CN105073465A - 车体构造 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例的车体构造(100)具备形成车辆的骨架的一部分的沿车宽方向延伸的第1车架横梁(1)、第2车架横梁(2)以及第3车架横梁(3)。另外，车体构造(100)在车室内的地板与底板(4)之间且第1车架横梁(1)与第2车架横梁(2)之间的空间(SP1R)收纳蓄电装置(10)的电池部(10a)的至少一部分。另外，车体构造(100)在第1车架横梁(1)与第3车架横梁(3)之间的空间(SP2R)收纳蓄电装置(10)的控制部(10c)的至少一部分。

Description

车体构造
技术领域
本发明涉及车体构造，尤其涉及能够搭载蓄电装置的车体构造。
背景技术
以往，已知有在前座椅的正下方具备能够收纳电池的空间的车体构造(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-306133号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，专利文献1的车体构造在车架横梁的正下方收纳电池。因此，用于收纳电池的空间和设置于该空间之上的底部件(floor)会变高车架横梁的厚度。
鉴于上述点，本发明的目的在于提供能够收纳蓄电装置且能够抑制底部件高度的上升的车体构造。
用于解决问题的手段
为了达到上述目的，本发明的实施例的车体构造是具备形成车辆的骨架的一部分的沿车宽方向延伸的第1骨架部件以及第2骨架部件的车体构造，其中，在车室内的地板与底板之间且所述第1骨架部件与所述第2骨架部件之间的空间收纳包括电池部以及控制部的蓄电装置中的所述电池部的至少一部分。
发明的效果
通过上述手段，本发明能够提供能收纳蓄电装置且能抑制底部件高度的上升的车体构造。
附图说明
图1是从斜上方观察本发明的实施例的车体构造的主要部分而得到的立体图。
图2是从上方观察图1的车体构造的主要部分而得到的俯视图。
图3是从箭头III方向观察图2的单点划线所示的铅垂面而得到的局部剖视图。
图4是从箭头IV方向观察图2的双点划线所示的铅垂面而得到的局部剖视图。
图5是具备图1的车体构造以及3列座椅的车辆的透视侧视图。
图6是从斜上方观察收纳于图1的车体构造的蓄电装置而得到的立体图。
图7是从左侧观察图6的蓄电装置的电池部而得到的局部剖视图。
具体实施方式
图1以及图2是表示本发明的实施例的车体构造100的主要部分构成例的图。具体而言，图1是从斜上方观察车体构造100的主要部分而得到的立体图，图2是从上方观察车体构造100的主要部分而得到的俯视图。此外，在图1以及图2中，X轴方向与车辆前后方向对应，Y轴方向与车宽方向对应，Z轴方向与铅垂方向对应。另外，+X方向与车辆前方对应，-X方向与车辆后方对应，+Y方向与车辆左方向对应，-Y方向与车辆右方向对应。
如图1以及图2所示，车体构造100主要包括第1车架横梁1、第2车架横梁2、第3车架横梁3、底板4以及纵骨架部件5。在本实施例中，车体构造100搭载于具备蓄积行驶所使用的电能的蓄电装置10的混合动力车、电动汽车等。
第1车架横梁1、第2车架横梁2以及第3车架横梁3是形成车辆的骨架的一部分的沿车宽方向延伸的横骨架部件，在车辆前后方向上隔开间隔地配置。另外，第1车架横梁1、第2车架横梁2以及第3车架横梁3均配置于作为纵骨架部件5的左门下围板5L与右门下围板5R之间，其两端通过焊接等而固定于左门下围板5L以及右门下围板5R。此外，第1车架横梁1在车辆前后方向上配置于第2车架横梁2的前方，第3车架横梁3在车辆前后方向上配置于第1车架横梁2的前方。
底板4是构成车体的底部的板状的部件，将车外空间与车室外空间隔开。此外，车室外空间是车内空间的一部分，通过未图示的底部板(floorboard)或地毯从车室内空间隔开。另外，底板4包括鼓出部4a。在本实施例中，底板4包括沿图2的虚线所示的车辆中心轴C在车辆前后方向上延伸的鼓出部4a。鼓出部4a是用于在底板4之下的车外空间形成底板通道的构造。在底板通道内收纳排气管6、催化剂转换器7、消音器(未图示)等。
纵骨架部件5是形成车辆的骨架的一部分的沿车辆前后方向延伸的骨架部件。在本实施例中，纵骨架部件5包括构成车体的侧部的左门下围板5L以及右门下围板5R。此外，纵骨架部件5也可以是下纵梁。
通过这样的构成，车体构造100形成由第1车架横梁1、第2车架横梁2、底板4、左门下围板5L以及右门下围板5R划分的空间SP1。另外，车体构造100形成由第1车架横梁1、第3车架横梁3、底板4、左门下围板5L以及右门下围板5R划分的空间SP2。空间SP1还由底板4的鼓出部4a分割为车宽方向左侧的空间SP1L和车宽方向右侧的空间SP1R。同样，空间SP2由底板4的鼓出部4a分割为车宽方向左侧的空间SP2L和车宽方向右侧的空间SP2R。此外，空间SP1以及空间SP2由未图示的底部板等1个或多个板材局部或全部覆盖，在上述板材之上铺设地毯。因此，空间SP1以及空间SP2分别形成作为车内空间的车室外空间的一部分。
另外，车体构造100中，在由第1车架横梁1、第2车架横梁2、第3车架横梁3以及底板4区划的空间收纳蓄电装置10、冷却装置11等。
蓄电装置10是储蓄电能的装置，例如包括镍氢电池、锂离子电池等蓄电池、以及双电荷层电容器等蓄电器。在本实施例中，蓄电装置10是包括镍氢电池的电池组，主要由电池部10a、连结部10b、控制部10c以及高电压切断部10d构成。
在此，参照图3说明蓄电装置10的详细情况。此外，图3是从箭头III方向观察图2的单点划线所示的铅垂面而得到的局部剖视图。另外，图3示出空间SP1以及空间SP2由地毯CP覆盖了的状态。
电池部10a是包括多个电池堆的部分。在本实施例中，电池部10a包括收纳20模块的电池堆的电池组壳体。
连结部10b是连结电池部10a与控制部10c的部分。在本实施例中，连结部10b包括构造上连接电池部10a的电池组壳体与控制部10c的壳体的构造体、以及电连接电池部10a与控制部10c的布线。另外，如图2以及图3所示，连结部10b以跨越第1车架横梁1之上的方式配置于第1车架横梁1与地毯CP之间。
控制部10c是控制电池部10a的蓄电状态的部分。在本实施例中，控制部10c包括接线盒、系统主继电器、监视单元等功能要素和收纳上述功能要素的壳体。
高电压切断部10d是构成切断电池部10a的高电压的手动式切断装置的部分。在本实施例中，高电压切断部10d以能够在第3车架横梁3之上插拔维护插接器的方式配置于控制部10c的壳体上。这是因为通过配置于坚固的车架横梁之上，在车辆碰撞时也不易变形、受到损伤。该配置能够抑制或防止无法拔出维护插接器这样的状况的发生。而且，维修员等作业者在检查等作业时能够容易拔出维护插接器，能够迅速切断高电压。
冷却装置11是冷却蓄电装置10的装置。在本实施例中，冷却装置11主要由进气部11a、第1管道部11b、鼓风部11c以及第2管道部11d构成。
在此，参照图4说明冷却装置11的详细情况。此外，图4是从箭头IV方向观察图2的双点划线所示的铅垂面而得到的局部剖视图。另外，图4表示空间SP1以及空间SP2由地毯CP覆盖了的状态。
进气部11a是包括用于从地毯CP之上的车室内空间向冷却装置11内取入空气的开口的部分。在本实施例中，进气部11a与鼓风部11c相比处于前方，被设置于未图示的前座椅的前端的正下方。此外，图4中的实线所示的箭头表示从进气部11a取入的空气到达鼓风部11c的情形。
第1管道部11b是连结进气部11a与鼓风部11c的管道。在本实施例中，在第1管道部11b内，在与进气部11a相邻的位置设置分隔壁11b1，在分隔壁11b的下游收纳吸音材料11b2。另外，如图2以及图4所示，第1管道部11b以跨越第1车架横梁1之上的方式配置于第1车架横梁1与地毯CP之间。
鼓风部11c是用于将从一方取入的空气向另一方输送的鼓风机。在本实施例中，为了冷却蓄电装置10，鼓风部11c将经由进气部11a以及第1管道部11b取入的空气经由第2管道部11d输送到蓄电装置10。此外，在本实施例中，鼓风部11c倾斜地收纳于空间SP1L内。这是为了降低收纳冷却装置11的空间的高度。然而，本发明并不限于该构成。鼓风部11c可考虑第1管道部11b的流路阻力、收纳空间的容许高度等而以任意的姿势收纳。
第2管道部11d是连结鼓风部11c与蓄电装置10的电池部10a的管道。在本实施例中，如图1以及图2所示，第2管道部11d以跨越底板4的鼓出部4a之上的方式配置于地毯CP与鼓出部4a之间。另外，第2管道部11d构成为跨越鼓出部4a之上的部分的厚度变薄。因此，第2管道部11d不会过度地限制鼓出部4a的高度，也不会给车体构造100的刚性带来不良影响。
根据以上的构成，冷却装置11能够将从地毯CP上的车室内空间取入的温度较低的空气吹向蓄电装置10来冷却蓄电装置10。具体而言，冷却装置11能够以从电池部10a的上面到下面的方式向电池部10a供给空气来冷却电池部10a，优选通过多个电池堆彼此之间。
接下来，说明蓄电装置10以及冷却装置11向车体构造100所形成的空间的收纳。
车体构造100中，在隔着沿车辆前后方向延伸的底板4的鼓出部4a的一侧收纳蓄电装置10，在另一侧收纳冷却装置11。在本实施例中，车体构造100中，在处于鼓出部4a的右侧的空间SP1R以及空间SP2R收纳蓄电装置10，在处于鼓出部4a的左侧的空间SP1L以及空间SP2L收纳冷却装置11。此外，车体构造100中，也可以在处于鼓出部4a的左侧的空间SP1L以及空间SP2L收纳蓄电装置10，在处于鼓出部4a的右侧的空间SP1R以及空间SP2R收纳冷却装置11。
另外，车体构造100中，在隔着沿车宽方向延伸的第1车架横梁1的一侧收纳蓄电装置10的一部分，在另一侧收纳蓄电装置10的其他的一部分。在本实施例中，车体构造100中，在处于鼓出部4a的右侧的空间中，在处于第1车架横梁1的后侧的空间SP1R收纳电池部10a，在处于第1车架横梁1的前侧的空间SP2R收纳控制部10c。此外，也可以是，车体构造100中，在处于鼓出部4a的右侧的空间中，在处于第1车架横梁1的前侧的空间SP2R收纳电池部10a，在处于第1车架横梁1的后侧的空间SP1R收纳控制部10c。
另外，车体构造100在隔着沿车宽方向延伸的第1车架横梁1的一侧收纳冷却装置11的一部分，在另一侧收纳冷却装置11的其他的一部分。在本实施例中，车体构造100中，在处于鼓出部4a的左侧的空间中，在处于第1车架横梁1的后侧的空间SP1L收纳鼓风部11c，在处于第1车架横梁1的前侧的空间SP2L收纳进气部11a。这是为了将蓄电装置10的电池部10a与冷却装置11的鼓风部11c一起收纳于第1车架横梁1的后侧。此外，车体构造100中，在将电池部10a收纳于第1车架横梁1的前侧的情况下，也将鼓风部11c收纳于第1车架横梁1的前侧。这是为了容易利用第2管道部11d将电池部10a与鼓风部11c连结。此外，车体构造100也可以将冷却装置11的进气部11a、第1管道部11b以及鼓风部11c收纳于同一空间(例如空间SP1L)内。
此外，在本实施例中，电池部10a的高度比控制部10c的高度高，并且比第1车架横梁1以及第2车架横梁2各自的高度高。因此，通过蓄电装置10在隔着第1车架横梁1相邻的2个空间分别收纳电池部10a以及控制部10c，能够抑制用于收纳蓄电装置10的空间的高度，并且促进低地板化。
然而，本发明并不限于该构成。例如，车体构造100在电池部10a与控制部10c重叠时的合计高度比第1车架横梁1以及第2车架横梁2各自的高度低的情况下，也可以在电池部10a的上侧或下侧重叠地收纳控制部10c。这是因为即使将电池部10a与控制部10b重叠，也不会妨碍低地板化。在该情况下，蓄电装置10也可以使电池部10a与控制部10c一体化。此外，对于车体构造100，即使在电池部10a以及控制部10c的合计高度比第1车架横梁1以及第2车架横梁2各自的高度低的情况下，也可以将电池部10a与控制部10c分离，在隔着第1车架横梁1的相邻的空间收纳控制部10c。
另外，对于车体构造100，也可以将排列成一列地配置的电池部10a、连结部10b以及控制部10c收纳于同一空间(例如空间SP1R)内。
另外，蓄电装置10也可以通过将电池部10a分割为2个以上的部分来抑制电池部10a的高度、进一步促进低地板化。在该情况下，2个以上的电池部10a既可以统一收纳于同一空间(例如空间SP1R)内，也可以分散地收纳于多个空间。
接下来，参照图5说明座椅与蓄电装置10以及冷却装置11之间的位置关系的一例。此外，图5是具有3列座椅的车辆的透视侧视图。
如图5所示，蓄电装置10收纳于与从第1列座椅31的座面中央到第2列座椅32的座面前端的在车辆前后方向上的间隔相当的地毯下的车室外空间。此外，地毯下的车室外空间在铅垂方向上存在于地毯与底板4之间。更具体而言，电池部10a收纳于与从第1列座椅31的座面后端到第2列座椅32的座面前端的在车辆前后方向上的间隔相当的地毯下的车室外空间，连结部10b以及控制部10c收纳于与从第1列座椅31的座面中央到第1列座椅31的座面后端的在车辆前后方向上的间隔相当的地毯下的车室外空间。另外，在蓄电装置10的后方的地毯下的车室外空间收纳燃料箱20。
根据以上的构成，车体构造100能够利用已经作为车辆的骨架的一部分而存在的第1车架横梁1、第2车架横梁2、第3车架横梁3、左门下围板5L以及右门下围板5R等来形成收纳蓄电装置10的车室外空间。因此，车体构造100无需另外追加用于保持或固定蓄电装置10的部件。
另外，车体构造100在沿车辆中心轴C而在车辆前后方向上延伸的鼓出部4a的两侧的车室外空间的任一者收纳蓄电装置10。因此，车体构造100能够提供左右对称的收纳空间，能够不给全方位的碰撞性能带来不良影响地收纳蓄电装置10。
另外，车体构造100中，在2个车架横梁之间的空间收纳蓄电装置10，防止在蓄电装置10上配置车架横梁。因此，能够提高蓄电装置10的更换的作业性。具体而言，对于车体构造100，仅通过卸下第1列座椅31右侧的1个座椅就能够更换蓄电装置10。
另外，车体构造100在具有与底板4的鼓出部4a的顶部同等程度的高度的车室外空间收纳蓄电装置10。因此，能够实现车室内的地板的平坦化以及低地板化。
另外，车体构造100中，将作为重物的蓄电装置10以及燃料箱收纳于车辆中央部。因此，能够促进车辆的低重心化，能够提高车辆的操纵稳定性。
另外，车体构造100中，在以往为无效空间(deadspace)的空间收纳蓄电装置10。因此，能够扩大车室内的空间，能够确保多种多样的座椅布置、充分的储物室容量等。此外，座椅布置包括折叠(tipup)功能的追加、滑动功能的追加、第3列座椅33向第2列座椅32之下的收纳(参照图5的虚线所示的收纳完毕的座椅33a)等。
另外，车体构造100将电池部10a收纳于远离催化剂转换器7的位置。具体而言，以催化剂转换器7与电池部10a之间的距离大于催化剂转换器7与控制部10c之间的间的距离的方式收纳电池部10a。因此，能够抑制热量对电池部10a的寿命等的不良影响。同样地，车体构造100在远离收纳发动机、行驶用电动发电机机、功率控制单元等热源的发动机舱的位置收纳电池部10a。因此，能够抑制热量对电池部10a的寿命等的不良影响。
另外，车体构造100中，在沿着车辆中心轴C而在车辆前后方向上延伸的鼓出部4a的两侧的空间分散地收纳蓄电装置10以及冷却装置11。因此，能够一边实现车室内的地板的低地板化一边提高蓄电装置10的冷却效果。
接下来，参照图6以及图7说明收纳于车体构造100的蓄电装置10的详细情况。图6表示从斜上方观察蓄电装置10而得到的立体图，图7表示从左侧观察电池部10a而得到的局部剖视图。此外，图6为了控制部10c的内部的清楚化而省略控制部10c的壳体的图示。另外，图6示出了高电压切断部10d的维护插接器插入口，省略维护插接器的图示。
如图6所示，蓄电装置10的电池部10a包括电池堆40、端面板41以及杆42。
电池堆40为了提高对于来自车宽方向的力(碰撞载荷)的耐力(强度)而沿车宽方向层叠。
端面板41是配置于层叠的电池堆40的车宽方向的两侧的加强部件，起到提高对于来自车宽方向的碰撞载荷的强度的作用。另外，端面板41包括左端面板41L以及右端面板41R。
杆42是连结左端面板41L和右端面板41R的部件，起到提高对于来自车宽方向的碰撞载荷的强度的功能。在本实施例中，杆42包括配置于电池部10a的上侧的2根上部杆42U和配置于电池部10a的下侧的未图示的2根下部杆42D。
这样，端面板41以及杆42构成收纳电池堆40的电池组壳体。
另外，如图7所示，电池部10a利用固定用板50～55而固定于第1车架横梁1以及第2车架横梁2。固定板50～55分别由沿车宽方向延伸的板材构成。而且，固定板50～55通过焊接等彼此结合，如4个虚线圆所示，在电池部10a的四角形成闭合截面。电池部10a的四角是前方上角、前方下角、后方上角以及后方下角。
根据该构成，固定用板50～55不仅能够提高对于来自车宽方向的碰撞载荷的强度，而且能够提高对于来自车辆前后方向的碰撞载荷的强度。
如图6所示，蓄电装置10的连结部10b包括电连接电池部10a与控制部10c的布线43、以及构造上连接电池部10a的电池组壳体与控制部10c的壳体的构造体44。此外，布线43包括电连接电池部10a和高电压切断部10d的线缆。另外，连结部10b的构造体44利用螺栓等紧固部件而固定于第1车架横梁1。
如图6所示，蓄电装置10的控制部10c包括监视单元45、接线盒46以及系统主继电器47。
监视单元45是监视电池部10a的蓄电状态的装置。接线盒46是收纳用于对来自车载电气负载的电力线与来自电池部10a的电力线进行结合、分支、中继时的端子等的保护箱。系统主继电器47是对电力线的结合、分支、中继等进行切换控制的装置。
另外，控制部10c的壳体的前端以及后端利用未图示的固定用板而分别固定于第1车架横梁1以及第3车架横梁3。
根据以上的构成，蓄电装置10具备即使在侧面碰撞的情况下也不易变形或破损的构造。因此，能够提高车辆的碰撞安全性。
另外，蓄电装置10利用与电池部10a相比容易变形的连结部10b来对电池部10a与控制部10c之间进行连结。因此，蓄电装置10能够利用连结部10b的变形来吸收通过碰撞时的车体的变形而作用于电池部10a的力。其结果，蓄电装置10能够抑制碰撞时的电池部10a的变形以及损伤。
另外，电池部10a利用固定用板50～55而固定于第1车架横梁1以及第2车架横梁2。因此，电池部10a能够容易确保安装强度。
另外，电池部10a在由端面板41以及杆42构成的电池组壳体内收纳电池堆40。而且，电池组壳体经由由固定用板50～55形成的闭合截面而固定于第1车架横梁1以及第2车架横梁2。因此，电池部10a能够确保足以支撑乘坐人员的体重的上下方向的耐载荷强度。
另外，电池部10a通过包括端面板41以及杆42的构成，具有比底板4的鼓出部4a强的强度。因此，若因侧面碰撞等而电池部10a与鼓出部4a接触，则鼓出部4a被电池部10a压溃，能够吸收冲击能量。其结果，鼓出部4a能够抑制电池部10a的变形以及损伤。
以上，详细说明了本发明的优选的实施例，但本发明不限于上述的实施例，能够在不脱离本发明的范围的情况下对上述的实施例施加各种变形以及置换。
例如，在上述的实施例中，蓄电装置10的连结部10b以及冷却装置11的第1管道部11b以跨越第1车架横梁1之上的方式配置。然而，本发明并不限于该构成。例如，在第1车架横梁1与底板4之间存在间隙的情况下，连结部10b以及第1管道部11b也可以以穿过第1车架横梁1之下的方式配置。
另外，在上述的实施例中，车体构造100收纳包括鼓风部11c的空冷式的冷却装置11，但也可以收纳包括液压泵等的液冷式的冷却装置等其他方式的冷却装置。
附图标记说明
1···第1车架横梁2···第2车架横梁3···第3车架横梁4···底板4a···鼓出部5···纵骨架部件5L···左门下围板5R···右门下围板6···排气管7···催化剂转换器10···蓄电装置10a···电池部10b···连结部10c···控制部10d···高电压切断部11···冷却装置11a···进气部11b···第1管道部11b1···分隔壁11b2···吸音材料11c···鼓风部11d···第2管道部31···第1列座椅32···第2列座椅33···第3列座椅40···电池堆41···端面板41L···左端面板41R···右端面板42···杆42U···上部杆43···布线44···构造体45···监视单元46···接线盒47···系统主继电器50～55···固定用板100···车体构造。

Claims (6)

1.一种车体构造，其具备形成车辆的骨架的一部分的沿车宽方向延伸的第1骨架部件以及第2骨架部件，其中，
在车室内的地板与底板之间且所述第1骨架部件与所述第2骨架部件之间的空间收纳包括电池部以及控制部的蓄电装置中的所述电池部的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的车体构造，
所述车体构造具备形成车辆的骨架的一部分的沿车宽方向延伸的第3骨架部件，
在所述第1骨架部件与所述第3骨架部件之间的空间收纳所述控制部的至少一部分。
3.根据权利要求2所述的车体构造，
所述底板具有沿车辆中心线在车辆前后方向上延伸的鼓出部，
所述蓄电装置收纳于所述鼓出部的一侧，冷却所述蓄电装置的冷却装置收纳于所述鼓出部的另一侧。
4.根据权利要求3所述的车体构造，
所述冷却装置的至少一部分收纳于所述第1骨架部件与所述第2骨架部件之间的空间。
5.根据权利要求2所述的车体构造，
在所述第3骨架部件之上设置维护插接器。
6.根据权利要求2所述的车体构造，
在车辆前后方向上，所述第1骨架部件配置于所述第2骨架部件的前方，
在车辆前后方向上，所述第3骨架部件配置于所述第1骨架部件的前方。
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