CN105936303B

CN105936303B - 蓄电池单元搭载结构

Info

Publication number: CN105936303B
Application number: CN201610108926.1A
Authority: CN
Inventors: 中岛淳
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-03-06
Filing date: 2016-02-26
Publication date: 2018-06-26
Anticipated expiration: 2036-02-26
Also published as: EP3064389B1; CN105936303A; EP3064389A1; JP2016164051A; US20160257187A1; JP6344270B2; US9517687B2

Abstract

本发明提供一种蓄电池单元搭载结构，其能够有效地抑制由于从车辆宽度方向外侧输入的载荷而使蓄电池单元受到损伤的情况。蓄电池单元搭载结构(10)具备：车身框架部件(20)，其为左右一对，并在车辆宽度方向外侧于车身前后方向上延伸；蓄电池单元(40)，其被配置在左右一对的车身框架部件(20)之间；加强部件(50)，其在车辆宽度方向上延伸为，与蓄电池单元(40)的车辆宽度方向上的长度相比较长，并被设置在蓄电池单元(40)的下表面上，且被设置于在俯视观察时与蓄电池单元(40)重叠的位置处。

Description

蓄电池单元搭载结构

技术领域

本发明涉及一种蓄电池单元搭载结构。

背景技术

一直以来，已知一种对在从车辆前后方向或车辆宽度方向外侧对车辆或者蓄电池组施加了冲击时，蓄电池组受到损伤的情况进行了抑制的蓄电池组的车载结构(例如参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-253933号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在有效地对由于从车辆宽度方向外侧输入的载荷而使蓄电池组等蓄电池单元受到损伤的情况进行抑制的结构中，依然存在有改善的余地。

因此，本发明的目的在于，获得一种能够有效地对由于从车辆宽度方向外侧输入的载荷而使蓄电池单元受到损伤的情况进行抑制的蓄电池单元搭载结构。

用于解决课题的方法

为了达到上述的目的，本发明所涉及的技术方案1所述的蓄电池单元搭载结构具备：车身框架部件，其为左右一对，并在车辆宽度方向外侧于车身前后方向上延伸；侧梁，其为左右一对，并在车身前后方向上延伸且分别被结合于左右一对的所述车身框架部件的车辆宽度方向内侧；蓄电池单元，其被配置在左右一对的所述侧梁之间；加强部件，其在车辆宽度方向上延伸为，与所述蓄电池单元的车辆宽度方向上的长度相比较长，并被设置在所述蓄电池单元的下表面或者上表面上，且被设置于在俯视观察时与所述蓄电池单元重叠的位置处。

根据技术方案1所述的发明，在蓄电池单元的下表面或者上表面上，且在俯视观察时与蓄电池单元重叠的位置处，设置有在车辆宽度方向上延伸为与蓄电池单元的车辆宽度方向上的长度相比较长的加强部件。因此，在从车辆宽度方向外侧向车身框架部件中的一方输入了载荷时，载荷从该一方的车身框架部件向加强部件传递，并且载荷从该加强部件向另一方的车身框架部件传递。由此，抑制或防止了载荷向蓄电池单元的输入，从而有效地抑制了蓄电池单元受到损伤的情况。

此外，在车身前后方向上延伸的左右一对的侧梁分别被结合于车身框架部件的车辆宽度方向内侧。

因此，在从车辆宽度方向外侧向车身框架部件中的一方输入了载荷时，该载荷的至少一部分通过一方的侧梁而被吸收能量，从而减少了经由加强部件而向另一方的侧梁以及另一方的车身框架部件传递的载荷。由此，更加有效地抑制了蓄电池单元受到损伤的情况。

此外，技术方案2中所记载的蓄电池单元搭载结构为，在技术方案1中所记载的蓄电池单元搭载结构中，所述加强部件在从车辆宽度方向观察时与所述车身框架部件重叠。

根据技术方案2中所记载的发明，加强部件在从车辆宽度方向观察时与所述车身框架部件重叠。因此，在从车辆宽度方向外侧向车身框架部件中的一方输入了载荷时，载荷从该一方的车身框架部件向加强部件高效地传递，并且载荷从该加强部件向另一方的车身框架部件高效地传递。由此，进一步抑制或防止了载荷向蓄电池单元的输入，从而更有效地抑制了蓄电池单元受到损伤的情况。

此外，技术方案3中所记载的蓄电池单元搭载结构为，在技术方案1或技术方案2中所记载的蓄电池单元搭载结构中，所述加强部件被固定在所述蓄电池单元上。

根据技术方案3所述的发明，加强部件被固定于蓄电池单元上。因此，在从车辆宽度方向外侧向车身框架部件的一方输入了载荷，且载荷从该一方的车身框架部件传递至加强部件时，蓄电池单元与该加强部件一起向另一方的车身框架部件侧进行移动。由此，进一步抑制或防止了载荷向蓄电池单元的输入，从而更有效地抑制了蓄电池单元受到损伤的情况。

此外，技术方案4所述的蓄电池单元搭载结构为，在技术方案1至技术方案3中的任意一个方案所述的蓄电池单元搭载结构中，具备左右一对的加强板，所述左右一对的加强板的车辆宽度方向内侧端部分别被结合于所述加强部件的车辆宽度方向外侧端部上，所述左右一对的加强板的车辆宽度方向外侧端部分别被结合于所述侧梁上。

根据技术方案4所记载的发明，左右一对的加强板的车辆宽度方向内侧端部分别被接合于加强部件的车辆宽度方向外侧端部上，各加强板的车辆宽度方向外侧端部分别被接合于侧梁上。因此，在从车辆宽度方向外侧向车身框架部件中的一方输入了载荷时，载荷经由一方的加强板而尽早地向加强部件传递。而且，被传递至加强部件的载荷经由另一方的加强板而尽早地向另一方的侧梁传递。因此，更有效地抑制了蓄电池单元受到损伤的情况。

发明效果

根据技术方案1所涉及的发明，能够有效地抑制由于从车辆宽度方向外侧输入的载荷而使蓄电池单元受到损伤的情况。

根据技术方案2至技术方案4所涉及的发明，能够更有效地抑制由于从车辆宽度方向外侧输入的载荷而使蓄电池单元受到损伤的情况。

附图说明

图1为表示第一实施方式所涉及的蓄电池单元搭载结构的立体图。

图2为表示第一实施方式所涉及的蓄电池单元搭载结构的俯视图。

图3为用局部截面来表示第一实施方式所涉及的蓄电池单元搭载结构的主视图。

图4为用局部截面来表示第一本实施方式所涉及的蓄电池单元搭载结构的在发生侧面碰撞时的状态的主视图。

图5为表示第二实施方式所涉及的蓄电池单元搭载结构的立体图。

图6为用局部截面来表示第二实施方式所涉及的蓄电池单元搭载结构的主视图。

图7为用局部截面来表示第三实施方式所涉及的蓄电池单元搭载结构的主视图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明所涉及的实施方式进行详细说明。另外，为了方便说明，将在各图中适当表示的箭头标记UP设为车身上方向，将箭头标记FR设为车身前方向，将箭头标记OUT设为车辆宽度方向外侧。此外，在以下的说明中，在没有特别记载而使用了上下、前后、左右方向的情况下，设为表示车身上下方向上的上下、车身前后方向上的前后、车身左右方向(车辆宽度方向)上的左右。并且，在图2、图6中，省略了后文叙述的蓄电池单元40的图示。

<第一实施方式>

首先，对第一实施方式所涉及的蓄电池单元搭载结构10进行说明。如图1、图2所示，具备蓄电池单元搭载结构10的混合动力汽车或电动汽车等车辆12，具有构成车厢的地板的金属制的地板面板14。另外，如图3所示，地板面板14的车辆宽度方向外侧部分朝向车身上方侧被弯曲，而且还朝向车辆宽度方向外侧被弯曲，并且该朝向车辆宽度方向外侧被弯曲的车辆宽度方向外侧端部被设为凸缘部14A。

此外，如图1至图3所示，在地板面板14(凸缘部14A)的车辆宽度方向外侧，配置有在车身前后方向上延伸的左右一对的作为车身框架部件的金属制的下边梁20。下边梁20具有截面呈大致帽檐型形状的外面板22与截面呈大致帽檐型形状的内面板26，通过使外面板22的凸缘部24与内面板26的凸缘部28利用焊接等而接合在一起，从而被形成为封闭截面形状。

在下边梁20的车辆宽度方向内侧(内面板26)，结合有截面被设为大致“C”字状且在车身前后方向上延伸的左右一对的作为侧梁的后侧梁30。后侧梁30具有上面板32和下面板34，并且上面板32的车辆宽度方向外侧端部32A通过焊接等而被接合在内面板26的上壁26A上。而且，下面板34的车辆宽度方向外侧端部34A通过焊接等而被接合在内面板26的下壁26B上。

此外，在上面板32的车辆宽度方向内侧端部处一体地形成有凸缘部33，在下面板34的上部侧且在车辆宽度方向内侧端部处，一体地形成有隔着地板面板14的凸缘部14A而与凸缘部33接合的凸缘部35。由此，通过后侧梁30与下边梁20的内面板26而形成了封闭截面形状，并且成为地板面板14的凸缘部14A经由后侧梁30而被固定于下边梁20上的结构。

此外，如图1、图2所示，地板面板14在车辆宽度方向中央部处具有被设为朝向车身上方侧凸起的凸状并在车身前后方向上延伸的通道部16。而且，在后侧梁30的车身前方侧的地板面板14的上表面上，接合有在车辆宽度方向上延伸并将左右的下边梁20(内面板26)彼此连结的截面呈大致帽檐型形状的后横梁36。

此外，在后横梁36的车身后方侧的地板面板14的上表面上且在左右的后侧梁30(下边梁20)之间，配置有蓄电池单元40。蓄电池单元40也被称为蓄电池组、电池组或者HV(混合动力)蓄电池，并且被形成为以车辆宽度方向为长边方向的大致长方体形状。

而且，在后横梁36的车身后方侧的地板面板14的上表面上，形成有与蓄电池单元40的下部大致吻合的形状的凹部18。因此，蓄电池单元40成为如下结构，即，通过使其下部嵌合到凹部18中，从而以位置偏移等被限制了的状态而被配置在地板面板14的上表面侧。另外，在蓄电池单元40的车身上方侧，配置有被后侧梁30所支承的后座椅38(参照图3)。

此外，如图1至图3所示，在蓄电池单元40的下表面42上，设置有在车辆宽度方向上延伸的作为加强部件的杆部件50。杆部件50被形成为圆形的管状，并且通过多个(例如两个)托架48而被结合固定于在平面观察(仰视观察)时与蓄电池单元40重叠的位置(例如下表面42的车身前后方向大致中央部)处。

各托架48被形成为截面呈大致“U”字状，通过从杆部件50的下方侧以预定的压力而被嵌套并接合在杆部件50的外周面上，并且使前后延伸的凸缘部48A被螺栓紧固在蓄电池单元40的下表面42上，从而将杆部件50固定于蓄电池单元40的下表面42上。由此，杆部件50无法相对于蓄电池单元40而在车辆宽度方向上相对地进行移动。

此外，被固定于蓄电池单元40的下表面42上且被设置于地板面板14的凹部18内的杆部件50被配置于，在从车辆宽度方向观察时与后侧梁30以及下边梁20(除凸缘部24、28之外)重叠的位置处。即，杆部件50被配置于在从车辆宽度方向观察时，不从后侧梁30以及下边梁20(除凸缘部24、28之外)向车身上方侧以及车身下方侧突出的位置处。

并且，杆部件50被形成为，其车辆宽度方向上的长度与蓄电池单元40的车辆宽度方向上的长度相比较长。即，杆部件50的车辆宽度方向外侧端部52分别从蓄电池单元40的侧面44(车辆宽度方向外侧端部)以左右相同的长度向车辆宽度方向外侧突出。由此，成为如下结构，即，在蓄电池单元40的侧面44与地板面板14的朝向车身上方侧而弯曲的车辆宽度方向外侧部分之间，形成有左右相同大小的空隙S。

另外，虽然图示的杆部件50被形成为圆形的管状，但并不限定于此，例如也可以被形成为方形的管状等。此外，将杆部件50结合在蓄电池单元40的下表面42上的托架48并不限定于图示的两个。而且，杆部件50也可以采用通过焊接等而直接被接合并固定在蓄电池单元40的下表面42上的结构。

接下来，对被设为以上那样的结构的第一实施方式所涉及的蓄电池单元搭载结构10的作用进行说明。即，如图4所示，例如，对车辆12与在铅直方向上延伸的圆柱状(或者圆筒状)的金属制的杆子(障碍)P发生了侧面碰撞的情况下的作用进行说明。

如图4所示，在车辆12与杆子P发生了侧面碰撞时，针对该碰撞侧的下边梁20以及后侧梁30而输入有朝向车辆宽度方向内侧的过大的碰撞载荷F。当从车辆宽度方向外侧向下边梁20以及后侧梁30输入碰撞载荷F时，下边梁20以及后侧梁30将向车辆宽度方向内侧进行塑性变形并移动，从而对所输入的该碰撞载荷F的一部分进行能量吸收，并将剩余的碰撞载荷向被固定于蓄电池单元40上的杆部件50传递。

由于杆部件50在车辆宽度方向上延伸为，与蓄电池单元40的车辆宽度方向上的长度相比较长(杆部件50的长度被设为与蓄电池单元40的车辆宽度方向上的长度相比较长)，因此在车辆12发生侧面碰撞时，与蓄电池单元40的侧面44相比，碰撞载荷先向杆部件50的车辆宽度方向外侧端部52传递。此外，由于杆部件50被形成为圆形的管状，因此其轴向上的刚性以及强度较高。

因此，当碰撞载荷从车辆宽度方向外侧传递至杆部件50时，杆部件50将在其轴向上承接碰撞载荷，并且在其轴向(车辆宽度方向)上移动，从而从车辆宽度方向内侧压垮与碰撞侧相反的一侧的后侧梁30。由此，能够使被输入至碰撞侧的下边梁20以及后侧梁30的碰撞载荷向相反侧的后侧梁30以及下边梁20传递并分散(被吸收能量)，从而能够抑制或防止碰撞载荷被输入到蓄电池单元40的情况。

即，能够有效地抑制由于从车辆宽度方向外侧输入的碰撞载荷而使蓄电池单元40受到损伤的情况(能够对蓄电池单元40进行保护)。尤其是，由于杆部件50被固定于蓄电池单元40上，因此当杆部件50向从碰撞侧离开的方向(车辆宽度方向)进行移动时，蓄电池单元40也会向从碰撞侧离开的方向进行移动。因此，能够进一步抑制或防止碰撞载荷被输入至蓄电池单元40的情况。

而且，由于杆部件50被配置于，在从车辆宽度方向观察时与后侧梁30以及下边梁20重叠的位置处，因此易于将被输入至碰撞侧的下边梁20以及后侧梁30的碰撞载荷向相反侧的后侧梁30以及下边梁20传递。即，当采用这样的结构时，能够使被输入至碰撞侧的下边梁20以及后侧梁30的碰撞载荷高效地向相反侧的后侧梁30以及下边梁20传递并分散。因此，能够更加有效地抑制由于从车辆宽度方向外侧输入的碰撞载荷而使蓄电池单元40受到损伤的情况。

此外，由于在本实施方式所涉及的蓄电池单元搭载结构10中，只需将杆部件50固定在蓄电池单元40的下表面42上即可，因此能够容易地构成，例如与通过提高后横梁36的强度而进行应对的情况相比，能够抑制重量增加。由此，能够改善车辆12的耗油率性能。此外，由于在相对于地板面板14而配置蓄电池单元40时，也只需以形成能够对杆部件50进行配置的空间的方式来设定凹部18的形状即可，因此地板面板14的上表面侧的各部分的布局不会受到限制。

<第二实施方式>

接下来，对第二实施方式所涉及的蓄电池单元搭载结构10进行说明。另外，对于与上述第一实施方式同等的部位，标注相同的符号并适当省略其详细的说明(也包括共同的作用在内)。

如图5、图6所示，第二实施方式所涉及的蓄电池单元搭载结构10具有对左右的后侧梁30的上面板32与杆部件50的车辆宽度方向外侧端部52进行连结的左右一对的加强板54，仅这一点与上述第一实施方式不同。

各加强板54被弯曲成形为截面呈大致“Z”字状，并且作为其上部侧的车辆宽度方向外侧端部54A通过螺栓紧固等而被结合在后侧梁30的上面板32的上表面上。而且，作为各加强板54的下部侧的车辆宽度方向内侧端部54B中的车身后方侧通过焊接等而被接合在杆部件50的车辆宽度方向外侧端部52的上表面上。

因此，如图4所示，在车辆12与杆子P发生了侧面碰撞时，碰撞载荷从碰撞侧的后侧梁30经由加强板54而尽早地(在碰撞初期)向杆部件50传递。然后，被传递至杆部件50的碰撞载荷经由与碰撞侧相反的一侧的加强板54而尽早地向该相反侧的后侧梁30传递并分散。

即，当设置这种加强板54时，由于能够使被输入至碰撞侧的下边梁20以及后侧梁30的碰撞载荷尽早地向相反侧的后侧梁30以及下边梁20传递并分散，因此能够提高其能量吸收效率。因此，能够进一步抑制或防止碰撞载荷被输入至蓄电池单元40的情况，从而能够更有效地抑制由于从车辆宽度方向外侧输入的碰撞载荷而使蓄电池单元40受到损伤的情况。

另外，如图5所示，各加强板54的车辆宽度方向内侧端部54B中的车身前方侧通过螺栓紧固等而被接合在后横梁36的上壁36A上。因此，能够使碰撞载荷也从碰撞侧的后侧梁30经由加强板54而尽早地(在碰撞初期)向后横梁36传递并分散。此外，当设置这种加强板54时，能够通过加强板54而对蓄电池单元40的下表面42的车辆宽度方向两端部进行保持。

<第三实施方式>

最后，对第三实施方式所涉及的蓄电池单元搭载结构10进行说明。另外，对于与上述第一实施方式以及第二实施方式同等的部位，标注相同的符号并适当省略其详细的说明(也包括共同的作用在内)。

如图7所示，第三实施方式所涉及的蓄电池单元搭载结构10中，杆部件50通过多个(例如两个)托架48而被结合并固定于蓄电池单元40的上表面46上，且被结合并固定于在俯视观察时与该蓄电池单元40重叠的位置(例如上表面46的车身前后方向大致中央部)处，仅这一点与上述第二实施方式不同。

因此，如图4所示，在车辆12与杆子P发生了侧面碰撞时，与上述第二实施方式相同，能够使被输入至碰撞侧的下边梁20以及后侧梁30的碰撞载荷尽早地(在碰撞初期)向相反侧的后侧梁30以及下边梁20传递并分散，从而能够提高其能量吸收效率。

因此，能够进一步抑制或防止碰撞载荷被输入至蓄电池单元40的情况，从而能够更有效地抑制由于从车辆宽度方向外侧输入的碰撞载荷而使蓄电池单元40受到损伤的情况。此外，根据该第三实施方式，能够将后座椅38的位置配置于与第一实施方式以及第二实施方式中的后座椅38的位置相比较低的位置处。

以上，虽然根据附图而对本实施方式所涉及的蓄电池单元搭载结构10进行了说明，但本实施方式所涉及的蓄电池单元搭载结构10并不限定于图示的结构，其能够在不脱离本发明的主旨的范围内适当地实施设计变更。例如，杆部件50并不限定于图示的一根，也可以采用在车身前后方向上设置有多根(例如两根)的结构。

此外，杆部件50也可以不被固定于蓄电池单元40的下表面42或者上表面46上。即，杆部件50也可以以能够相对于蓄电池单元40在车辆宽度方向上进行移动的方式被安装。而且，也可以采用如下结构，即，被形成于蓄电池单元40的侧面44与地板面板14的朝向车身上方侧被弯曲的车辆宽度方向外侧部分之间的空隙S的大小在左右有所不同。

此外，也可以采用如下的结构，即，在未设置左右一对的加强板54的第一实施方式中，通过未图示的连结部件而将杆部件50的长边方向大致中央部与后横梁36的长边方向大致中央部连结，从而被传递至杆部件50的碰撞载荷也向后横梁36传递并分散。

此外，也可以采用如下的结构，即，在下边梁20的车辆宽度方向内侧不设置后侧梁30。在该情况下，只需采用地板面板14的凸缘部14A被接合在下边梁20的内面板26的上壁26A上的结构即可。此外，在该情况下，只需采用加强板54的车辆宽度方向外侧端部54A也被结合在下边梁20的内面板26的上壁26A上的结构即可。

但是，当在下边梁20的车辆宽度方向内侧设置有后侧梁30时，具有如下优点，即，能够通过后侧梁30而对从车辆宽度方向外侧输入的碰撞载荷进行能量吸收。此外，根据本实施方式所涉及的蓄电池单元搭载结构10，并不限定于车辆12与杆子P等引起局部变形的障碍发生了侧面碰撞的情况，例如在车辆12以高速与平面状的障碍发生了侧面碰撞的情况下，也能够获得相同的作用效果。

符号说明

10：蓄电池单元搭载结构；20：下边梁(车身框架部件)；30：后侧梁(侧梁)；40：蓄电池单元；50：杆部件(加强部件)；54：加强板。

Claims

1.一种蓄电池单元搭载结构，具备：

车身框架部件，其为左右一对，并在车辆宽度方向外侧于车身前后方向上延伸；

侧梁，其为左右一对，并在车身前后方向上延伸且分别被结合于左右一对的所述车身框架部件的车辆宽度方向内侧；

蓄电池单元，其被配置在左右一对的所述侧梁之间；

加强部件，其在车辆宽度方向上延伸为，与所述蓄电池单元的车辆宽度方向上的长度相比较长，并被设置在所述蓄电池单元的下表面或者上表面上，且被设置于在俯视观察时与所述蓄电池单元重叠的位置处，

所述加强部件在从车辆宽度方向观察时与所述车身框架部件重叠，

所述加强部件的车辆宽度方向两端被设置于所述侧梁的车辆宽度方向内侧。

2.如权利要求1所述的蓄电池单元搭载结构，其中，

所述加强部件被固定在所述蓄电池单元上。

3.如权利要求1或2所述的蓄电池单元搭载结构，其中，

还具有：横梁，其在车辆宽度方向上延伸并将左右一对的所述车身框架部件彼此连结，并且被接合在所述侧梁上；

连结部件，其将所述加强部件的车辆宽度方向大致中央部与所述横梁的车辆宽度方向大致中央部连结。

4.如权利要求1或2所述的蓄电池单元搭载结构，其中，

具备左右一对的加强板，所述左右一对的加强板的车辆宽度方向内侧端部分别被结合于所述加强部件的车辆宽度方向外侧端部上，所述左右一对的加强板的车辆宽度方向外侧端部分别被结合于所述侧梁上。

5.如权利要求4所述的蓄电池单元搭载结构，其中，

还具有横梁，所述横梁在车辆宽度方向上延伸并将左右一对的所述车身框架部件彼此连结，并且被接合在所述侧梁上，

所述左右一对的加强板的车辆宽度方向内侧端部还分别被接合在所述横梁上。