CN109131592A - 车身下部结构 - Google Patents

Abstract

一种车身下部结构，包括电池组和一对车门槛。所述电池组安装在车辆的地板面板的车辆下侧处。所述一对车门槛分别布置在地板面板的在车辆宽度方向上的两个外侧处。车门槛中的每个沿着车辆前后方向延伸并且在沿着所述车辆宽度方向剖切时的截面是闭合的。在每个车门槛内部，冲击吸收部分布置于在车辆侧视图中与所述电池组重叠的位置处，以便沿着车辆宽度方向横跨在所述车门槛的外壁和内壁之间，并且接合部分设置在所述冲击吸收部分处，将所述电池组接合至所述车门槛。

Description

车身下部结构

技术领域

本公开涉及一种车身下部结构。

背景技术

日本专利申请公开(JP-A)第H07-117730号公开了用于电动汽车的地板结构的技术，其中纵梁设置在地板面板的在车辆宽度方向上的两个侧部的下表面处，门槛(以下称为“车门槛”)设置在地板面板的侧缘处，并且所述车门槛和所述纵梁通过外伸支架而联接在一起。

在JP-A第H07-117730号中，构成安装有多个电池的电池框架(以下称为“电池组”)的一部分的侧框架附接至所述纵梁的下侧。支撑构件设置在位于每个侧框架的车辆宽度方向内侧的内壁处，并且在所述纵梁的内表面侧处延伸，并且面向所述电池组中的相邻电池的外表面。

因此，在JP-A第H07-117730号的技术中，当在涉及到对车辆的侧面冲击的碰撞中(以下称为“在车辆侧面冲击碰撞中”)，冲击载荷输入到车门槛中的一个中时，冲击载荷通过外伸支架和纵梁而从设置在侧框架处的支撑构件传递到电池组。此外，由此获得来自电池组的反作用力，外伸支架和车门槛被有效地压溃和变形，从而吸收冲击能量。

然而，如上所述，在JP-A第H07-117730号的技术中，冲击能量通过使车门槛和外伸支架压溃和变形而被吸收。也就是，为了吸收冲击能量，需要用于安装外伸支架以及用于安装车门槛的空间(行程)。在由于电池组尺寸增加而不能确保安装外伸支架的空间的情况下，不能确保用于吸收冲击能量的行程，并且可能发生冲击能量未被充分吸收。

发明内容

本公开提供一种车身下部结构，其能够在吸收冲击能量的行程短时确保冲击能量吸收程度。

根据本公开的第一方案的车身下部结构包括电池组和一对车门槛。所述电池组安装在车辆的地板面板的车辆下侧处。所述一对车门槛分别布置在所述地板面板的在车辆宽度方向上的两个外侧处。每个车门槛沿着车辆前后方向延伸并且在沿着所述车辆宽度方向剖切时的截面是闭合的。在每个车门槛内部，冲击吸收部分布置于在车辆侧视图中与所述电池组重叠的位置处以便沿着车辆宽度方向横跨在车门槛的外壁和内壁之间，并且接合部分设置在所述冲击吸收部分处，将电池组接合至车门槛。

在所述第一方案中，所述电池组安装在车辆的地板面板的车辆下侧处，并且所述一对车门槛分别布置在所述地板面板的两个车辆宽度方向外侧处。所述车门槛各自沿着车辆前后方向延伸，并且每个车门槛的在沿着所述车辆宽度方向剖切时的截面是闭合的。

在每个车门槛的内部，冲击吸收部分在车辆侧视图中与电池组重叠的位置处沿着车辆宽度方向横跨在车门槛的外壁和内壁之间。以这种方式，通过在每个车门槛内设置冲击吸收部分以便横跨在外壁和内壁之间来确保载荷传递路径。接合部分设置在冲击吸收部分处以将电池组接合至车门槛。也就是，由于接合部分设置在每个车门槛的载荷传递路径上，在车辆侧面冲击碰撞中输入到车门槛的冲击载荷通过冲击吸收部分和接合部分立即传递至电池组。

然而，在车门槛和电池组之间设有间隙的情况下，当输入到车门槛的冲击载荷没有传递到电池组时，产生空行程时间。由于在空行程时间内不能从电池组获得反作用力，所以车门槛会朝向车辆宽度方向内侧弹性变形(经受弯曲变形)，使得冲击能量不能被车门槛充分吸收。

与此相反，在所述第一方案中，所述接合部分设置在所述冲击吸收部分处以将所述电池组连接到所述车门槛。因此，即使在车门槛和电池组之间设置间隙的情况下，载荷传递路径仍然通过接合部分得以确保。因此，在车辆侧面冲击碰撞中输入到车门槛的冲击载荷能够通过冲击吸收部分和接合部分立即传递到电池组。这使车门槛能够立即获得来自电池组的反作用力。

因此，在所述第一方案中，能够抑制车门槛朝向车辆宽度方向内侧的弯曲变形。也就是，能够抑制车门槛移开，使车门槛能够可靠地塑性变形，并且确保冲击能量吸收的程度。“接合”包括通过用螺栓或铆钉紧固以及焊接等进行接合。

本公开的第二方案是所述第一方案的车身下部结构，其中所述冲击吸收部分设置在每个车门槛的下部处，所述电池组包括箱形电池壳体，并且接合凸缘设置在电池壳体处。所述接合凸缘从所述电池壳体的底板朝向车辆宽度方向外侧伸出并且接合至车门槛的下壁。

在所述第二方案中，所述冲击吸收部分设置在每个车门槛的下部处，并且所述电池组包括箱形电池壳体。在所述电池壳体中，所述接合凸缘从所述电池壳体的底板朝向车辆宽度方向外侧伸出，并且所述接合凸缘接合至所述车门槛的下壁。

也就是，由于电池壳体构成箱形并且接合凸缘从电池壳体的底板伸出并且接合至车门槛的下壁，因此构成车门槛在车辆宽度方向上的外侧的外壁、构成车门槛在车辆宽度方向上的内侧的内壁和电池壳体的周壁分别布置成沿着车辆宽度方向相对。因此，当车门槛在车辆侧面冲击碰撞中在车辆宽度方向上塑性变形时，即使车门槛在车辆竖直方向稍微移位，也确保了将载荷从车门槛传递到电池组的载荷传递路径。

本公开的第三方案是所述第二方案的车身下部结构，其中横向构件设置在所述电池壳体处，以便在车辆侧视图中在与冲击吸收部分重叠的位置处横跨在沿着车辆宽度方向彼此面对的一对周壁之间。

在所述第三方案中，在电池壳体内部，所述横向构件横跨在沿着车辆宽度方向彼此面对的电池壳体的一对周壁之间，并且所述横向构件设置于在车辆侧视图中与设置在车门槛处的冲击吸收部分重叠的位置处。

由于以这种方式将横向构件设置到电池壳体以便横跨在一对侧壁之间，所以能够提高电池壳体自身的刚性。而且，电池壳体内部的横向构件设置于在车辆侧视图中与车门槛的冲击吸收部分重叠的位置处。因此，当在车辆侧面冲击碰撞中向车门槛输入冲击载荷时，与在电池壳体内部不设置横向构件的情况相比，能够获得更高的反作用力。这由此使冲击吸收部分能够以有效的方式塑性变形。

如上面所说明的，根据所述第一方案的车身下部结构使得即使当吸收冲击能量的行程很短时也能够确保冲击能量吸收的程度。

所述第二方案使得能够确保用于从车门槛到电池组的传递的载荷传递路径。

所述第三方案使冲击吸收部分能够以有效的方式塑性变形。

附图说明

将基于以下附图详细描述本公开的示例性实施例，其中：

图1是示出根据示例性实施例的车身下部结构的构造的分解立体图；

图2是示出根据示例性实施例的车身下部结构的相关部分的平面图；

图3是放大示出沿图2中的线3-3剖切的平面的放大剖视图；

图4A是为了说明根据示例性实施例的车身下部结构的操作而示出车辆侧面冲击碰撞时的状态的剖视图；

图4B是为了说明根据示例性实施例的车身下部结构的操作而示出车辆侧面冲击碰撞时的状态的剖视图；

图5A是为了说明比较例的操作而示出车辆侧面冲击碰撞时的状态的剖视图；以及

图5B是为了说明比较例的操作而示出车辆侧面冲击碰撞时的状态的剖视图。

具体实施方式

以下参照附图对应用了根据本公开的示例性实施例的车身下部结构的电动汽车的车身10进行说明。注意，在每个附图中，箭头“前”(FR)、箭头“上”(UP)、箭头“左”(LH)和箭头“右”(RH)分别指示车辆的前方向(行进方向)、上方向、左方向和右方向。在以下的说明中，除非特别说明，否则单单提及前后方向、左右方向以及上下方向指的是车辆前后方向上的前后、车辆左右方向(车辆宽度方向)上的左右以及在车辆竖直方向上的上下。为了简明起见，在附图中可以省略一些附图标记。

车身下部结构的构造

首先，说明根据本示例性实施例的车身下部结构的构造。

如图2所示，在根据本示例性实施例的车身10中，构成车厢12的地板部分的地板面板14沿着车辆宽度方向和车辆前后方向延伸。沿着地板面板14的车辆前后方向间歇地设置有突出的突条部(bead portion)16。突出的突条部16在平面图中各自具有大致矩形的轮廓。多个突条部16沿着车辆宽度方向排列。通过形成突条部16，地板面板14自身的刚性提高。

车门槛18、20分别沿着车辆前后方向在地板面板14的两个车辆宽度方向外侧中的一个上延伸。而且，前横向构件22在地板面板14的前端部14A处沿着车辆宽度方向延伸，并且后横向构件24在地板面板14的后端部14B处沿着车辆宽度方向延伸。

联接构件26、28联接到前横向构件22的端部22A、22B，并且前横向构件22通过联接构件26、28联接到相应车门槛18、20的前端部18A、20A。此外，联接构件30、32联接到后横向构件24的端部24A、24B，并且后横向构件24通过联接构件30、32联接到相应车门槛18、20的后端部18B、20B。

注意的是，联接构件26、28、30和32并非总是必需的，并且显然前横向构件22和后横向构件24可以形成为使得前横向构件22的两个端部22A、22B和后横向构件24的两个端部24A、24B直接联接到相应的车门槛18、20。

在地板面板14上方以及前横向构件22和后横向构件24之间，存在在车辆宽度方向上横跨在车门槛18和车门槛20之间的多个地板横向构件34、36、38。注意的是，地板横向构件34、36、38分别布置于在车辆前后方向上彼此相邻布置的成对突条部16之间。

如图1和图3所示，用于向诸如电机的动力单元供应电力的电池组40被安装在地板面板14下方。电池组40形成为扁平的、基本上立方形的并且安装在车厢12的大致整个地板的下方。电池组40布置在左右一对车门槛18、20之间以及前横向构件22和后横向构件24之间。注意的是，车门槛18、20、前横向构件22和后横向构件24全部构成车身10的骨架。

首先，接下来说明关于车门槛18、20的构造，随后说明关于电池组40的构造，然后说明关于接合部分47的构造，这是本示例性实施例的相关部分。

车门槛的构造

如上所述，车门槛18、20分别在地板面板14的两个车辆宽度方向端部中的一个处沿着车辆前后方向延伸。注意的是，车门槛18具有与车门槛20大致相同的构造，所以关于车门槛18的说明将被省略。

如图3所示，在本示例性实施例中，车门槛20构造成包括位于车辆宽度方向外侧的外部部分44和位于车辆宽度方向内侧的内部部分45。车门槛20例如由诸如铝合金的金属形成，外部部分44和内部部分45通过挤压、拉拔等一体地形成。闭合截面部48由外部部分44和内部部分45形成。

沿着车辆宽度方向剖切的外部部分44的截面轮廓构造为包括外壁44A、倾斜上壁44B和下壁44C。外壁44A沿着竖直方向形成。倾斜上壁44B设置在外壁44A的上侧，并随着朝向车辆宽度方向内侧延伸而朝向上侧倾斜。下壁44C设置在外壁44A的下侧处并且形成为沿着大致水平方向朝向车辆宽度方向内侧延伸。

内部部分45的沿着车辆宽度方向剖切的截面轮廓由内壁46构成，内壁46包括沿着竖直方向形成的上内壁50和下内壁52。上内壁50形成在内部部分45的上部处。下内壁52形成在内部部分45的下部处。下内壁52位于比上内壁50更靠车辆宽度方向内侧的位置。在下内壁52和上内壁50之间设置有大致沿着水平方向形成的横壁45A。

横壁45A将下内壁52和上内壁50连接在一起，使得内部部分45的内壁46形成为曲柄形状。而且，横壁45A一直延伸到外部部分44的外壁44A。构成车门槛20的内部的闭合截面部48被横壁45A分隔成上部空间54和下部空间56。

倾斜上壁46B设置在上内壁50的上方，并且随着朝向车辆宽度方向外侧延伸而向上倾斜。倾斜上壁46B形成为以便连接到外部部分44的倾斜上壁44B。凸缘60从顶部58向上延伸，内部部分45的倾斜上壁46B和外部部分44的倾斜上壁44B在顶部58处连接在一起。注意的是，未图示的支柱的下端部接合至凸缘60。作为接合部分的一部分的下壁46C设置在下内壁52的下侧处，并且形成为朝向车辆宽度方向外侧大致沿着水平方向延伸。下壁46C形成为以便连接到外部部分44的下壁44C。

如上所述，闭合截面部48形成在车门槛20的内部，并且闭合截面部48被分隔成上部空间54和下部空间56。另外，梯形的冲击吸收部分62设置在下部空间56中。冲击吸收部分62在车辆侧视图中在与电池组40重叠的位置处横跨在车门槛20的外部部分44中的外壁44A和内部部分45中的内壁46之间。

冲击吸收部分62构造成包括上壁62A和下壁62B。上壁62A构成冲击吸收部分62的上部，并且在外部部分44的外壁44A与内部部分45的内壁46之间沿着大致水平方向形成。下壁62B构成冲击吸收部分62的下部，并且形成为大致平行于上壁62A延伸。注意的是，下壁62B由作为外部部分44的一部分的下壁62B和作为内部部分45的一部分的下壁62B构成。

在竖直方向上横跨在上壁62A和下壁62B之间的多个(在本例中为三个)联接壁62C、62D、62E沿着车辆宽度方向以均匀间隔布置。冲击吸收部分62因此设置有小空间64、66、68、70。

电池组的构造

如图1和图3所示，电池组40包括电池壳体42和多个电池模块72。电池壳体42形成为具有沿着车辆前后方向的长度并且在车辆竖直方向扁平的箱形。电池模块72容纳在电池壳体42内。电池模块72由平面图中为矩形的多个蓄电池构成。

电池壳体42包括周壁74、顶板(盖)76(在图1中省略了图示)和底板78。通过将诸如铝合金的轻金属挤出成型成细长的挤出成型部件、将其弯曲成矩形框架形状并且将周壁74的两个长度方向端部接合在一起以形成在平面图中的矩形框架形状，来形成周壁74。

如图1所示，周壁74构造成包括沿着车辆宽度方向彼此面对的一对左右侧壁74S1、74S2，将侧壁74S1的前端和侧壁74S2的前端连接在一起的前壁74Fr以及将侧壁74S1的后端和侧壁74S2的后端连接在一起的后壁74Rr。侧壁74S1和侧壁74S2沿着车辆前后方向彼此面对。横向构件80、82、84横跨在侧壁74S1和侧壁74S2之间。横向构件80、82、84以均匀的间隔布置在前壁74Fr和后壁74Rr之间。

如图3所示，电池壳体42的周壁74在沿着周向(挤出成型部件的长度方向)观察时形成为大致B形的截面轮廓。周壁74包括：形成周壁74的外周面的外周壁74A；形成周壁74的内周面的内周壁74B；将外周壁74A的上端部与内周壁74B的上端部在车辆水平方向上连接在一起的上壁74C；将外周壁74A的下端部与内周壁74B的下端部在车辆水平方向上连接在一起的下壁74D；以及将外周壁74A的竖直方向中间部和内周壁74B的竖直方向中间部在车辆水平方向上连接在一起的分隔壁74E。周壁74的内部被分隔壁74E分隔成上部空间86和下部空间88。

顶板76例如通过对由铝合金等轻金属构成的板材进行冲压成形而形成，并且通过多个螺栓(未图示)固定于周壁74的上壁74C的上表面。底板78例如通过对由铝合金等轻金属构成的板材进行冲压成形而形成，并且通过焊接或铆接等固定于周壁74的下壁74D的下表面。如图1和图3所示，接合凸缘42A被设置在底板78处，以便沿着车辆水平方向比周壁74更朝车辆外侧伸出，优选地围绕整个周壁74。

接下来，对接合部分47进行说明。如图3所示，接合部分47构造为包括从电池壳体42的底板78伸出的接合凸缘42A(接合部分)。接合凸缘42A处于与车门槛20的下壁46C(接合部分)的下表面叠置的状态中。如图1所示，多个螺栓孔90通过接合凸缘42A沿着周壁74形成。

如图3所示，螺栓92(接合部分)从车辆下侧穿过螺栓孔90插入。每个螺栓92穿过形成在车门槛20的下壁46C中的螺栓孔94插入，并且与布置在设置于车门槛20的下部空间56中的冲击吸收部分62的小空间70中的焊接螺母96(接合部分)螺接在一起。

因此，从底板78伸出的接合凸缘42A与左车门槛18(参见图2)和右车门槛20紧固(接合)在一起，以将电池壳体42，即电池组40，在由底板78从下侧支撑的状态下固定到车门槛18、20。

注意的是，接合凸缘42A只要至少在电池壳体42的周壁74的侧壁74S1、74S2侧形成即可，并不一定需要在周壁74的整周形成。

车身下部结构的操作

接下来，对根据本示例性实施例的车身下部结构的操作进行说明。

如图3所示，在本示例性实施例中，在车门槛20内部，冲击吸收部分62在车辆侧视图中与电池组40重叠的位置处、在车辆宽度方向上横跨在车门槛20的外部部分44的外壁44A与内部部分45的内壁46之间。通过设置横跨在外壁44A与内壁46之间的冲击吸收部分62，从而确保车门槛20内的载荷传递路径。将电池组40接合至车门槛20的接合凸缘42A接合至冲击吸收部分62的下壁62B。

也就是，在本示例性实施例中，由于接合凸缘42A接合在通过车门槛20的载荷传递路径上，所以在车辆侧面冲击碰撞(特别是与桩的侧面冲击碰撞)中，输入到车门槛20的冲击载荷F通过冲击吸收部分62和接合凸缘42A立即传递到电池组40。注意的是，图2中所示的车门槛18以与车门槛20类似的方式操作。

例如，如图5A中的比较示例所示，在车门槛100和电池组102之间具有间隙t的情况下，如图5B中示意性示出的，在车门槛100接触到电池组102之前的时间是空行程时间。也就是，由于间隙t的存在，产生空行程时间，其间输入到车门槛100的冲击载荷F没有传递到电池组102。由于在空行程时间中不能从电池组102中获得反作用力，车门槛100朝车辆宽度方向内侧弹性变形(经受弯曲变形)，使得冲击能量不能被车门槛100充分地吸收。

相反，在本示例性实施例中，如图3所示，将电池组40接合至车门槛20的接合凸缘42A接合至冲击吸收部分62的下壁62B。因此，即使当在车门槛20和电池组40之间设置间隙t时，仍然确保通过接合部分47的载荷传递路径。

因此，如图4A所示，在车辆侧面冲击碰撞中输入到车门槛20的冲击载荷F通过冲击吸收部分62和接合部分47立即传递到电池组40，如图4B示意性地示出的。由此，这使得车门槛20能够立即获得来自电池组40的反作用力。

由于如上所述在车门槛20内设置冲击吸收部分62，能够通过冲击吸收部分62塑性变形来提高冲击能量吸收。此外，在本示例性实施例中，将电池组40接合至车门槛20的接合部分47设置在冲击吸收部分62处。

因此，在本示例性实施例中，车门槛20能够在车辆侧面冲击碰撞时立即获得来自电池组40的反作用力，由此抑制车门槛20朝向车辆宽度方向内侧的弯曲变形。也就是，抑制车门槛20移开，使得车门槛20能够可靠地塑性变形，并且能够确保冲击能量吸收的程度。因此，在本示例性实施例中，即使当吸收冲击能量的行程很短时，也可以确保冲击能量吸收的程度。

此外，在本示例性实施例中，如图3所示，冲击吸收部分62设置在车门槛20的下部(在下部空间56侧)，并且如图1所示，电池组40设置有箱形电池壳体42。如图1和图3所示，电池壳体42上的接合凸缘42A从电池壳体42的底板78(图1中未示出)朝向车辆宽度方向外侧伸出，并且接合凸缘42A接合至冲击吸收部分62的下壁62B。

也就是，由于电池壳体42构成箱形，并且从电池壳体42的底板78伸出的接合凸缘42A接合至车门槛20的下壁62B，车门槛20的外壁44A、车门槛20的内壁46以及电池壳体42的周壁74分别布置成以便沿着车辆宽度方向相对。因此，当在车辆侧面冲击碰撞中车门槛20在车辆宽度方向上塑性变形时，即使车门槛20在车辆竖直方向上稍微发生移位，也能够确保从车门槛20到电池组40的载荷传递路径。

此外，如图1所示，在第一示例性实施例中，横向构件80、82、84横跨在电池壳体42内部沿着车辆宽度方向彼此面对的电池壳体42的一对左右侧壁74S1、74S2之间。在车辆侧视图中，横向构件80、82、84设置在与设置在车门槛20处的冲击吸收部分62重叠的位置处。

通过以这种方式在电池壳体42内部设置横向构件80、82、84以便横跨在一对侧壁74S1、74S2之间，使得电池壳体42本身的刚性能够提高。此外，电池壳体42中的横向构件80、82、84设置于在车辆侧视图中与车门槛20的冲击吸收部分62重叠的位置处，使得在车辆侧面冲击碰撞中冲击载荷输入到车门槛20时，与在电池壳体42的内部不设置横向构件80、82、84的情况相比，能够得到更高的反作用力。这因此抑制了车门槛20向车辆宽度方向内侧的弯曲变形，并且使冲击吸收部分62以有效的方式塑性变形。

已经给出了关于本公开的示例性实施例的示例的说明。然而，本公开的示例性实施例不限于上述内容，并且显然所述示例性实施例和各种修改示例可以适当地组合，并且在不脱离本公开的精神的范围内可以以各种方式实施。

Claims (3)

1.一种车身下部结构，包括：

电池组，其安装在车辆的地板面板的车辆下侧处；以及

一对车门槛，其分别布置在所述地板面板的在车辆宽度方向上的两个外侧处，各自沿着车辆前后方向延伸，并且每个车门槛的在沿着所述车辆宽度方向剖切时的截面是闭合的，

其中，在每个车门槛内部：

冲击吸收部分布置于在车辆侧视图中与所述电池组重叠的位置处，以便沿着所述车辆宽度方向横跨在所述车门槛的外壁和内壁之间，并且

接合部分设置在所述冲击吸收部分处，将所述电池组接合至所述车门槛。

2.根据权利要求1所述的车身下部结构，其中：

所述冲击吸收部分设置在每个车门槛的下部处，并且所述电池组包括箱形电池壳体，并且

接合凸缘设置在所述电池壳体处，所述接合凸缘从所述电池壳体的底板朝向所述车辆宽度方向外侧伸出并且接合至所述车门槛的下壁。

3.根据权利要求2所述的车身下部结构，其中，横向构件设置在所述电池壳体处，以便在车辆侧视图中在与所述冲击吸收部分重叠的位置处横跨在沿着所述车辆宽度方向彼此面对的一对周壁之间。