CN108791497B - 车辆前部结构 - Google Patents

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Abstract

一种车辆前部结构，包括：比电池收容部朝向车辆前侧设置的悬架构件，该悬架构件具有一对侧部轨道，该对侧部轨道之间布置有在车辆横向方向上的间隔并且该对侧部轨道在车辆纵向方向上延伸；和连接侧部轨道的后部与电池收容部的前部的连接构件，在该连接构件处形成有变形部，该变形部由于从车辆前侧至侧部轨道的碰撞载荷输入而变形，从而使得侧部轨道的后部相对于电池收容部的前部朝向车辆下侧移动，连接构件由延展性高于侧部轨道的构件形成。

Description

车辆前部结构
技术领域
本公开涉及一种车辆前部结构。
背景技术
作为在前方碰撞时用于进行冲击吸收的结构，存在已知的技术，其中冲击由于作为车身框架构件的侧部构件的变形或由于前悬架构件的旋转而被吸收。例如，在日本专利申请公开(JP-A)No.2012-45995中，在电动汽车中存在轴向地撞击侧部构件的结构，并且在前悬架构件处设置有诸如脆弱部或类似物的旋转促进结构。在此结构中，除了侧部构件的轴向撞击，在前方碰撞时的冲击吸收还由于促进前悬架构件对于来自前侧的载荷输入所引起的弯曲而进行。
然而，在JP-A No.2012-45995公开的结构中，悬架构件本身必须被弯曲，形成悬架构件本身的构件的延展性必须是高的，并且悬架构件设计中的自由度是低的。此外，JP-ANo.2012-45995中未公开电池的储存位置，并且对电池的冲击输入的缓和是不明确的。
发明内容
基于上文描述的情况，本公开的目的是提供一种车辆前部结构，对于来自车辆前侧的冲击，该车辆前部结构可以缓和对电池的冲击输入，同时确保悬架构件设计中的自由度。
第一方面是一种车辆前部结构，其包括：布置于车辆舱室的车辆下侧处的电池收容部，电池将被收容在所述电池收容部中；比电池收容部朝向车辆前侧设置的悬架构件，所述悬架构件具有一对侧部轨道，该对侧部轨道之间布置有在车辆横向方向上的间隔并且该对侧部轨道在车辆纵向方向上延伸；和连接侧部轨道的后部与电池收容部的前部的连接构件，在所述连接构件处形成有变形部，所述变形部由于从车辆前侧至侧部轨道的碰撞载荷输入而变形，使得侧部轨道的后部相对于电池收容部的前部朝向车辆下侧移动，所述连接构件通过延展性高于侧部轨道的构件形成。
在第一方面的车辆前部结构中，电池收容于车辆舱室地板的车辆下侧处。此外，悬架构件比收容电池的电池收容部朝向车辆前侧设置。悬架构件的该对侧部轨道的后部和电池收容部的前部通过连接构件连接，变形部形成于连接构件处。需注意，连接构件可以与侧部轨道一体形成，或可以分体形成。
变形部由于从车辆前侧至侧部轨道的碰撞载荷输入而变形，使得侧部轨道的后部相对于电池收容部的前部向下移动。即，当碰撞载荷从车辆前侧被输入至侧部轨道时，连接构件变形，并且侧部轨道的后部相对于电池收容部的前部向下移动。因此，对于来自车辆前侧的冲击，比连接构件朝向车辆前侧布置的悬架构件相对于电池收容部的前部向下移动。因此，悬架构件的后部相对于电池向下移动，同时对电池的冲击输入可以被缓和。
在输入过大载荷的情况下，延展性相对较低的侧部轨道容易断裂。然而，因为侧部轨道比连接构件朝向车辆前侧，所以与电池收容部的碰撞能够由于连接构件朝向车辆后侧和下侧的弯曲而被抑制。
此外，由于侧部轨道可以由延展性低于连接构件的构件形成，能够确保侧部轨道设计的自由度。
第二方面为车辆前部结构的第一方面。在第二方面中，连接构件具有连接至侧部轨道的后部并且朝向车辆后侧延伸的前侧连接部以及从前侧连接部的后端朝向车辆后侧和下侧弯曲的后侧连接部，并且变形部是形成于前侧连接部与后侧连接部之间的弯曲部。
在第二方面的车辆前部结构中，变形部由形成于连接至侧部轨道的后部并且朝向车辆后侧延伸的前侧连接部与从前侧连接部的后端朝向车辆后侧和下侧弯曲的后侧连接部之间的弯曲部构成。因此，通过简单的结构，对于来自车辆前侧的冲击，悬架构件的后部相对于电池收容部的前部向下移动，并且对电池的冲击输入可以被缓和。
第三方面为车辆前部结构的第一方面或第二方面。在第三方面中，侧部轨道通过铝压铸而制成。
这样，通过用铝压铸制造侧部轨道，可以容易地在模具中制造复杂的形状。此外，通过用铝压铸制造侧部轨道，可以使侧部轨道的延展性较低。
第四方面为车辆前部结构的第一至第三方面中的任一方面。在第四方面中，连接构件为铝挤出模制产品。
这样，通过使连接构件为铝挤出模制产品，可以使连接构件的延展性较高，并且对于来自车辆前侧的冲击，连接构件被稳定地弯曲，对电池的冲击输入可以被缓和。
此外，在输入过大载荷的情况下，侧部轨道容易断裂。然而，因为断裂的位置比连接构件朝向车辆前侧，所以悬架构件与电池收容部的碰撞能够由于连接构件朝向车辆后侧和下侧的弯曲而被抑制。
第五方面为车辆前部结构的第一至第四方面中的任一方面。在第五方面中，电池收容部具有围绕电池的侧表面的电池框架部，并且从车辆纵向方向上看，连接构件布置在与电池框架部重叠的位置处。
在第五方面的车辆前部结构中，从车辆纵向方向上看，连接构件布置在与电池框架部重叠的位置处。因此，来自车辆前侧的碰撞载荷被接收于电池框架部处，并且还可以通过电池框架部被向后传输。
第六方面是一种车辆前部结构，其包括：布置于车辆舱室的车辆下侧处的电池收容部，电池将被收容在所述电池收容部中；比电池收容部朝向车辆前侧设置的悬架构件，所述悬架构件具有一对侧部轨道，该对侧部轨道之间布置有在车辆横向方向上的间隔并且该对侧部轨道在车辆纵向方向上延伸；和连接侧部轨道的后部与电池收容部的前部的连接构件，所述连接构件具有连接至侧部轨道的后部并且朝向车辆后侧延伸的前侧连接部以及从前侧连接部的后端朝向车辆后侧和下侧弯曲的后侧连接部。
在第六方面的车辆前部结构中，电池收容于车辆舱室地板的车辆下侧处。此外，悬架构件比收容电池的电池收容部朝向车辆前侧设置。悬架构件的该对侧部轨道的后部和电池收容部的前部通过连接构件连接，连接构件具有前侧连接部和后侧连接部。需注意，连接构件可以与侧部轨道一体形成，或可以分体形成。
当碰撞载荷从车辆前侧被输入至侧部轨道时，连接构件的前侧连接部与后侧连接部之间的弯曲部变形，并且侧部轨道的后部相对于电池收容部的前部向下移动。因此，对于来自车辆前侧的冲击，比连接构件朝向车辆前侧布置的悬架构件相对于电池收容部的前部向下移动。因此，对电池的冲击输入可以被缓和，同时悬架构件的后部相对于电池向下移动。
第七方面为车辆前部结构的第六方面。在第七方面中，连接构件由延展性高于侧部轨道的构件形成。
在关于第七方面的车辆前部结构中，侧部轨道可以由延展性低于连接构件的构件形成。因此，可以维持侧部轨道设计的自由度。
依据关于本公开的车辆前部结构，对电池的冲击输入可以被缓和，同时确保悬架构件设计的自由度。
附图说明
图1为示出车辆的施加有本实施例的车辆前部结构的前侧的概观的侧视图。
图2为从本实施例的车辆前部结构的下侧观察的透视图。
图3为示出本实施例的车辆前部结构的仰视图。
图4为示出本实施例的车辆前部结构的侧视图。
图5为示出来自前侧的碰撞载荷被输入至本实施例的车辆前部结构的状态的侧视图。
图6为示出与本实施例的修改示例有关的车辆前部结构的侧视图。
具体实施方式
与本公开的实施例有关的车辆前部结构参照图1至图5进行描述。需注意，车辆竖向方向的上侧由箭头UP指示，车辆纵向方向的前侧由箭头FR指示，车辆横向方向由箭头W指示。此外，在下文的描述中，当使用纵向方向、竖向方向和左右方向时，它们指的是车辆纵向方向的纵向、车辆竖向方向的竖向以及当行进方向为向前时的左和右，除非另有指示。
首先描述施加有车辆前部结构10的车辆12。
如图1所示，车辆为电动汽车，并且具有车辆前部室12A和车辆舱室12B。车辆前部室12A布置在车辆前侧处，所述车辆前部室的内部收容有诸如电气部件、齿轮箱、辅助设备等等的各种构件。车辆舱室12B布置成与车辆前部室12A的后侧相邻。
作为车辆框架构件的前侧构件14布置在车辆前部室12A处。如图2和图3所示，前侧构件14是在车辆横向方向上的两个侧端部处沿着车辆纵向方向延伸的一对左和右车辆框架构件。
前加强件16被安装至前侧构件14的前端。前加强件16在车辆横向方向上延伸并连接该对前侧构件14的前端。前侧构件14的后端连接至后文描述的电池收容部40的电池前侧部48。
悬架构件20布置在前侧构件14的下侧处。悬架构件20具有一对侧部轨道22、前横向构件24和后横向构件26。如图4所示，该对侧部轨道22布置在前侧构件14的下侧处。该对侧部轨道22相应地布置成与前侧构件14分离并且在侧视图中看与前侧构件14大体上平行。如图3所示，相应的侧部轨道22呈温和地弯曲的形状，使得其在车辆纵向方向上的中间部分朝向车辆横向方向上的内侧凸起。
朝车辆横向方向的内侧突出的侧前端部22A形成于侧部轨道22的前端部处。朝车辆横向方向的内侧突出的侧后端部22B形成于侧部轨道22的后端部处。该对侧部轨道22的侧前端部22A在车辆横向方向上彼此面对，并且通过前横向构件24连接在一起。该对侧部轨道22的侧后端部22B在车辆横向方向上彼此面对，并且通过后横向构件26连接在一起。
此外，螺栓紧固部22C分别形成于侧部轨道22的前端部和后端部处。螺栓28从下侧被插入到螺栓紧固部22C中，并且被紧固至形成于前侧构件14处的螺栓紧固部14A。相应的侧部轨道22被螺栓28支撑于车辆纵向方向上的两个端部处，以便悬挂于前侧构件14。
侧部轨道22、侧前端部22A和侧后端部22B一体构成。在本实施例中，侧部轨道22、侧前端部22A和侧后端部22B使用铝作为主要材料通过铝压铸而制成。此外，前横向构件24和后横向构件26为通过挤出模制铝制成的铝挤出模制产品。
下侧构件30连接至该对侧部轨道22的相应前端部。下侧构件30从侧部轨道22的前端部朝向车辆前侧延伸。下加强件32安装至下侧构件30的前端。下加强件32在车辆横向方向上延伸，并且连接该对下侧构件30的前端。此外，下加强件32布置在前加强件16的正下方，以便在车辆竖向方向上与前加强件16重叠。
在车辆舱室12B的下侧处，一对下边梁(rocker)构件36布置在车辆横向方向上的两个外侧端处。下边梁构件36在车辆纵向方向上延伸。下边梁构件36具有闭合的横截面，并且构成一对左和右车辆框架构件。
电池收容部40设置在该对下边梁构件36之间。电池收容部40布置在车辆舱室12B的下侧处，并且具有底板42、电池框架部44、电池46和电池前侧部48。
底板42呈大体上长方形板的形状，并且从电池收容部40的下侧覆盖整个电池收容部。朝向前侧凸起的凸起部42A与底板42的前侧的中央部分一体成形。电池框架部44呈具有均一高度的框架的形状，并且沿着底板42的外边缘布置。凸起框架部44A形成于电池框架部44前侧的对应于凸起部42A的部分处。前凹部44B形成于前端部的在车辆横向方向上的两侧处，所述两侧将电池框架部44的凸起框架部44A夹在其间。电池46被收容于在电池框架部44的内侧处的底板42上。电池46的侧表面，即从底板42竖起的侧壁部被电池框架部44围绕。
电池前侧部48设置于前端的在车辆横向方向上的两侧处，所述两侧将电池框架部44的凸起框架部44A夹在其间。电池前侧部48具有从电池框架部44沿着底板42朝向前侧延伸的底部部分48A以及从底部部分48A的前端朝向前侧和上侧倾斜地延伸的倾斜部分48B。底部部分48A固定至底板42。安装有下文描述的连接构件50的倾斜表面48B1形成于倾斜部分48B的底表面处。沿着车辆竖向方向竖立并且面对前侧的前向表面48B2形成于倾斜部分48B的前端处。前侧构件14的后端固定至前向表面48B2。
悬架构件20的侧部轨道22和电池收容部40的电池前侧部48通过连接构件50连接。连接构件50具有前侧连接部52和后侧连接部54。连接构件50具有闭合的长方形横截面。
前侧连接部52的前端比螺栓28朝向后侧地固定至侧部轨道22的后端，并且前侧连接部52向后大体上平行于侧部轨道22延伸。作为示例，前侧连接部52可以通过电弧焊而固定至侧部轨道。从车辆纵向方向上看，前侧连接部52布置在与电池框架部44重叠的位置处。即，前侧连接部52布置于在车辆竖向方向和左右方向上与电池框架部44重叠的位置处。需注意，该重叠可以为部分重叠或完全重叠。此外，前侧连接部52布置成在车辆横向方向上比凸起框架部44A朝向外侧。
后侧连接部54从前侧连接部52的后端朝向车辆后侧和下侧弯曲，沿着倾斜表面48B1延伸，并且固定至电池前侧部48的倾斜表面48B1。作为示例，后侧连接部54可以通过螺栓B1固定至电池前侧部48的倾斜表面48B1。
连接构件50由可延展的构件形成，并且为通过挤出模制铝制成的铝挤出模制产品。连接构件50的延展性设置成比侧部轨道22的延展性大。连接构件50的在前侧连接部52与后侧连接部54之间的弯曲部为变形部56。
如图1和图3所示，非接触式充电器34布置在悬架构件20的下侧处。非接触式充电器34为用于与外部充电器一起以非接触方式对电池46进行充电的装置。非接触式充电器34在平面图中看为长方形的。非接触式充电器34的前端布置在前横向构件24与后横向构件26之间，后端布置在凸起框架部44A的前侧处。需注意，在除图1和图3外的其他附图中，非接触式充电器34的示出被省略。
下文描述本实施例的操作。
当车辆12与障碍物或类似物发生前方碰撞时，碰撞载荷从车辆前侧输入至前加强件16和下加强件32。碰撞载荷经由前加强件16传输至电池前侧部48。此外，碰撞载荷经由下加强件32、侧部轨道22和连接构件50传输至电池前侧部48。
如图5所示，前加强件16和下加强件32变形，由前方碰撞引起的碰撞能量被吸收。在碰撞能量不能完全被前加强件16和下加强件32的变形吸收的情况下，在前侧构件14处支撑侧部轨道22的后端部的螺栓28从螺栓紧固部14A脱离，并且连接构件50的前侧连接部52以变形部56为起始点向下移动。即，连接构件50的变形部56弯曲，并且前侧连接部52向下移动。此外，根据冲击载荷的大小，悬架构件20的侧部轨道22在断裂的同时被向后推。
由于连接构件50以这种方式变形，碰撞载荷被吸收，并且对位于连接构件后侧的电池46的冲击输入可以被缓和。此外，因为悬架构件20的后端部相对于电池收容部40向下移动，所以可以抑制悬架构件20和安装至悬架构件20的构件(例如，诸如齿轮箱或类似物)与电池的碰撞。
此外，在本实施例中，因为从车辆纵向方向上看连接构件50被布置在与电池框架部44重叠的位置处，所以来自车辆前侧的碰撞载荷可以经由电池前侧部48于电池框架部44处被接收。通过使电池框架部44也作为车辆框架构件起作用，来自车辆前侧的碰撞载荷被接收于电池框架部44处，并且可以通过电池框架部朝向后侧传输。
在本实施例中，因为悬架构件20的侧部轨道22为铝压铸部件，所以可以容易地在模具中模制复杂的形状。此外，如果侧部轨道22为铝压铸产品，则侧部轨道22容易由于碰撞载荷的输入而断裂。然而，因为侧部轨道22比连接构件50朝向车辆前侧布置，侧部轨道22与电池收容部40的碰撞可以由于侧部轨道22朝向连接构件50的后端部的下侧移动而被抑制。
需注意，在本实施例中，侧部轨道22为铝压铸产品，然而除此之外，侧部轨道22也可以形成为轻金属(铝、镁)铸造产品、或由碳纤维增强塑料(CFRP)形成、或形成为挤出钢板、或类似方式形成。此外，在本实施例中，尽管连接构件50为铝挤出模制产品，但是除此之外，连接构件50也可以为铝铸造产品或钢板或类似物。
此外，在本实施例中，连接构件50变形，使得侧部轨道22的后端部由于变形部56的变形而相对于电池收容部40的前部向下移动，所述变形部为前侧连接部52与后侧连接部54之间的弯曲部。然而，连接构件50也可以为其他形状。例如，如图6所示，成形为从侧部轨道22朝向后部直线地延伸的连接构件51可以被设置成连接构件，并且可以在这些连接构件51的后部的上侧形成缺口部51A。在这种情况下，可以使侧部轨道22的后端部以缺口部51A为起始点朝向下侧移动。这些缺口部51A及其周围为本发明的变形部。
此外，在本实施例中，连接构件50和侧部轨道22形成为单独的构件并且被电弧焊接到一起，然而连接构件50可以与侧部轨道22一体构成。在这种情况下，连接构件50和侧部轨道22由相同的材料一体模制，并且随后通过热处理或类似处理增加连接构件50的延展性。例如，在连接构件50和侧部轨道22通过铝铸造一体模制的情况下，对应于连接构件50的部分的延展性可以通过使对应于连接构件50的部分经受T6热处理或T7热处理而增加。此外，在连接构件50和侧部轨道22由钢板一体模制的情况下，对应于连接构件50的部分的延展性可以通过对其进行退火处理而增加。

Claims (6)

1.一种车辆前部结构，包括：
布置在车辆舱室(12B)的车辆(12)下侧处的电池收容部(40)，电池(46)将被收容在所述电池收容部中；
比所述电池收容部(40)朝向车辆前侧设置的悬架构件(20)，所述悬架构件具有一对侧部轨道(22)，该对侧部轨道之间布置有在车辆横向方向上的间隔并且该对侧部轨道在车辆纵向方向上延伸；和
连接所述侧部轨道(22)的后部与所述电池收容部(40)的前部的连接构件(50)，在所述连接构件处形成有变形部(56)，所述变形部由于从车辆(12)前侧至所述侧部轨道(22)的碰撞载荷输入而变形，使得所述侧部轨道(22)的后部相对于所述电池收容部(40)的前部朝向车辆下侧移动，所述连接构件(50)由延展性高于所述侧部轨道(22)的构件形成，
其中：
所述连接构件(50)具有连接至所述侧部轨道(22)的后部并且朝向车辆后侧延伸的前侧连接部(52)以及从所述前侧连接部(52)的后端朝向车辆后侧和下侧弯曲的后侧连接部(54)，并且
所述变形部(56)为形成于所述前侧连接部(52)与所述后侧连接部(54)之间的弯曲部。
2.根据权利要求1所述的车辆前部结构，其中，所述侧部轨道(22)通过铝压铸而制成。
3.根据权利要求1或2所述的车辆前部结构，其中，所述连接构件(50)为铝挤出模制产品。
4.根据权利要求1或2所述的车辆前部结构，其中：
所述电池收容部(40)具有围绕所述电池的侧表面的电池框架部(44)，并且
从车辆的纵向方向上看，所述连接构件(50)布置在与所述电池框架部重叠的位置处。
5.一种车辆前部结构，包括：
布置在车辆舱室(12B)的车辆(12)下侧处的电池收容部(40)，电池(46)将被收容在所述电池收容部中；
比所述电池收容部(40)朝向车辆前侧设置的悬架构件(20)，所述悬架构件具有一对侧部轨道(22)，该对侧部轨道之间布置有在车辆横向方向上的间隔并且该对侧部轨道在车辆纵向方向上延伸；和
连接所述侧部轨道(22)的后部与所述电池收容部(40)的前部的连接构件(50)，所述连接构件具有连接至所述侧部轨道(22)的后部并且朝向车辆(12)后侧延伸的前侧连接部(52)以及从所述前侧连接部(52)的后端朝向车辆(12)后侧和下侧弯曲的后侧连接部(54)，其中，通过使位于所述前侧连接部(52)与所述后侧连接部(54)之间的弯曲部(56)变形，所述侧部轨道(22)的后部相对于所述电池收容部(40)的前部向下移动。
6.根据权利要求5所述的车辆前部结构，其中，所述连接构件(50)由延展性高于所述侧部轨道的构件形成。
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