッテリフレーム。 The vehicle battery frame according to any one of claims 1 to 5, wherein the bottom member is a hollow member having an upper plate, a lower plate facing the upper plate through a hollow portion, and a rib connecting the upper plate and the lower plate in the hollow portion. 複数のボトムメンバを備え、
前記複数のボトムメンバは、前記自動車ボディの前後方向に沿って延在しており、
前記流路は、前記ボトムメンバ同士の間に介在している請求項1~6のいずれか一項に記載の車両用バッテリフレーム。
A plurality of bottom members are provided,
The plurality of bottom members extend along a front-rear direction of the automobile body,
The vehicle battery frame according to any one of claims 1 to 6, wherein the flow passage is interposed between the bottom members.
前記第1の主面に設けられ、前記底面フレームの外周部に固定された複数の板状の側面フレームと、
相互に対向する前記側面フレーム同士を繋ぐクロスメンバと、を備え、
前記バッテリは、前記底面フレームと、前記底面フレームに対面する前記自動車ボディの床裏面と、前記複数の側面フレームと、前記クロスメンバと、で囲まれた空間に収納されている請求項1~7のいずれか一項に記載の車両用バッテリフレーム。
A plurality of plate-shaped side frames provided on the first main surface and fixed to an outer periphery of the bottom frame;
A cross member connecting the side frames facing each other,
The battery is stored in a space surrounded by the bottom frame, the underside of the floor of the vehicle body facing the bottom frame, the multiple side frames, and the cross member. The vehicle battery frame according to any one of claims 1 to 7.
前記自動車ボディの床裏に取り付けられている請求項1~7のいずれか一項に記載の車両用バッテリフレーム。 A vehicle battery frame according to any one of claims 1 to 7, which is attached to the underside of the floor of the vehicle body.
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