CN108819684A - 车辆前部结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆前部结构。车辆前部结构包括一对前纵梁，所述前纵梁分别被放置在车辆中的车室空间前方的车辆前部空间中的在车辆宽度方向上的右侧上和左侧上，以便在车辆前后方向上延伸。燃料电池单元被放置在车辆前部空间中由前纵梁划分的区域中。高电压部件被放置在前纵梁的上方，并且高电压部件的在车辆宽度方向上的内边缘部分从前纵梁的在车辆宽度方向上的内边缘部分在车辆宽度方向上向外放置。

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

设置有发动机的车辆通常被构造成使得发动机被放置在隔着前围板在车室前方的车辆前部中，并且在前围板前方的空间通常被称为发动机舱。配备有不使用化石燃料的对生态环境友好的燃料电池的车辆不使用发动机。鉴于此，可以设想将燃料电池单元和高电压部件(诸如逆变器)放置在通常被用作发动机舱的空间中。

例如，日本未审专利申请公报No.2014-83875(JP 2014-83875A)描述了在碰撞载荷输入到设置在车辆前部中的动力设备中时的保护结构。该动力设备被构造成使得包括转换器的高电压部件、诸如氢泵的氢供给装置以及驱动马达被放置在燃料电池单元周围。动力设备在每一侧均被诸如前围板和前纵梁的碰撞应对构件包围，并且被放置成与碰撞应对构件隔开一定间隔。由此，当碰撞载荷输入时，动力设备在所述间隔内移位。

发明内容

由于燃料电池单元和高电压部件处理高电压，所以有必要防止燃料电池单元和高电压部件在车辆受到冲击载荷时被燃料电池单元和高电压部件之间的干涉损坏。由于在车辆前部结构中的安装空间的限制等，可以从相对于冲击载荷具有足够刚性的构件在车辆宽度方向上向内放置处理高电压的元件。在该情形中，有必要防止在车辆宽度方向上向内放置的元件与其它元件之间的干涉，以便保护它们免受冲击载荷。在现有技术中，例如在JP2014-83875 A中，高电压部件等被放置在燃料电池单元的周围。因此，当车辆由于碰撞等受到冲击载荷时，在处理高电压的元件之间可能发生强烈的干涉。当在受到冲击载荷时在元件之间发生较强的干涉时，在一些情形中耐冲击性较低的元件有可能受到损坏。鉴于此，就放置有燃料电池单元和高电压部件的车辆前部结构而言，需要在车辆由于碰撞等受到冲击载荷时抑制燃料电池单元和高电压部件之间的干涉。

根据本公开的车辆前部结构包括一对前纵梁、燃料电池单元和高电压部件。所述前纵梁分别被放置在车辆中的车室空间前方的车辆前部空间中的在车辆宽度方向上的右侧上和左侧上，以便在车辆前后方向上延伸。所述燃料电池单元被放置在所述车辆前部空间中由所述前纵梁划分的区域中。所述高电压部件被放置在所述前纵梁中的对应一个前纵梁的上方。在顶视图中，所述高电压部件的在所述车辆宽度方向上的内边缘部分从所述前纵梁中的所述对应一个前纵梁的在所述车辆宽度方向上的内边缘部分在所述车辆宽度方向上向外放置。

车辆前部结构中的前纵梁是构成车身的构件，并且具有在车辆由于碰撞等受到冲击载荷时有效的刚性。在上述构造中，高电压部件从前纵梁的在车辆宽度方向上的内边缘部分在车辆宽度方向上向外放置。因此，即使燃料电池单元在车辆由于碰撞等受到冲击载荷时在车辆宽度方向上向外移动，高电压部件也由于前纵梁的刚性而得到保护。

根据本公开的车辆前部结构还可以包括前围板和悬架支撑罩。所述前围板可以在所述车辆中将所述车室空间与所述车辆前部空间分开。所述悬架支撑罩可以在所述车辆前部空间中与所述前纵梁中的所述对应一个前纵梁联接，以便在车辆上下方向上向上延伸。所述燃料电池单元可以被放置在所述车辆前部空间中由所述前围板和所述前纵梁划分的区域中。所述高电压部件可以在所述前围板和所述悬架支撑罩之间的区域中被放置在所述前纵梁中的所述对应一个前纵梁的上方。

前围板和悬架支撑罩是构成车身的构件，并且具有在车辆由于碰撞等受到冲击载荷时有效的刚性。在上述构造中，高电压部件被前纵梁、前围板和悬架支撑罩包围，因此它们的刚性能够抑制燃料电池单元和高电压部件之间的干涉。

根据本公开的车辆前部结构可以包括冲击吸收件，所述冲击吸收件被设置在所述燃料电池单元和所述高电压部件之间，所述冲击吸收件被附接到所述前纵梁中的所述对应一个前纵梁的在所述车辆宽度方向上的内侧表面。

在上述构造中，即使燃料电池单元在车辆由于碰撞等受到冲击载荷时在车辆宽度方向上向外移动，冲击吸收件也接收燃料电池单元，从而使得能够充分地抑制燃料电池单元和高电压部件之间的干涉。

根据本公开的车辆前部结构包括前围板、一对前纵梁、燃料电池单元、高电压部件和冲击吸收件。所述前围板在车辆中将车室空间与车辆前部空间分开。所述前纵梁分别被放置在所述车辆前部空间中的在车辆宽度方向上的右侧上和左侧上，以便在车辆前后方向上延伸。所述燃料电池单元被放置在所述车辆前部空间中由所述前围板和所述前纵梁划分的区域中。所述高电压部件被放置在所述前围板的在所述车辆前后方向上的前方，并且被放置在所述前纵梁中的对应一个前纵梁的上方。所述冲击吸收件被设置在所述燃料电池单元和所述高电压部件之间，并且所述冲击吸收件被附接到所述前纵梁中的所述对应一个前纵梁的在所述车辆宽度方向上的内侧表面。在顶视图中，所述燃料电池单元的在所述车辆宽度方向上的外边缘部分从所述冲击吸收件的在所述车辆宽度方向上的内边缘部分在所述车辆宽度方向上向内放置，并且所述高电压部件的在所述车辆宽度方向上的内边缘部分从所述冲击吸收件的在所述车辆宽度方向上的内边缘部分在所述车辆宽度方向上向外放置。

利用上述结构，即使高电压部件从前纵梁的在车辆宽度方向上的内边缘部分在车辆宽度方向上向内突出，冲击吸收件也在燃料电池单元单元在车辆宽度方向上向外移动时接收燃料电池单元。这增加了高电压部件在燃料电池单元和高电压部件之间的干涉方面的布置的自由度。

在根据本公开的车辆前部结构中，冲击吸收件可以具有通过如下方式获得的波纹形状：使板材弯曲，使得波谷面和波峰面沿着所述冲击吸收件的延伸方向交替布置。

在根据本公开的车辆前部结构中，可以满足P＝(L/n)和N≥(n+1)(n是整数)，其中L表示所述燃料电池单元的突出部分沿着所述车辆前后方向的长度，所述突出部分在所述车辆宽度方向上向外突出，所述冲击吸收件的所述波峰面和所述波谷面沿着所述延伸方向具有相同的长度，P表示(所述波峰面+所述波谷面)沿着所述延伸方向的重复间距，N表示所述波峰面的总数。所述冲击吸收件可以被放置在所述前纵梁中的所述对应一个前纵梁的在所述车辆宽度方向上的内侧表面上，使得所述延伸方向沿着所述车辆前后方向并且所述波峰面在所述车辆宽度方向上向内面向。

当在突出部分和冲击吸收件之间的关系满足P＝(L/n)和N≥(n+1)(n是整数)时，即便在燃料电池单元的突出部分与冲击吸收件之间的接触位置变化，在燃料电池单元的突出部分与冲击吸收件形成接触时波峰面的压扁部分的长度也是恒定的，从而接收突出部分的受压面积变得恒定。例如，在n＝1时，波峰面的总数N被设定为2或以上，以便满足L＝P。这里，N能够根据在燃料电池单元移动时燃料电池单元的位置的变化而增加。无论接触位置如何，均可获得稳定的冲击吸收。

利用如上构造的车辆前部结构，能够在车辆由于碰撞等受到冲击载荷时抑制燃料电池单元与高电压部件之间的干涉。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1是示出的燃料电池单元、高电压部件和冲击吸收件被放置在根据实施例的车辆前部结构中的状态的视图；

图2是图1的在车辆宽度方向上的右侧的鸟瞰图；

图3是图1的在车辆宽度方向上的右侧的顶视图；

图4是沿着图3中的IV-IV线截取的截面图；

图5是图1所示的部分A中的冲击吸收件的放大透视图；

图6是关于根据实施例的车辆前部结构的效果通过使用图4的建模视图示出在受到由于碰撞等导致的冲击载荷之前的初始状态的视图；

图7是示出了继图6之后燃料电池单元在受到由于碰撞等导致的冲击载荷时与冲击吸收件形成接触的状态的视图；

图8是示出了继图7之后燃料电池单元使冲击吸收件变形，使得由冲击导致的动能被吸收的状态的视图；

图9是示出了继图8之后具有减少的动能的燃料电池单元与高电压部件形成接触的状态的视图；

图10是示出了在根据实施例的车辆前部结构中，燃料电池单元的突出部分的长度L相对于冲击吸收件的波峰面和波谷面的长度(P/2)和波峰面的总数N的关系的视图；

图11是示出了在图10的尺寸关系中燃料电池单元的突出部分与两个波峰面形成接触的状态的视图；

图12是示出了在图10的尺寸关系中燃料电池单元的突出部分仅与两个波峰面中的一个波峰面形成接触的状态的视图；

图13是示出了在图10的尺寸关系中燃料电池单元的突出部分仅与两个波峰面中的另一个波峰面形成接触的状态的视图；并且

图14是示出了在图10中波峰面的总数N为三个的示例的视图。

具体实施方式

以下参照附图详细描述本公开的实施例。以下涉及一个高电压部件被设置成放置在燃料电池单元的在车辆宽度方向上的右侧上的情形，但是这是用于说明的示例。然而，一个高电压部件可以放置在燃料电池单元的在车辆宽度方向上的左侧上，并且在使用两个高电压部件的情形中，这两个高电压部件可以被放置在燃料电池单元的在车辆宽度方向上的左右两侧上。

下面将要描述的形状、材料等是用于描述的范例，并且能够根据车辆前部结构的规格等适当地改变。此外，在以下描述中，所有附图中的类似元件具有相同的附图标记，并且省略其重复描述。

图1是示出燃料电池车辆10的车辆前部结构12的透视图。在以下描述中，燃料电池车辆10被称为车辆10，除非另有说明。在以下附图中，适当地示出了车辆宽度方向、车辆前后方向和车辆上下方向。车辆前部结构12中的元件通常在车辆10的宽度方向上对称地放置。鉴于此，就宽度方向而言，通过使用在宽度方向上两侧对称的车辆10的中心轴线CL，从车辆的外侧朝向中心轴线CL侧的车辆内侧方向由IN表示，并且从中心轴线CL侧朝向车辆的外侧的车辆外侧方向由OUT表示。注意，就车辆宽度方向而言的车辆10的右侧和左侧被分别称为“车辆10的右侧”和“车辆10的左侧”。就车辆前后方向而言，由FR表示的方向是朝向车辆前侧的方向，而其相反方向是朝向车辆后侧的方向。就车辆的上下方向而言，由UP表示的方向是从路面朝向上侧的方向，并且其相反方向是朝向路面侧的方向。

图1示出了构成车身的构件以及车辆前部的外表部分，该外表部分包括灯附接部和保险杠附接部。在图1中，前围板14、前纵梁20、21以及悬架支撑罩30、31是构成车身的构件。构成车身的构件由具有高强度的材料(诸如高强度钢板)制成，使得它们的截面形状以矩形筒形状形成。这些构件相互联接。这里，术语“联接”表示两个构件通过使用从激光焊接、点焊以及使用螺栓和螺母的紧固中选择的一种或多种方式而彼此联接。这也适用于在下文中使用“联接”的情形。如此，构成车身的构件具有在车辆10由于碰撞等受到冲击载荷时有效的刚性。

在车辆前部结构12中，构成车身的构件关于中心轴线CL大致对称地放置。例如，在图1中，前纵梁20、21是在车辆前部结构12中关于中心轴线CL放置在右侧上和左侧上，以便在车辆10的前后方向延伸的一对构件。此外，悬架支撑罩30、31是支撑车辆10的前轮(未示出)并且覆盖悬架(未示出)的构件，所述悬架每个均包括用于吸收行驶期间的冲击的吸收件、压缩弹簧等。鉴于此，以下主要涉及设置在车辆10的右侧上的前纵梁20和悬架支撑罩30。

图2是图1中的车辆10的右侧的鸟瞰图。图3是图1中的车辆10的右侧的顶视图。图4是沿着图3中的线IV-IV截取的截面图。

前围板14是构成车室的车辆前壁的下部并且在车辆10中将车室空间16与车辆前部空间18分开的构件。在设置有发动机的车辆中，发动机被放置在车辆前部空间18中。然而，如图1所示，车辆10没有装备发动机，因此在车辆前部空间18中放置有燃料电池单元50、高电压部件70以及冲击吸收件80。

在车辆前部结构12中，前纵梁20是放置在两侧对称的中心轴线CL的右侧上以便在车辆10的前后方向上延伸的构件，并且具有大致矩形截面22的管状形状，如图4所示。在下面的描述中，前纵梁20被称为纵梁20，除非另有说明。

悬架支撑罩30是被构造成支撑车辆10的前轮并且具有覆盖悬架(未示出)的上壁部32的构件，如图2、3所示。悬架支撑罩30被放置在前围板14的FR侧上且在纵梁20的UP侧上，并且悬架支撑罩30的下端部34与纵梁20的顶表面26联接。

燃料电池单元50是通过使反应气体发生电化学反应而获得电力的电池。例如，获得燃料电池单元50以使得叠层有多个电池的叠层体被夹在一对端板之间并且被容纳在电池外壳52中，所述多个电池每个均通过将固态聚合物电解质膜夹在阳极和阴极之间而形成。在车辆前部空间18中，燃料电池单元50被放置在由前围板14和前纵梁20、21的相应的IN侧边缘部分24、25划分的区域19中(参见图4)。

电池外壳52与相对于由碰撞等引起的冲击载荷具有足够刚性的电池框架基板54联接。为了使电池外壳52与电池框架基板54联接，在电池外壳52的左右外壁部的底侧上的四个位置处设置有朝向OUT侧突出的壳侧安装部56。此外，在电池框架基板54的左右端部中的四个位置处设置有朝向OUT侧突出的基板侧安装部分58，以便对应于壳侧安装部分56。电池外壳52与电池框架基板54联接，使得彼此对应的壳侧安装部分56和基板侧安装部分58彼此对准并利用螺栓和螺母紧固。由此四个紧固部分被形成为从燃料电池单元50朝向OUT侧突出，使得它们在图3、图4中被示出为突出部分60、61、62、63。注意，突出部分63未在图3、图4中示出。

电池框架基板54通过四个紧固支脚部与放置在车辆前部结构12的底部中的子框架(未示出)联接。在图4中，其中的两个紧固支脚部64、65由双短划线表示。在电池框架基板54和子框架(未示出)之间的空间中放置诸如氢泵(未示出)的燃料电池附件。

突出部分60、61、62、63的沿着车辆上下方向的高度位置被设定为与纵梁20的沿着车辆上下方向的高度位置在大致相同的位置，如图4所示。因此，当燃料电池单元50向OUT侧移动时，突出部分60被具有刚性的纵梁20接收，由此使得能够保护放置在纵梁20的OUT侧上的构件。

高电压部件70是被构造成在其壳体中容纳DC/DC转换器、逆变器等的电力控制单元(PCU)，该DC/DC转换器被构造成将从燃料电池单元50输出的直流电力转换成具有预定电压的直流电力，该逆变器被构造成进行在直流电力和交流电力之间的电力转换。高电压部件70的壳体例如是由铝合金等支撑的壳体。高电压部件70经由电力缆线等(未示出)连接到燃料电池单元50和诸如旋转电机(未示出)的电气设备。

高电压部件70被放置在前围板14的前方，但是在悬架支撑罩30的后方，并且被放置在纵梁20的上方。措词“在纵梁20的上方”表示如图4所示纵梁20的隔着一定间隔的上侧，但是高电压部件70的底部经由多个支撑构件72与纵梁20的顶表面26联接。包括支撑构件72的高电压部件70的IN侧边缘部分74被放置在纵梁20的IN侧边缘部分24的OUT侧上。注意，如图4所示，托架76被设置成从高电压部件70的外壁表面悬伸，但是托架76的在车辆上下方向上的位置远高于支撑构件72与纵梁20联接的部分，并且与燃料电池单元50的OUT侧边缘隔开。

燃料电池单元50被放置在纵梁20的IN侧上，并且高电压部件70被放置在纵梁20的IN侧缘部分24的OUT侧上。在该布置关系中，当车辆10因碰撞等受到冲击载荷并且燃料电池单元50向OUT侧移动时，例如，突出部分60首先与纵梁20的IN侧边缘部分24形成接触。即使在此时，高电压部件70与燃料电池单元50之间的干涉也由于纵梁20的刚性而得到抑制。

另外，由于高电压部件70被放置在前围板14的前方且在悬架支撑罩30的后方，所以即使当车辆10由于碰撞等受到冲击载荷时也能够保护高电压部件70免受冲击。例如，因为高电压部件70被纵梁20、前围板14和悬架支撑罩30包围，所以即使燃料电池单元50向OUT侧移动，燃料电池单元50与高电压部件70之间的干涉也能够通过纵梁20、前围板14和悬架支撑罩30的刚性而得到抑制。

接下来将描述在图1中的部分A中示出的冲击吸收件80。冲击吸收件80是被放置在燃料电池单元50和高电压部件70之间并且用于在车辆10由于碰撞等受到冲击载荷时吸收冲击载荷的能量的间隔件。当车辆10因碰撞等受到冲击载荷并且燃料电池单元50向OUT侧移动时，燃料电池单元50靠近高电压部件70。鉴于此，冲击吸收件80被附接至纵梁20的IN侧侧表面28，以便在燃料电池单元50与高电压部件70形成接触之前吸收冲击能量。图5是冲击吸收件80的透视图。

冲击吸收件80是如下构件：该构件被形成为使得具有板厚t和宽度尺寸W的板材依次在与其延伸方向垂直的方向上弯曲以便以波纹形状形成波谷面82、竖直壁部83和波峰面84。波纹形状是凸起和凹陷沿着其延伸方向重复的形状。然而，为了吸收冲击的目的，凸起和凹陷不应像三角形那样具有尖锐点。也就是说，凸起和凹陷优选地具有一定面积的平坦表面，使得要被承受的接触压力被稳定。鉴于此，冲击吸收件80的波纹形状的截面是像常礼帽的截面那样的“帽子”形状。注意，由于纵梁20的IN侧侧表面28是具有一定程度的凸起和凹部的表面，所以具有波纹形状的冲击吸收件80还具有能够容易地附接冲击吸收件80的优点。

波谷面82和波峰面84是在延伸方向上平行的表面，但波谷面82或者波峰面84的总数比另外一个多一个。波谷面82的数量大于波峰面84的数量，并且波谷面82用作要被附接到纵梁20的附接表面。波峰面84的数量比波谷面82的数量少一个，并且波峰面84用作承受冲击载荷的受压表面。在波纹形状中，波峰面84和波谷面82的重复间距P等于{(波谷面82的沿着延伸方向的长度)+(波峰面84的沿着延伸方向的长度)}。在下面的描述中，间距P由“间距P＝(波峰面+波谷面)”表示，除非另有说明。

波谷面82是被附接到纵梁20的IN侧侧表面28的附接表面。附接不需要跟“联接”一样强，并且例如能够通过使用粘合剂来实现。在某些情形中可以使用点焊。

波峰面84是从波谷面82突出预定高度H的表面。波峰面84是将在燃料电池单元50向OUT侧移动并且与其形成接触时通过接收冲击能量(其燃料电池单元50的动能)而被压扁的受压表面。波峰面84据此吸收燃料电池单元50的动能。

波谷面82的面积与附接稳定性有关，并且波峰面84的面积与承受冲击的受压面积的大小有关。波谷面82的面积和波峰面84的面积可以不同，但是在本文中，波谷面82的面积和波峰面84的面积被设定成相同的面积，以便使(波谷面82的沿着延伸方向的长度)＝(波峰面84的沿着延伸方向的长度)＝(P/2)成立。当冲击吸收件80的宽度尺寸为W时，一个波峰面84的受压面积为{W×(P/2)}。这里，W可以被设定为与纵梁20的IN侧侧表面28的在车辆上下方向上的尺寸相同。

竖直壁部83是从波谷面82朝向波峰面84立起的壁表面，并且是在冲击吸收的情形中变形的部分。随着竖直壁部83的高度H更高，在吸收冲击时的吸收时间就变得更长，并且能量的吸收量也就表的更大。

波峰面84和相邻地设置在波峰面84之间的波谷面82有助于冲击吸收。沿着延伸方向比最外侧的波峰面84处于更外侧的设置在相对端部中的波谷面82主要用作附接表面。因此，可以粗略地确定相对端部中的波谷面82的沿着延伸方向的长度S1、S2。

稍后将结合突出部分60的尺寸描述优选作为冲击吸收件80的波峰面84的数量和间距P，突出部分60是在燃料电池单元50向OUT侧移动时首先与冲击吸收件80接触的部分。

作为冲击吸收件80，能够使用通过将适于吸收冲击的材料成形为如图5所例示的形状而获得的冲击吸收件。作为材料，使用具有适当的弹性而在受到冲击载荷时不会被压扁并且被构造成通过变形来吸收冲击能量的金属材料。作为金属材料，例如能够使用软铁。在一些情形中，可以使用具有适当的韧性的塑料材料。一个板材可以被成形，层压板可以被成形，或者多个成形板可以被层压。尺寸的示例给出如下。也就是说，在使用软铁作为材料的情形中，板厚t为从约1mm至几mm左右，(P/2)为大约几十mm，H为大约几十mm，并且此外，取决于纵梁20的尺寸，W为大约100mm至大约300mm。本文提到的值是用于说明的范例，并且能够根据针对碰撞安全等的车辆10的规格、燃料电池单元50的质量等而适当地改变。

冲击吸收体80以如下姿势附接到前纵梁20的IN侧侧表面28：布置波谷面82和波峰面84的冲击吸收体80的延伸方向沿着车辆前后方向，冲击吸收体80的宽度方向沿着车辆上下方向，并且波峰面84突出的冲击吸收体80的高度方向朝向IN侧。据此，表示冲击吸收件80的波峰面84的沿着车辆宽度方向的位置的IN侧边缘部分86放置成在IN侧上与侧构件20的IN侧边缘部分24相隔仅H。当燃料电池单元50在由于碰撞等接收到冲击载荷而向OUT侧移动时，与突出部分60与纵梁20的IN侧边缘部分24形成接触相比，燃料电池单元50中的放置在最OUT侧上的突出部分60更早地与冲击吸收体80的IN侧边缘部分86形成接触。

换句话说，当具有高度H的冲击吸收件80被设置在纵梁20的IN侧边缘部分24的侧表面28上时，作为燃料电池单元50的在车辆宽度方向上的外边缘部分的突出部分60被放置在冲击吸收件80的IN侧边缘部分86的IN侧上。高电压部件70的IN侧边缘部分74应当被放置在冲击吸收件80的IN侧边缘部分86的OUT侧上。在冲击吸收件80的IN侧边缘部分86与纵梁20的IN侧边缘部分24之间的沿着车辆宽度方向的尺寸差等于冲击吸收件80的高度H。通过使用冲击吸收件80，仅以高度H在高电压部件70的沿着车辆宽度方向的布置位置处形成裕度。即使在高电压部件70突出到纵梁20的IN侧边缘部分24的IN侧的情形中，如果高电压部件70在高度H内突出，冲击吸收件80也在燃料电池单元50向OUT侧移动时接收燃料电池单元50的突出部分60。这使得能够在燃料电池单元50和高电压部件70之间的干涉方面实现进一步的改进。

将参照图6至图9进一步详细描述如上构造的车辆前部结构12的效果。图6至图9是在使用通过对图1的顶视图建模而获得的建模视图的情况下示出燃料电池单元50的突出部分60与高电压部件70之间的干涉的视图。

图6是示出在由于碰撞等受到冲击载荷之前的初始状态的视图。燃料电池单元50的突出部分60与冲击吸收件80隔开。图7是示出继图6之后，燃料电池单元50受到冲击载荷并且获得动能E以便向OUT侧移动，使得突出部分60与冲击吸收件80形成接触的状态的视图。

图8是示出继图7之后，具有动能E的燃料电池单元50进一步向OUT侧移动以便部分地压扁冲击吸收件80的波峰面84的状态的视图。动能E被部分地转化成冲击吸收件80的变形能和热量，并且然后被吸收，使得燃料电池单元50具有以吸收量减少的动能E'。

图9是示出继图8之后，具有如此减少的动能E'的燃料电池单元50进一步向OUT侧移动并且完全压扁冲击吸收件80的波峰面84以便大约隔着冲击吸收件80的板厚度t与纵梁20的IN侧侧表面28形成接触的状态的视图。动能E'被部分地转化成冲击吸收件80的变形能和热量，并且其余的动能E'通过纵梁20的刚性承受从而被吸收。据此，燃料电池单元50失去动能并且停止。

这样，燃料电池单元50仅对纵梁20施加比动能E'小的冲击，使得对放置在纵梁20的IN侧边缘部分24的OUT侧上的高电压部件70的冲击是小的。此外，即使在高电压部件70的IN侧边缘部分74向IN侧突出的情形中，如果IN侧边缘部分74被放置在冲击吸收件80的波峰面84的边缘的OUT侧上，则冲击吸收件80的冲击吸收动作仍然起作用，使得高电压部件70受到的冲击减小。因此，当设置有冲击吸收件80时，能够在燃料电池单元50与高电压部件70直接形成接触之前吸收燃料电池单元50的动能，因此使得能够减小由于燃料电池单元50和高电压部件70之间的干涉而引起的冲击。

接下来将参照图10至图13描述冲击吸收件80的尺寸与突出部分60的尺寸之间的关系。图10至图13是使用与图6中的冲击吸收件80和突出部分60的尺寸有关的部分被提取并且被建模以便示出当燃料电池单元50向OUT侧移动时突出部分60在车辆前后方向上的不同位置处与冲击吸收件80形成接触的相应状态的视图的视图。以下描述在冲击吸收件80中的波峰面84的总数N被设定成N＝2(在波纹形状的情况下2是最小的)并且突出部分60的沿着车辆前后方向的尺寸被假定为L时，即使突出部分60与冲击吸收件80形成接触的位置变化也实现相同的受压面积的条件。

图10对应于图6的状态，并且示出燃料电池单元50向OUT侧移动但尚未与冲击吸收件80形成接触的状态。冲击吸收件80在其延伸方向沿着车辆前后方向并且波峰面84面向IN侧的情况下被放置在纵梁20的IN侧侧表面28上。这里，燃料电池单元50由于碰撞等受到冲击载荷并且带着动能E朝向冲击吸收件80向OUT侧移动。

图11对应于图8的状态，并且示出燃料电池单元50的突出部分60已经压扁了冲击吸收件80的一部分的状态。这里，突出部分60与两个波峰面84形成接触，使得冲击吸收件80变形成两个波峰面84被部分地压扁的冲击吸收件81。在FR侧上的波峰面84的部分(所述部分接收突出部分60)的长度被假定为a，并且另一个波峰面84的部分(所述部分接收突出部分60)的长度被假定为b。这里，a、b是沿着延伸方向测量的长度。因此，冲击吸收件80以(a+b)乘以宽度尺寸W而得到的受压面积来接收突出部分60。当冲击吸收件80变形成冲击吸收件81时，燃料电池单元50的动能从E减少至E'。即，冲击吸收件80以受压面积＝W×(a+b)来接收突出部分60，并且吸收动能ΔE＝E-E'。

与图11不同，图12和图13是各自示出燃料电池单元50的突出部分60与冲击吸收件80之间的接触位置从图11的状态偏离，使得波峰面84中的仅一个波峰面被压扁的状态的视图。在图12中，燃料电池单元50向OUT侧的移动位置从图11的状态在车辆前后方向上向后侧偏离，使得冲击吸收件80变形成在车辆前后方向上的后侧上的波峰面84被部分地压扁的冲击吸收件85。在图13中，燃料电池单元50向OUT侧的移动位置从图11的状态向FR侧偏离，使得冲击吸收件80变形成FR侧上的波峰面84被部分地压扁的冲击吸收件87。如图12、图13所示，在任一情形中，冲击吸收件80都仅通过一个波峰面84接收突出部分60，因此受压面积为波峰面84的沿着延伸方向的长度(P/2)乘以宽度尺寸W所获得的W×(P/2)。

为了在图11、图12、图13的任一情形中实现相同的受压面积，图11中的受压面积＝W×(a+b)应当被设定成与图12、图13中的受压面积＝W×(P/2)相同。因此，在满足(a+b)＝(P/2)的情形中，即使在突出部分60与冲击吸收件80之间的接触位置改变，也获得相同的受压面积，由此使得能够将燃料电池单元50的动能从E减小至E'。

如图11所示，突出部分60的长度L为{a+(P/2)+b}，因此在施加(a+b)＝(P/2)的条件下，L＝P成立。即，当波峰面84的沿着冲击吸收件80的延伸方向的长度被设定成与波谷面82的长度相同的(P/2)，并且沿着延伸方向的(波峰面84+波谷面82)的重复间距被假定为P时，P应当被设定成与突出部分60的沿着车辆前后方向的长度L相同。即，在L＝P成立的情形中，即使突出部分60与冲击吸收件80的任何部分接触，也能够使接收突出部分60的冲击吸收件80的受压面积相同。据此，即使当燃料电池单元50的行为在车辆10由于碰撞等受到冲击载荷时变化时，也能够改进冲击吸收量的稳健性，从而获得稳定的冲击吸收效果。

在图10至图13中，突出部分60最多由两个波峰面84接收，但是突出部分60也可以最多由三个波峰面84接收。图14是与图10对应的视图，并且示出了冲击吸收件80中的波峰面84的总数N为三个并且突出部分60最多由三个波峰面84接收的示例。参考图14和图10，并且进一步考虑图11至图13，当突出部分60的长度L满足L＝2P时，即使突出部分60与冲击吸收件80之间的接触位置变化，也实现冲击吸收件80的接收突出部分60的相同受压面积。

以上说明涉及当冲击吸收件80中的波峰面84的总数N为两个时成立L＝P的示例以及当冲击吸收件80中的波峰面84的总数N为三个时成立L＝2P的示例。以上说明被如下概括。也就是说，当n是整数，L＝nP成立，并且波峰面84的总数N满足N＝(n+1)时，即使在突出部分60与冲击吸收件80之间的接触位置发生变化，也能够获得冲击吸收件80的接收突出部分60的相同受压面积。

注意，如图14中的双短划线所示，能够增加波峰面84的数量和波谷面82的数量，以便使冲击吸收件80的沿着延伸方向的总体长度增加，只要L＝2P的条件满足即可。当这被一般化时，波峰面84的总数N应当是N≥(n+1)。

因此，冲击吸收件80可以被构造成使得波峰面84的沿着延伸方向的长度被设定成与波谷面82的长度相同，并且满足P＝(L/n)和N≥(n+1)，其中，P表示沿着延伸方向的(波峰面84+波谷面82)的重复间距，并且N表示波峰面84的总数。因此，在车辆10受到冲击载荷并且燃料电池单元50向OUT侧移动时，燃料电池单元50的沿着车辆前后方向的移动范围被宽泛地被覆盖，并且能够使冲击吸收件80的接收突出部分60的受压面积恒定，从而使得能够获得稳定的冲击吸收效果。

如上构造的车辆前部结构12包括前纵梁20、21，所述前纵梁20、21分别被放置在车辆10中的车室空间16前方的车辆前部空间18中的在车辆宽度方向上的右侧上和左侧上，以便在车辆前后方向上延伸。此外，车辆前部结构12包括燃料电池单元50，该燃料电池单元50放置在车辆前部空间18中由前纵梁20、21划分的区域19中。此外，车辆前部结构12包括被放置在前纵梁20的上方的高电压部件70。在顶视图中，高电压部件70的在车辆宽度方向上的内边缘部分从前纵梁20的在车辆宽度方向上的内边缘部分在车辆宽度方向上向外放置。

车辆前部结构12中的前纵梁20、21是构成车身的构件，并且具有在车辆10由于碰撞等受到冲击载荷时有效的刚性。在上述构造中，燃料电池单元50从前纵梁20、21在车辆宽度方向上向内放置，并且高电压部件70从前纵梁20的在车辆宽度方向的内边缘部分在车辆宽度方向上向外放置。由此，即使在车辆10由于碰撞等受到冲击载荷时燃料电池单元50在车辆宽度方向上向外移动，高电压部件70与燃料电池单元50之间的干涉也由于前纵梁20的刚性而得到抑制。

Claims (7)

1.一种车辆前部结构，包括：

一对前纵梁，所述前纵梁分别被放置在车辆中的车室空间前方的车辆前部空间中的在车辆宽度方向上的右侧上和左侧上，以便在车辆前后方向上延伸；

燃料电池单元，所述燃料电池单元被放置在所述车辆前部空间中由所述前纵梁划分的区域中；和

高电压部件，所述高电压部件被放置在所述前纵梁中的对应一个前纵梁的上方，其中，在顶视图中，所述高电压部件的在所述车辆宽度方向上的内边缘部分从所述前纵梁中的所述对应一个前纵梁的在所述车辆宽度方向上的内边缘部分在所述车辆宽度方向上向外放置。

2.根据权利要求1所述的车辆前部结构，还包括：

前围板，所述前围板在所述车辆中将所述车室空间与所述车辆前部空间分开；和

悬架支撑罩，所述悬架支撑罩在所述车辆前部空间中与所述前纵梁中的所述对应一个前纵梁联接，所述悬架支撑罩在车辆上下方向上向上延伸，其中：

所述燃料电池单元被放置在所述车辆前部空间中由所述前围板和所述前纵梁划分的区域中；并且

所述高电压部件在所述前围板和所述悬架支撑罩之间的区域中被放置在所述前纵梁中的所述对应一个前纵梁的上方。

3.根据权利要求1或2所述的车辆前部结构，还包括冲击吸收件，所述冲击吸收件被设置在所述燃料电池单元和所述高电压部件之间，所述冲击吸收件被附接到所述前纵梁中的所述对应一个前纵梁的在所述车辆宽度方向上的内侧表面。

4.根据权利要求3所述的车辆前部结构，其中，所述冲击吸收件具有通过如下方式获得的波纹形状：使板材弯曲，使得波谷面和波峰面沿着所述冲击吸收件的延伸方向交替布置。

5.一种车辆前部结构，包括：

前围板，所述前围板在车辆中将车室空间与车辆前部空间分开；

一对前纵梁，所述前纵梁分别被放置在所述车辆前部空间中的在车辆宽度方向上的右侧上和左侧上，以便在车辆前后方向上延伸；

燃料电池单元，所述燃料电池单元被放置在所述车辆前部空间中由所述前围板和所述前纵梁划分的区域中；

高电压部件，所述高电压部件被放置在所述前围板的在所述车辆前后方向上的前方，并且被放置在所述前纵梁中的对应一个前纵梁的上方；和

冲击吸收件，所述冲击吸收件被设置在所述燃料电池单元和所述高电压部件之间，所述冲击吸收件被附接到所述前纵梁中的所述对应一个前纵梁的在所述车辆宽度方向上的内侧表面，其中：

在顶视图中，所述燃料电池单元的在所述车辆宽度方向上的外边缘部分从所述冲击吸收件的在所述车辆宽度方向上的内边缘部分在所述车辆宽度方向上向内放置；并且

所述高电压部件的在所述车辆宽度方向上的内边缘部分从所述冲击吸收件的在所述车辆宽度方向上的内边缘部分在所述车辆宽度方向上向外放置。

6.根据权利要求5所述的车辆前部结构，其中，所述冲击吸收件具有通过如下方式获得的波纹形状：使板材弯曲，使得波谷面和波峰面沿着所述冲击吸收件的延伸方向交替布置。

7.根据权利要求6所述的车辆前部结构，其中：

满足P＝(L/n)和N≥(n+1)(n是整数)，其中

L表示所述燃料电池单元的突出部分沿着所述车辆前后方向的长度，所述突出部分在所述车辆宽度方向上向外突出，

所述冲击吸收件的所述波峰面和所述波谷面沿着所述延伸方向具有相同的长度，

P表示(所述波峰面+所述波谷面)沿着所述延伸方向的重复间距，并且

N表示所述波峰面的总数；并且

所述冲击吸收件被放置在所述前纵梁中的所述对应一个前纵梁的在所述车辆宽度方向上的内侧表面上，使得所述延伸方向沿着所述车辆前后方向并且所述波峰面在所述车辆宽度方向上向内面向。