CN107078247A - 保护框构造体 - Google Patents

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Abstract

本发明的提供一种保护框构造体，有效地实现轻量化、节省空间化，并且冲击吸收性优异。保护框构造体为将下方框体、中间框体以及上方框体连结的保护框构造体，其特征在于，由所述下方框体和位于该下方框体的上部的中间框体形成电池组件的搭载空间，在所述中间框体和位于该中间框体的上部的上方框体之间形成上部空间，当向保护框构造体输入外部负荷时，所述中间框体朝向上方变形。

Description

保护框构造体
技术领域
本发明涉及一种保护框构造体，在车辆上搭载电池组件等电源部的情况下使用，当向车辆施加外部负荷时，用于保护电源部免受该外部负荷的冲击。
背景技术
在电气汽车和混合动力汽车的领域内，作为汽车的驱动源而搭载被称为电池组件、电池包等的电池(以下，称为“电池组件”)，由于其输出电压为200V以上的高压，因此，当向车辆施加外部负荷时，需要保护电池组件免受其冲击等。
在专利文献1中公开有一种搭载构造，其邻接于电池收纳部并且形成有破坏强度弱于该电池收纳部的冲击吸收部。
但是，该公报所公开的构造存在如下问题：当从车辆的后部施加冲击时，冲击吸收部被破坏，因此，电池收纳部以与该冲击吸收部的上侧或下侧重叠的方式相对移动，冲击吸收部成为使用者无法使用的剩余空间。
并且，根据该公报所公开的搭载构造，存在如下问题：在电池收纳部的前侧配置乘客的后座椅，从而需要另行设置与后座椅的冲突中的保护构造。
专利文献1：日本国特开2003-45392号公报
发明内容
(发明要解决的技术问题)
本发明的目的在于提供一种保护框构造体，有效地实现轻量化、节省空间化，且冲击吸收性优异。
(解决技术问题的技术方案)
本发明所涉及的保护框构造体，其为将下方框体、中间框体以及上方框体连结的保护框构造体，其特征在于，由所述下方框体和位于该下方框体的上部的中间框体形成电池组件的搭载空间，在所述中间框体和位于该中间框体的上部的上方框体之间形成上部空间，当向保护框构造体输入外部负荷时，所述中间框体朝向上方变形。
在本说明书中，下方框体为被连结固定于车辆侧的构件，同时，以在该下方框体上搭载固定电池组件的方式表现位置关系。
在本发明中，下方框体、中间框体以及上方框体作为一体而确保规定的刚性，同时，通过诱导中间框体朝向上方变形即向远离电池组件的方向变形来吸收冲击力。
由此，作为整体实现了轻量以及节省空间化，同时，保护了电池组件。
此外，在本说明书中，将保护对象作为电池组件进行说明，但也可以用于保护其他的搭载部件。
在本发明中，也可以如下设置：下方框体具有下方前框和下方后框，所述下方前框和所述下方后框在车辆宽度方向上延伸并且在车辆前后方向上对向配置，通过下方连结框连结所述下方前框和下方后框之间，所述中间框体具有中间前框和中间后框，所述中间前框和所述中间后框在车辆宽度方向上延伸并且在车辆前后方向上对向配置，所述中间前框和中间后框通过中间连结框连结，下方前框和中间前框经由设置于一方或者双方的框的前侧立设部而连结，下方后框和中间后框经由设置于一方或者双方的框的后侧立设部而连结，所述前侧立设部的从下方前框的立起基部的位置相比于所述中间前框侧的基部位于前方外侧。
在本说明书中，设想将电池组件搭载于车辆的后部的情况，将车辆的前方侧表现为前侧，将后方侧表现为后侧。
因此，在主要从后侧施加来自外部的负荷的情况下进行说明，但也可以根据电池组件相对于车辆的搭载位置而适当调换解释前侧以及后侧的表现。
这样，当前侧立设部的从下方前框的立起基部的位置相比于中间前框侧的基部位于前方外侧时，来自后侧的外部负荷经由中间连结框传播至前侧，从而成为前侧立设部向前方移动且中间连结框向上方变形的契机。
另外，中间前框具有上下一对凸缘部，所述中间连结框的端部插入连结于所述上下一对凸缘部之间，当使所述中间前框和前侧立设部的连结位置相比于所述上侧的凸缘部位于靠近下侧的凸缘部时，中间连结框的中央部进一步以朝向上方变形的方式发挥作用。
从保护由下方框体和中间框体形成的搭载空间的电池组件的观点出发，也可以使上方框体向上侧(外侧)以及下侧(内侧)的任何一个方向变形，但在形成于中间框体和上方框体之间的上部空间内搭载有电源部的控制部件等的设备部件的情况下，从保护这些部件的观点出发，为了诱导上方框体也朝向上方变形，上方框体具有在车辆宽度方向上延伸并在车辆前后方向上对向配置的上方前框和上方后框，所述上方前框和上方后框通过上方连结框连结，所述上方前框以及上方后框分别具有上下一对凸缘部，将所述上方连结框的两侧末端分别插入上下一对凸缘部之间，同时，分别将下侧凸缘部的长度设定成比上侧凸缘部的长度长。
(发明的效果)
在本发明所涉及的保护框构造体中，能够通过由上方框体、中间框体以及下方框体构成的保护框构造体整体来承受来自后侧的外部负荷，同时，通过中间框体特别是中间连结框的中央部朝向上方变形来吸收冲击力，不需要如现有的专利文献1所示的设置于电池收纳部的后方的冲击吸收部那样的剩余空间，能够实现节省空间化。
另外，当以保护框构造体的整体来保护电池组件时，通过中间框体向上方变形来吸收冲击，因此，相比不使中间框体变形，能够实现整体上的轻量化。
附图说明
图1(a)示出本发明所涉及的保护框构造体的例子的截面图，图1(b)示出施加了外部负荷F的情况下的变动模式。
图2示出构成本发明所涉及的保护框构造体的部件图，(a)示出上方框体的外观立体图，(b)示出中间框体的外观立体图，(c)示出下方框体的外观立体图。
图3示出将中间框体分割的例子。
图4示出将中间后框和上方后框同时紧固于下方后框的立设部的例子。
符号说明
10 下方框体
11 下方前框
12 下方后框
13 下方侧框
14 下方侧框
15 下方连结框
20 中间框体
21 中间前框
22 中间后框
23 中间连结框
30 上方框体
31 上方前框
32 上方后框
33 上方连结框
C1 连结基部
C2 连结基部
V 电池组件。
具体实施方式
根据以下附图对本发明所涉及的保护框构造体的构造例进行说明，但本发明并不限定于此。
图2示出构成本发明所涉及的保护框构造体的构件(部件)的构造例，图1(a)中示出截面图。
保护框构造体由如下部分构成：固定于车体侧的下方框体10、位于其上的中间框体20、进一步位于中间框体20上的上方框体30。
如图1(a)所示，由下方框体10和中间框体20形成电池组件等的搭载空间V，在中间框体20和上方框体之间形成上部空间P。
在上部空间P内，能够根据需要搭载电源部的控制部件等的设备部件。
下方框体10具有：使用铝合金的挤压材料等制作而成的中空截面形状的下方前框11、与其对向配置的中空截面形状的下方后框12。
在本实施例中，在设想将电池组件搭载于车辆的后部的情况下进行了说明，其为如图2(b)所示设想从后侧输入F的外部负荷而保护框构造体进行变形的模式的情况，也可以根据电池组件的搭载位置，调换前侧和后侧的表现。
下方前框11、下方后框12在车辆宽度方向上延伸，如图2(c)所示，该下方前框11和下方后框12通过由中空截面形状构成的板状的下方连结框15连结。
下方连结框可以为一个板体，但在本实施例中，为根据部位而分割成形状不同的多个下方连结框的例子。
以下方连结框15为例进行说明，形成由上面部15a和下面部15b构成的中空板体。
为了通过三个框体10、20、30形成框体(枠体)，在本实施例中，在下方框体10的车辆宽度方向两侧形成有下方侧框13、14，从下方后框12一体地立设有板状的后侧的立设部12d。
下方前框11从中空部11a的底面11d和上面部11e向内侧方向(后方)设置有上肋11c和下肋11b。
下方后框12从中空部12a的上面向内侧方向形成有上肋12c，从中空部12a的下面向内侧方向形成有下肋12b。
下方连结框15的前后方向的两侧的端部插入下方前框11和下方后框12的各自的上下肋之间，在抵接于中空部的状态下通过焊接、螺丝等连结。
就中间框体20而言，通过由中空截面形状构成的中间连结框23，将由铝合金的挤压材料等制作而成并具有中空截面部21g的中间前框21和中空截面形状的中间后框22之间连结。
中间连结框23被分割成多个棒材。
中间前框21从中空部21g的下面侧朝向前方(外侧)延伸有连结片部21h，在其前设置有前侧的立设部。
前侧的立设部(21a、21b)用于与后侧的立设部12d一起形成电池组件的搭载空间V，立设部可以形成于下方框体10侧和中间框体20中的任何一侧，或者也可以从两方形成并连结。
在本实施例中，例如从下方后框12一体地立设后侧的立设部12d，并使前侧的立设部(21a、21b)从中间框体20的中间前框21垂下。
例如，前侧的立设部大致由垂直的垂直部21a和朝向后方倾斜的倾斜部21b构成，将下端侧弯曲而形成连结部21c，经由设置于该连结部21c的安装孔21d与下方前框进行利用螺丝41、螺母51的螺合紧固。
例如，中间框体20的中间后框22经由螺母52的插入口22c以及安装孔22b，与形成于后侧的立设部12d的途中的连结片12f通过螺丝42和螺母52进行螺合紧固。
此外，如图4所示，也可以以使设置于中间后框122的连结部122a和设置于上方后框132的连结部132a重叠的方式螺合紧固于下方后框的立设部12d，该部分的连结构造没有限制。
将由中空截面形状构成的中间连结框23的两侧末端插入中间前框侧的上下凸缘部21j、21k和中间后框侧的上下凸缘部22d、22e之间，并通过焊接等连结。
以中间连结框23的下面部23a、上面部23b分别接触下凸缘部21k、上凸缘部21j的内侧并且端面抵接于中空部21g的方式被焊接接合。
另外，由于中间前框的中空部21g和前侧的立设部的倾斜部21b的上端部通过连结片部21h连接，因此，在上侧形成空间凹部21i。
如图3所示，该中间框体可以为被分割成中间前框121A、121B以及中间后框122A、122B等的多个框体。
上方框体30用于在与中间框体20之间形成上部空间部P。
通过中空截面板形状的上方连结框33，将由铝合金的挤压材料等制作而成并且由中空截面形状构成的上方前框31和由中空截面形状构成的上方后框32之间连结。
上方框体30具有作为盖部的功能。
从上方前框31的中空部31a的上面部31b朝向内侧后方形成有上凸缘部31e和下凸缘部31d，被设定成下凸缘部31d的凸缘长度比上凸缘部31e长。
此外，根据上方框的变形模式，如图4所示，也可以形成使上凸缘部131e比下凸缘部131d长的上方前框131。
就上方后框32而言，在中空部的上面部32d的内侧前方形成有上凸缘部32b和下凸缘部32a，被设定成下凸缘部32a的凸缘长度比上凸缘部32b长。
由中空截面板形状构成的上方连结框33的前后方向两侧的端部分别以上面部33b、下面部33a相接的方式插入上下凸缘部(31e、31d)、(32b、32a)之间，并通过焊接等连结。
上方前框31经由中空部的上面的作业孔以及设置于下面的安装孔31f，与设置于中间框体的中间前框21的安装片部21e的上端部21f进行利用螺丝43、螺母53的螺合紧固。
上方后框32以中空部的下面部32c载置于后侧的立设部12d的上端部12e的方式被连结。
接着，基于图1(b)，对外部负荷F引起的变形模式进行说明。
就下方框体10而言，下方前框11的中空部11a和下方后框12的中空部12a以在中空截面形状的下方连结框15的端面抵接的方式被连结。
就中间框体20而言，中间前框21的中空部21g和中间后框22的中空部以在中空截面形状的中间连结框23的端面抵接的方式被连结，同时，前侧立设部的倾斜部21b以及后侧立设部12d分别在下凸缘部21k、22e延长线上被连结。
就上方框体30而言，在上方前框31的中空部上部侧和上方后框32的中空部上部侧，通过由中空截面形状构成的上方连结框33连结，下凸缘部31d、32a的凸缘长度被设定成比上凸缘部31e、32b的凸缘长度长。
当从保护框构造体的后侧施加外部负荷F时，其冲击负荷传播至下方框体10、中间框体20以及上方框体30整体。
此时，作为电池组件的搭载空间V的变形模式，为以图1(a)示出的连结基部C1～C4为起点的变形。
形成于中间前框21的前侧的立设部由垂直部21a和倾斜部21b构成，与下方前框11的连结基部C1的位置相比于中间连结框23侧的连结基部C2位于前方，因此，成为该连结基部C2以向斜下方移动的方式变形且中间连结框23朝向上方变形的契机。
另外，中间连结框23的两端部在下凸缘部21k、22e侧与前立设部以及后侧立设部连结，在前侧形成空间凹部21i，因此，以中间连结框23的中央部进一步以向上方弯曲的方式向d1的方向变形。
由此，电池组件的搭载空间V得以维持、保护。
另外，在本实施方式中，在插入连结了上方框体30的上方连结框33的两侧端部的上下一对凸缘部中，将下凸缘部31d、32a的凸缘长度设定成比上凸缘部31e、32b的长度长，因此，易于朝向上方并向d2的方向变形，反之，相对于从上部朝向下方的负荷，由下凸缘部和两侧的上方前框31、上方后框32的中空部支承，因此，变形负荷变高。
由此，在将设备构件搭载于上部空间P内的情况下，这些部件也受到保护。
(产业上的可利用性)
本发明所涉及的保护框构造体能够用作搭载于车辆的各种构件的保护构造。

Claims (3)

1.一种保护框构造体，其为将下方框体、中间框体以及上方框体连结的保护框构造体，其特征在于，
由所述下方框体和位于该下方框体的上部的中间框体形成电池组件的搭载空间，
在所述中间框体和位于该中间框体的上部的上方框体之间形成上部空间，
当向保护框构造体输入外部负荷时，所述中间框体朝向上方变形。
2.根据权利要求1所述的保护框构造体，其特征在于，
所述下方框体具有下方前框和下方后框，所述下方前框和所述下方后框在车辆宽度方向上延伸并且在车辆前后方向上对向配置，通过下方连结框将所述下方前框和下方后框之间连结，
所述中间框体具有中间前框和中间后框，所述中间前框和所述中间后框在车辆宽度方向上延伸并且在车辆前后方向上对向配置，
所述中间前框和中间后框通过中间连结框连结，下方前框和中间前框经由设置于一方或者双方的框的前侧立设部而连结，
下方后框和中间后框经由设置于一方或者双方的框的后侧立设部而连结，
所述前侧立设部的从下方前框的立起基部的位置相比于所述中间前框侧的基部位于前方外侧。
3.根据权利要求2所述的保护框构造体，其特征在于，
所述中间前框具有上下一对凸缘部，
所述中间连结框的端部插入连结于所述上下一对凸缘部之间，
所述中间前框和前侧立设部的连结位置相比于所述上侧的凸缘部位于靠近下侧的凸缘部。
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