CN109263455B - 车身前部结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车身前部结构。车身前部结构具有：车厢前壁横梁，其作为第一框架部件，并在被设置于车身前部的对动力单元室与车厢之间进行划分的车厢前壁的车辆上下方向的下部处沿着车辆宽度方向而延伸，且在沿着车辆前后方向而切断时的截面形状中在与所述车厢前壁之间形成第一封闭截面部；以及电池组，其在构成所述车厢的地板部的地板面板的车辆下方侧沿着车辆宽度方向以及车辆前后方向而延伸，并且车辆前后方向上的前端部被结合于所述车厢前壁横梁上。

Description

车身前部结构
技术领域
本公开内容涉及一种车身前部结构。
背景技术
在日本特开2013-67255号公报中，公开了一种关于在地板面板的下方侧搭载有电池的电动汽车(以下，简称为“车辆”)的技术。在该车辆的车辆前部(以下，称为“车身前部”)处，在车辆宽度方向的两端部处分别沿着车辆前后方向而延伸有侧梁(以下，称为“前侧梁”)。蓄电池外壳的车辆宽度方向上的两端部经由托架而分别被紧固在该前侧梁上，由此，蓄电池外壳被前侧梁所支承。
但是，在该技术中，如前文所述，虽然蓄电池外壳的车辆宽度方向上的两端部被紧固于托架上，但是蓄电池外壳的前端部为自由状态。因此，在车辆的正面碰撞时(以下，称为“车辆的正面碰撞时”)，在有效地分散被输入至车身前部的碰撞载荷的这一观点上，仍存在进一步改善的余地。
发明内容
本公开内容考虑上述的事实，其目的在于提供一种在车辆的正面碰撞时能够有效地分散被输入至车身前部的碰撞载荷的车身前部结构。
本发明的一个方式为一种车身前部结构，具有：车厢前壁横梁，其作为第一框架部件，并在被设置于车身前部的对动力单元室与车厢之间进行划分的车厢前壁的车辆上下方向的下部处沿着车辆宽度方向而延伸，且在沿着车辆前后方向而切断时的截面形状中在与所述车厢前壁之间形成第一封闭截面部；以及电池组，其在构成所述车厢的地板部的地板面板的车辆下方侧沿着车辆宽度方向以及车辆前后方向而延伸，并且车辆前后方向上的前端部被结合于所述车厢前壁横梁上。
在本方式的车身前部结构中，被设置于车身前部的动力单元室与车厢之间通过车厢前壁而被划分。在该车厢前壁的车辆上下方向的下部处沿着车辆宽度方向而延伸有车厢前壁横梁，该车厢前壁横梁作为第一框架部件，并在沿着车辆前后方向而切断时的截面形状中在与该车厢前壁之间形成第一封闭截面部。另外，电池组在构成车厢的地板部的地板面板的车辆下方侧沿着车辆宽度方向以及车辆前后方向而延伸，并且该电池组的(车辆前后方向的)前端部被结合于该车厢前壁横梁上。
因此，在车辆的正面碰撞时，在从车辆前方侧被输入的碰撞载荷被传递至电池组的前端部的情况下，该碰撞载荷会经由将电池组的前端部结合于车厢前壁横梁上的结合部而向车厢前壁横梁被传递。由于车厢前壁横梁为在与车厢前壁之间形成第一封闭截面部的第一框架部件，因此该碰撞载荷被设为能够通过车厢前壁横梁而被传递。
并且，由于该车厢前壁横梁沿着车辆宽度方向而延伸，因此碰撞载荷会经由该车厢前壁横梁而沿着车辆宽度方向被传递。即，在本公开内容中，在车辆的正面碰撞时，被输入至车身前部的碰撞载荷会经由车厢前壁横梁而被分散。
并且，此处的“结合”除了包括通过紧固件等而实现的紧固以外，还包括由焊接等实现的接合、以及由粘合剂实现的粘合等。
如以上所说明的那样，本方式的车身前部结构在车辆的正面碰撞时，能够有效地分散被输入至车身前部的碰撞载荷。
在本方式中，也可以采用如下方式，即，所述电池组的车辆前后方向的前端部在沿着车辆前后方向而切断时的截面形状中形成有第二封闭截面部并被设为第二框架部件，并且被结合于所述车厢前壁横梁上。
在上述结构中，由于电池组的前端部在沿着车辆前后方向而切断时的截面形状中形成有第二封闭截面部并被设为第二框架部件，因此碰撞载荷也能够通过电池组的前端部(第二框架部件)而被传递。
在上述结构中，如前文所述，电池组的前端部和车厢前壁横梁经由结合部而被结合。即，作为第二框架部件的电池组的前端部和作为第一框架部件的车厢前壁横梁经由结合部而被结合在一起。因此，在该结合部处，与框架部件只存在有车厢前壁横梁的情况相比，结合部周围的刚性变高，从而电池组的前端部以及车厢前壁横梁的变形受到抑制。即，在本公开内容中，使结合部处的耐载荷性提高，并且提高了载荷传递效率。
如此，上述结构的车身前部结构提高了电池组的前端部和车厢前壁横梁的耐载荷性，并且在车辆的正面碰撞时能够提高载荷传递效率。
在本方式中，也可以采用如下方式，即，具备一对下边梁，一对所述下边梁分别被配置于所述地板面板的车辆宽度方向上的两外侧处，并且分别沿着车辆前后方向而延伸，所述电池组的车辆宽度方向上的两端部分别被结合于所述下边梁上。
在上述结构中，一对下边梁分别被配置于地板面板的车辆宽度方向上的两外侧处，且该一对下边梁分别沿着车辆前后方向而延伸。并且，电池组的车辆宽度方向上的两端部分别被结合于下边梁上。
由此，在车辆的正面碰撞时，被输入至车身前部的碰撞载荷会经由车厢前壁横梁而被分散，并且被传递至电池组的碰撞载荷经由前部框架部件而沿着车辆宽度方向被传递，并被传递至与电池组的车辆宽度方向上的两端部结合的下边梁侧。即，与电池组仅被结合在车辆前后方向的前后处的结构相比，碰撞载荷变得易于分散。
如此，上述结构的车身前部结构与电池组仅被结合在车辆前后方向的前后处的结构相比，能够易于使碰撞载荷分散。
附图说明
图1为从左前方且斜下方侧观察到的表示应用了实施方式的车身前部结构的车辆的车身前部的概要的立体图。
图2为表示应用了实施方式的车身前部结构的车辆的车身前部的结构的仰视图。
图3为在图2中沿着3-3线切换时的剖视图。
图4为表示实施方式所涉及的车身前部结构的构成的分解立体图。
图5为用于对实施方式所涉及的车身前部结构中的作用进行说明的与图2相对应的仰视图。
具体实施方式
以下，利用图1～图5而对应用了实施方式所涉及的车身前部结构10的电动汽车的车身(车辆)12进行说明。并且，各附图所标记的箭头标记FR、箭头标记UP、箭头标记LH、箭头标记RH分别表示车辆的前方(行进方向)、上方、左方、右方。以下，在仅使用前后、左右、上下的方向来进行说明的情况下，只要没有特别记载，则表示车辆前后方向的前后、车辆左右方向(车辆宽度方向)的左右、车辆上下方向的上下。另外，在各附图中，为了便于观察附图而省略了一部分的符号。
车身前部结构的构成
首先，对实施方式所涉及的车身前部结构10的构成进行说明。
如图1所示，车辆12为电动汽车,并且具备动力单元室12A以及车厢12B。动力单元室12A和车厢12B通过车厢前壁14而被划分，且动力单元室12A被配置于车厢12B的前侧。
虽然未进行图示，但是该动力单元室12A被设为在内部能够收纳电气产品、齿轮箱、辅助机械等各种部件。另外，在动力单元室12A中，于车辆12的车辆宽度方向的两侧部处分别配置有沿着车辆前后方向而延伸的左右一对前侧梁16。
各前侧梁16为车辆框架部件之一，且在前侧梁16的前端部上通过焊接或紧固等而分别结合有在车辆前端部处沿着车辆宽度方向而延伸的前横梁18。并且，在以下的部件间的结合中，在并未对结合方法进行特别限定的情况下，省略其说明。另外，在各前纵梁16的前端部与前横梁18之间当然也可以分别另行设有作为碰撞吸收部件的碰撞盒。
另外，各前纵梁16的后端部分别被结合于前纵梁后部19的前端部上，且该前纵梁后部19的后端部被结合在下边梁23的前端以及位于车厢前壁14的下部的脚踏部14A上。并且，虽然在实施方式中，前纵梁后部19与前纵梁16成为独立的部件并且互相结合，但是也可以与前纵梁16一体地形成。
另外，在前纵梁16的下侧设置有对未图示的前悬架进行支承的悬架部件20。该悬架部件20以被悬吊的方式而被前纵梁16支承，并且在该悬挂构件20的车辆宽度方向的两侧部处具备沿着车辆前后方向而分别延伸的左右一对悬架部件侧轨20A。
如图2所示，该悬架部件侧轨20A被设为，以车辆前后方向的中央部成为朝向车宽度方向的内侧的凸起的方式而平缓地弯曲的形状。并且，在一对悬架部件侧轨20A的前端部上，沿着车辆宽度方向而架设有前横梁20B，且在悬架部件侧轨20A的后端部上，沿着车辆宽度方向而架设有后横梁20C。
另外，在一对悬架部件侧轨20A的前端部上分别结合有下侧梁21。该下侧梁21被设为呈方管状的封闭截面结构，并且从悬挂构件侧轨20A的前端部朝向车辆前方沿着车辆前后方向而延伸。
另外，在下侧梁21的前端部上安装有下横梁22。该下横梁22沿着车辆宽度方向而延伸，并且如图1所示，以与前横梁18在车辆上下方向上重叠的方式而被配置于前横梁18的下方侧。
另一方面，如图2所示，一对悬架部件侧轨20A的后端部被连结在连结部13上，该连结部13相对于前纵梁后部19而被设置为一体。并且，此处的“一体”包含如下含义，即：既可以是连结部13相对于前纵梁后部19而被一体形成，也可以是作为其他部件而被形成的连结部13被结合于前纵梁后部19上。
另外，如图3所示，车厢前壁横梁(第一框架部件)15沿着车辆宽度方向而向该车厢前壁14的脚踏部14A的车厢12B侧延伸。该车厢前壁横梁15被设为车辆框架部件之一，所述车辆框架部件形成在与车厢前壁14之间沿着车辆前后方向而切断时的截面形状呈矩形形状的封闭截面部(第一封闭截面部)17。
此外，如图4所示，在构成车厢12B的地板部的地板面板25的车辆宽度方向的两个外侧，设置有沿着车辆前后方向而延伸的左右一对下边梁23。该左右一对下边梁23分别被设为形成封闭截面部24的车辆框架部件之一，并且在下边梁23与下边梁23之间，于地板面板25的下方侧配置有电池组26，并且被设为能够对电动机等动力单元供给电力。
在此，对于电池组26进行说明。
该电池组26被形成为扁平的大致长方体形状，且沿着车辆宽度方向以及车辆前后方向而延伸并被搭载于车厢12B的地板的大致整个表面上。另外，电池组26具备将车辆前后方向作为长边且在车辆上下方向被形成为扁平的箱状的电池外壳28。在该电池外壳28的内部收纳有多个电池模块30，该电池模块30由多个棱柱形的蓄电池构成。
该电池外壳28具有在俯视观察时形成大致矩形框状的周壁32、被设置于周壁32之上的大致矩形框状的顶板34(参照图3)和被设置于周壁32之下的大致矩形形状的底板36。电池外壳28的周壁32为，例如通过铝合金等轻金属的挤压成型而被形成的长条的挤压成型品弯曲成矩形框状，并且长边方向上的两端部相互被接合而形成的结构。并且，虽然如上文所述，周壁32在俯视观察时形成大致矩形框状，但是在其角部处为了防止与其他部品发生干涉等而被设为朝向电池外壳28的内侧退避的形状。
另一方面，图3所示的电池外壳28的顶板34为例如由铝合金等组成的板材被冲压成型而形成的板，并且被结合于周壁32上。另外，电池外壳28的底板36为例如由铝合金等组成的板材被冲压成型所形成的板，并且通过焊接、铆接等方法而被固定于周壁32的下表面(具体而言，下文所述的底壁部32D)上。
并且，与周壁32相比靠车辆水平方向的车外侧伸出的结合凸缘36A以跨及该周壁32的全周的方式而被设置在该底板36上，如图1所示，结合凸缘36A与在左右下边梁23(参照图2)上被配置于车辆宽度方向的内侧的底壁部24A同时紧固(结合)(结合部27)。经由该结合部27，电池外壳28(电池组26)以从下方侧被底板36支承的状态而被固定于该下边梁23上。
如图4所示，电池外壳28的周壁32包含：左右一对侧壁部32S1、32S2，其在车辆宽度方向上对置；前壁部32Fr，其将侧壁部32S1和侧壁部32S2的前端彼此连结；以及后壁部32Rr，其在车辆前后方向上与前壁部32Fr对置(原文不清楚)且将侧壁部32S1和侧壁部32S2的后端彼此连结。另外，在侧壁部32S1与侧壁部32S2之间架设有多个横梁33，该横梁33在前壁部32Fr与后壁部32Rr之间等间隔地被配置。
此外，如图3所示，在电池外壳28的周壁32中，沿着相对于圆周方向(上述挤压成型品的长边方向)正交的方向而切断时的截面被形成为大致B字状(大致“日”字状)。该周壁32具备：外周壁部32A，其形成周壁32的外周面；内周壁部32B，其形成周壁32的内周面；上壁部32C，其在车辆水平方向上对外周壁部32A与内周壁部32B的上端部进行连结；以及下壁部32D，其在车辆水平方向上对外周壁部32A以及内周壁部32B的下端部进行连结。
另外，外周壁部32A以及内周壁部32B的上下方向中间部通过在车辆水平方向上对外周壁部32A和内周壁部32B进行连结的分隔壁部32E而被分隔，通过该分隔壁部32E，从而在周壁32的内部上下设置(划分)有上空间32F以及下空间32G。
另外，如图4所示，电池外壳28的周壁32中的前壁部32Fr在该前壁部32Fr的上端处设置有从前壁部32Fr朝向车辆水平方向的车辆前方侧而伸出的结合部(第二框架部件)38。如图3所示，该结合部38在沿着相对于车辆宽度方向而大致正交的方向切断时的截面形状成为矩形形状。
即，该结合部38被设为形成矩形形状的封闭截面部(第二封闭截面部)40的车辆框架部件之一。并且，该结合部38被结合于设置在车厢前壁4的脚踏部14A上的车厢前壁横梁15上(结合部42)。
在此，对结合部42进行说明。
该结合部42包含从电池箱28的周壁32的前壁部32Fr朝向车辆前方侧伸出的结合部38，并且该结合部38的上壁部38A与车厢前壁横梁15的下壁部15A重叠。
此外，虽然未进行图示，但是例如在结合部38的下壁部38B上，沿着周壁32而形成有多个螺孔。这些螺孔被设为，螺栓46能够从车辆下方侧插入至这些螺孔中。各螺栓46被插入至形成在车厢前壁横梁15的下壁部15A上的未图示的螺孔内，从而螺栓46被设为，能够穿过该螺孔而与被设置于由车厢前壁14和车厢前壁横梁15所形成的封闭截面部17内的螺母52拧合。
在螺栓46被拧合于该螺母52中的状态下，结合部38经由螺栓46以及螺母52(结合部42)而与车厢前壁横梁15(车厢前壁14)同时紧固(结合)。并且，虽然在实施方式中，如前文所述，电池外壳28的结合部38被结合于车厢前壁横梁15上，但是由于该车厢前壁横梁15被设置在车厢前壁14上，因此广义上，也可以说被结合于车厢前壁14上。
车身前部结构的作用以及效果
接下来，对实施方式所涉及的车身前部构造10的作用以及效果进行说明。
如图3以及如图4所示，在实施方式中，在车辆12的地板面板25的下方侧搭载有电池组26(电池外壳28)。并且，如图3所示，在电池箱28的前壁部32Fr上设置有结合部38，该结合部38被结合于车厢前壁横梁15上。
因此，在车辆12的正面碰撞时从车辆前方侧被输入的碰撞载荷F被传递至电池组26的情况下，该碰撞载荷F会经由电池组26和车厢前壁横梁15的结合部42而被传递至车厢前壁横梁15。
由于车厢前壁横梁15为在与车厢前壁14之间形成封闭截面部17的车辆框架部件之一，因此设为该碰撞载荷F能够通过车厢前壁横梁15而进行传递。由于该车厢前壁横梁15沿着车辆宽度方向而延伸，因此碰撞载荷F经由车厢前壁横梁15而沿着车辆宽度方向被传递。即，在实施方式中，在车辆12的正面碰撞时被输入至车身前部11的碰撞载荷F会经由车厢前壁横梁15而被分散。
一般而言，“正面碰撞”包括车辆12的正面的整个面发生碰撞的对称碰撞(Full-wrap碰撞)和车辆12的正面的单侧发生碰撞的非对称碰撞(偏移(Offset)碰撞)。如图5所示，在实施方式中，特别是，在正面偏移碰撞时被输入至车辆12的正面的一侧(碰撞侧)的碰撞载荷F经由前纵梁16、悬架部件20的悬架部件侧轨20A等而被传递至车辆后方侧(传递载荷F1)。
虽然该传递载荷F1被传递至设置在前纵梁16的车辆后方侧的前纵梁后部19，但是该前纵梁后部19被结合于下边梁23以及位于车厢前壁14的下部的脚踏部14A上。因此，该传递载荷F1的一部分会经由前纵梁后部19而被传递至碰撞侧的下边梁23A上(传递载荷F2)。并且，该传递载荷F2会经由下边梁23A而被传递至车辆后方侧(传递载荷F3)。
在此，车厢前壁横梁15在车厢前壁14的脚踏部14A中沿着车辆宽度方向而延伸。因此，该传递载荷F1的另外一部分经由车厢前壁横梁15而被传递至反碰撞侧(传递载荷F4)。该传递载荷F4向前纵梁后部19传递，并且经由该前纵梁后部19而被传递至反碰撞侧的下边梁23B上(传递载荷F5)。并且，该传递载荷F5经由下边梁23B被传递至车辆后方侧(传递载荷F6)。
即，根据实施方式，能够在车辆12的正面碰撞时有效地使被输入至车身前部11的碰撞载荷F分散(从箭头标记F2流向箭头标记F3的载荷传递路径、和从箭头标记F4流向箭头标记F5、F6的载荷传递路径)。并且，图5所示的箭头标记仅表示碰撞载荷所传递的朝向，箭头标记的长度并不表示碰撞载荷的大小。
另外，在实施方式中，如图3所示，在电池外壳28的前壁部32Fr上设置有结合部38，且该结合部38被设为形成了封闭截面部40的车辆框架部件之一。因此，在电池外壳28的结合部38被结合于车厢前壁横梁15的状态下，电池外壳28的结合部38和车厢前壁横梁15经由结合部42而被结合。
由此，虽然未进行图示，但是与在该结合部42处车辆框架部件仅存在车厢前壁横梁15的情况相比，结合部42周围的刚性变高，从而电池外壳28的结合部38以及车厢前壁横梁15的变形受到抑制。即，在实施方式中，会使在结合部42处耐载荷性提高，并且提高了载荷传递效率。
另外，在实施方式中，如图1所示，电池组26的车辆宽度方向上的两端部经由结合部27而分别被结合在下边梁23上。由此，如图5所示，在车辆12的正面碰撞时被输入至车身前部11的碰撞载荷F经由车厢前壁横梁15而被分散。与此同时，被传递至电池组26的传递载荷F7经由被为设置在电池组26(电池外壳28)的周壁32上的车辆框架部件之一的结合部38而沿着车辆宽度方向被传递，并且向被结合于电池组26的车辆宽度方向上的两端部的下边梁23侧被传递。即，与电池组26仅被结合于车辆前后方向的前后的结构相比，变得易于使碰撞载荷F分散。
并且，在实施方式中，如图3所示，在被设置于电池箱28的前壁部32Fr的结合部38上形成有封闭截面部40。但是，一般情况下，包含电池外壳28在内，电池组26的刚性被设定得较高。因此，在结合部38中并不是一定需要该封闭截面部40。
另外，虽然在实施方式中，如图1所示，电池组26的车辆宽度方向上的两端部经由结合部27而分别被结合于下边梁23上，但是，电池组26的车辆宽度方向上的两端部并不是一定被结合于下边梁23上。另外，也可以仅使电池组26的车辆宽度方向上的一端部结合于下边梁23上。
以上，虽然对本发明的实施方式的一个示例进行了说明，但是本发明的实施方式并不限定于上述内容，也可以将一个实施方式以及各种的改变例适当地进行组合而使用，只要在不脱离本发明的主旨的范围内，显然能够通过各种各样的方式来实施。

Claims (3)

1.一种车身前部结构，具有：
车厢前壁横梁，其作为第一框架部件，并在被设置于车身前部的对动力单元室与车厢之间进行划分的车厢前壁的车辆上下方向的下部处沿着车辆宽度方向而延伸，且在沿着车辆前后方向而切断时的截面形状中在与所述车厢前壁之间形成第一封闭截面部；以及
电池组，其在构成所述车厢的地板部的地板面板的车辆下方侧沿着车辆宽度方向以及车辆前后方向而延伸，并且车辆前后方向上的前端部被结合于所述车厢前壁横梁上，
所述车厢前壁横梁还包括形成所述第一封闭截面部的底部的下壁部，所述电池组的所述前端部的上表面与所述车厢前壁横梁的所述下壁部直接结合。
2.如权利要求1所述的车身前部结构，其中，
所述电池组的车辆前后方向的前端部在沿着车辆前后方向而切断时的截面形状中形成有第二封闭截面部并被设为第二框架部件，并且被结合于所述车厢前壁横梁上。
3.如权利要求1所述的车身前部结构，其中，
具备一对下边梁，一对所述下边梁分别被配置于所述地板面板的车辆宽度方向上的两外侧处，并且分别沿着车辆前后方向而延伸，
所述电池组的车辆宽度方向上的两端部分别被结合于所述下边梁上。
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