CN110103692B - 车辆前部构造 - Google Patents

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Abstract

一种车辆前部构造，在构成车室(22)的地板的前围板下部(40B)和地板面板(38)中的至少一方的下表面的、比电池单元前表面(18A)靠前方的位置，向下方突出设置有在车辆宽度方向上隔着高压电缆(30)的一对地板侧伸展部(36、36)。在悬架梁(16)的后端缘中的、与一对地板侧伸展部(36、36)在车辆前后方向上相对的位置，向上方突出设置有一对梁侧伸展部(34、34)。

Description

车辆前部构造
优先权信息：本申请要求在2018年1月30日提出的申请号为2018-013333的日本专利申请的优先权，通过参照而将其全部内容包含于此。
技术领域
本公开涉及车辆前部构造。
背景技术
在以旋转电机作为驱动源的电动汽车等中搭载有电池单元。例如在国际公开第2014/034377号中，电池单元搭载于车室的底板下(地板下)。
在电路上，在旋转电机与电池单元之间设置有电力变换单元，该电力变换单元包括进行升压/降压的DC/DC转换器和/或进行交流直流变换的变换器的。在旋转电机和电力变换单元搭载于车辆前方的发动机舱的情况下，从电力变换单元的后表面引出高压电缆。该高压电缆向后方且向下方延伸设置，并连接于处于地板下的电池单元的前表面。也就是说，在以右侧为车辆前方的侧视下，高压电缆呈S字状地布设。
另外，在发动机舱的两侧设置有前轮，在发动机舱的下方设置有作为将前轮悬架的骨架部件的悬架梁(日文：サスペンションメンバ)。在电池单元搭载于地板下的情况下，悬架梁配置于电池单元的前方。
发明内容
发明要解决的问题
在车辆的前面碰撞(以下适当地记载为前碰撞)时，悬架梁被障碍物推压而后退。此时，成为高压电缆被夹于悬架梁与电池单元之间的形态，从而该电缆有可能破损。因此，本公开的目的在于，提供一种能够避免在前碰撞时高压电缆被夹于悬架梁与电池单元之间的的车辆前部构造。
用于解决问题的技术方案
本公开涉及车辆前部构造。该车辆前部构造具备电池单元、电力变换单元、悬架梁、以及高压电缆。电池单元设置于车室的地板下。电力变换单元设置于车室前方的发动机舱。悬架梁设置于电力变换单元的下方且设置于电池单元的前方。高压电缆从电池单元前表面向上方且向前方延伸设置并与电力变换单元连接。在构成车室的地板的前围板下部和地板面板中的至少一方的下表面的、比电池单元前表面靠前方的位置，向下方突出设置有在车辆宽度方向上隔着高压电缆的一对地板侧扩张部件。在悬架梁的后端缘中的、与一对地板侧扩张部件在车辆前后方向上相对的位置，向上方突出设置有一对梁侧扩张部件。
根据上述构成，在前碰撞时使悬架梁后退了的情况下，在悬架梁的后表面与电池单元的前表面碰撞之前，梁侧扩张部件与地板侧扩张部件碰撞。由此，在悬架梁的后表面与电池单元的前表面之间形成间隙，能够避免高压电缆被夹于所述悬架梁和电池单元。
另外，在上述公开中，一对地板侧扩张部件与一对梁侧扩张部件的、在车辆前后方向上相对的相对面是朝向车辆后方而朝向下方倾斜的倾斜面。
根据上述构成，在地板侧扩张部件与梁侧扩张部件碰撞之后，沿着所述相对面的倾斜，悬架梁向下方且向后方(斜下方)进入。由此，能够防止悬架梁进入车室内。
另外，在上述公开中，一对梁侧扩张部件的相对面可以比一对地板侧扩张部件的相对面更偏向水平地倾斜。
起因于悬架梁的支承构造，在前碰撞时，悬架梁有时以悬架梁的后端向下方倾斜的方式、也就是说以梁侧扩张部件的相对面被抬起的方式后退。因此，通过预先使梁侧扩张部件的相对面比地板侧扩张部件的相对面更偏向水平地卧倒，从而在悬架梁后退时，能够使梁侧扩张部件的相对面与地板侧扩张部件的相对面平行。
另外，在上述公开中，可以在前围板下部和地板面板的至少一方中的、在上表面设置有加强部件的部分之下，设置一对地板侧扩张部件。
在前碰撞时地板侧扩张部件与梁侧扩张部件碰撞，从而前围板下部和地板面板中的至少一方的、地板侧扩张部件的安装部位可能向车室内侧凸起，但是，通过使该安装部位在前围板下部和地板面板中的至少一方的、在上表面设置有加强部件的部分之下，从而能够抑制上述那样的凸起，能够抑制车室空间的减少。
另外，本公开的另一技术方案的车辆前部构造具备电池单元、电力变换单元、悬架梁、以及高压电缆。电池单元设置于车室的地板下。电力变换单元设置于车室前方的发动机舱。悬架梁设置于电力变换单元的下方且设置于电池单元的前方。高压电缆从电池单元前表面向上方且向前方延伸设置并与电力变换单元连接。在构成车室的地板的前围板下部和地板面板中的至少一方的下表面的、比电池单元前表面靠前方的位置设置有地板侧扩张部件，所述地板侧扩张部件具备一对地板侧突出部，所述一对地板侧突出部在车辆宽度方向上隔着高压电缆而配置并且向下方突出。在悬架梁的后端缘中的、与一对地板侧突出部在车辆前后方向上相对的位置设置有具备向上方突出的一对梁侧突出部的梁侧扩张部件。
发明的效果
根据本公开，能够避免在前碰撞时高压电缆被夹于悬架梁与电池单元之间。
附图说明
以下将参考附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和产业意义，在附图中相同的附图标记表示相同的要素，并且其中：
图1是例示本实施方式的车辆前部构造的立体图。
图2是例示本实施方式的车辆前部构造的分解立体图。
图3是例示本实施方式的车辆前部构造的后方部分的立体图。
图4是图3的A-A侧视剖视图。
图5是说明前碰撞时的悬架梁的举动的侧视图。
图6是说明前碰撞时的梁侧伸展部和地板侧伸展部的周边的情形的侧视图(1/3)。
图7是说明前碰撞时的梁侧伸展部和地板侧伸展部的周边的情形的侧视图(2/3)。
图8是说明前碰撞时的梁侧伸展部和地板侧伸展部的周边的情形的侧视图(3/3)。
图9是例示本实施方式的另一技术方案的车辆前部构造的立体图。
具体实施方式
图1例示出本实施方式的车辆前部构造的立体图，另外，图2例示出本实施方式的车辆前部构造的分解立体图。
此外，在图1～图8中，由用附图标记FR所示的轴表示车辆前后方向，由用附图标记RW所示的轴表示车宽方向(车辆宽度方向)，由用附图标记UP所示的轴表示铅直方向。附图标记FR是Front(前方)的缩略，前后方向轴FR以车辆前方为正方向。附图标记RW是RightWidth(右宽度)的缩略，宽度方向轴RW以右宽度方向为正方向。另外，高度轴UP以上方向为正方向。
如图1所示，所述FR轴、RW轴、UP轴互相正交。以下，在对本实施方式的车辆前部构造进行说明时，以这3轴为基准适当地进行说明。例如，“前端”是指任意的部件的FR轴正方向侧的端部，“后端”是指任意的部件的FR轴负方向侧的端部。“宽度内侧”是指沿着RW轴相对地在车辆的宽度方向内侧，“宽度外侧”是指沿着RW轴相对地在车辆的宽度方向外侧。而且，只要没有特别说明，则“宽度方向”是指车辆宽度方向。并且，“上侧”是相对地在UP轴的正方向侧，“下侧”是指相对地在UP轴的负方向侧。
图1、图2所示的车辆前部构造搭载于以旋转电机10为驱动源的电动汽车。车辆前部构造具备前纵梁12、12、强电系组件14、悬架梁16、以及电池单元18。
前纵梁12、12是设置于车辆的宽度方向两侧(左右)的一对骨架部件，分别从车辆的前端向后方延伸设置。例如，前纵梁12、12从车辆前方的发动机舱20延伸设置至发动机舱20的后方的车室22(驾驶室)的前方部分。
在发动机舱20搭载有强电系组件14和悬架梁16。强电系组件14是将多个高压设备组装而成的组装体。强电系组件14是通过将旋转电机10、充电器24、以及电力变换单元26组装于隔架(日文：コンパートメントクロス)28而构成的。
旋转电机10是车辆的驱动源，例如组装于隔架28的下方。旋转电机10例如由永磁体型同步马达构成。
充电器24和电力变换单元26组装于隔架28的上方。充电器24例如连接于未图示的充电连接器，能够从车外的充电站等进行充电。
电力变换单元26连接于旋转电机10与电池单元18之间，进行电力变换。例如，电力变换单元26构成为包括进行电力的交流直流变换的变换器和/或进行电力的升压/降压的DC/DC转换器。电力变换单元26将变换器和/或DC/DC转换器收纳于例如长方体形状的壳体内。并且，在该壳体的后表面连接有与电池单元18连接的高压电缆30。另外，在壳体的底面连接有与旋转电机10连接的高压电缆(未图示)。
隔架28是固定于左右一对前纵梁12、12的骨架部件。隔架28例如为大致口字形状的框部件，在中心形成有在上下贯通的开口。在该开口布设有将旋转电机10与电力变换单元26连结的高压电缆(未图示)。
将旋转电机10、充电器24、以及电力变换单元26组装于隔架28而构成强电系组件14。在车辆的组装工序中，例如从下方将强电系组件14提起。然后，在使隔架28与前纵梁12、12的上下位置一致后，利用未图示的托架使隔架28紧固连结于前纵梁12、12。通过该组装，如图1所例示，电力变换单元26配置于比前纵梁12靠上方的位置。
悬架梁16配置于包括电力变换单元26的强电系组件14的下方。另外，如图1所示，悬架梁16设置于电池单元18的前方。也就是说，成为了悬架梁16与电池单元18高度位置(上下方向位置)对齐那样的位置关系。
悬架梁16是将未图示的前轮悬架的骨架部件。悬架梁16为大致井字形状，前端部的宽度方向两侧及后端部的宽度方向两侧为向宽度方向外侧伸出那样的形状。支承部件32A、32B紧固连结于该伸出的前端部两侧及后端部两侧。支承部件32A、32B也紧固连结于前纵梁12的底面。也就是说，悬架梁16经由支承部件32A、32B被前纵梁12悬挂支承。
另外，在悬架梁16的后端设置有一对梁侧伸展部34、34(梁侧扩张部件)。如图4所例示，梁侧伸展部34从悬架梁16的上表面后端16A遍及到后表面上端16B地安装，以呈钩状地钩挂的状态紧固连接于悬架梁16的后端。
例如，梁侧伸展部34是由铝等金属材料构成的大致箱形状的刚性部件，通过由悬架梁16的上表面后端16A及后表面上端16B覆盖箱的开口而形成封闭截面构造。
梁侧伸展部34也可以通过螺栓〃螺母等紧固连结部件紧固连结于悬架梁16，另外，也可以通过焊接等与悬架梁16接合。另外，也可以作为悬架梁16的一部分，也就是说，通过加工以使得悬架梁16的后端向上方隆起而构成梁侧伸展部34。
梁侧伸展部34从悬架梁16的上表面向上方突出设置。另外，如图1所例示，梁侧伸展部34、34配置于悬架梁16的后端缘16C中的、与地板侧伸展部36、36在车辆前后方向上相对的位置。此外，参照图4，悬架梁16的后端缘16C是指规定悬架梁16的上表面后端16A与后表面上端16B的边界的棱线，梁侧伸展部34、34配置于该棱线上。另外，参照图3，梁侧伸展部34、34隔着高压电缆30而沿着车辆宽度方向设置。
参照图4，在梁侧伸展部34形成有与地板侧伸展部36在车辆前后方向相对的相对面34A。相对面34A为朝向车辆后方而朝向下方倾斜的倾斜面。如后所述，通过将相对面34A设为倾斜面，从而能够在前碰撞时使悬架梁16向车辆的下方掉落。
另外，梁侧伸展部34的相对面34A的、相对于水平面的倾斜角θ1构成为比地板侧伸展部36的相对面36A的相对于水平面的倾斜角θ2小。换言之，梁侧伸展部34的相对面34A比地板侧伸展部36的相对面36A更偏向水平地倾斜。
这样，通过设为使梁侧伸展部34的相对面34A比地板侧伸展部36的相对面36A更偏向水平地卧倒的构成，从而如后所述那样在前碰撞时悬架梁16的后端向下方倾斜而梁侧伸展部34的相对面34A被抬起时，地板侧伸展部36的相对面36A与梁侧伸展部34的相对面34A在侧视下平行地对齐。
参照图1，车室22由地板面板38及前围板40区划出。前围板40具备作为上部面板的前围板上部40A和作为下部面板的前围板下部40B。
前围板上部40A大致垂直地立起设置。前围板下部40B的上端与前围板上部40A的下端连接，并且，从此处起在侧视下呈曲线状地延伸设置，从垂直弯曲成圆弧状或倾斜状，前围板下部40B的后端变为大致水平并与地板面板38的前端连接。
前围板下部40B作为供坐在前座的乘员的脚放置的所谓的脚踏板发挥功能。由于这样的功能，从而车室22的底板由前围板下部40B和地板面板38构成。
在前围板下部40B及地板面板38的宽度方向中央形成有地板通道39。在车辆搭载有内燃机的情况下，排气管在该地板通道39通过。另一方面，在未搭载内燃机的电动汽车中，由于不需要排气管，从而在地板通道39配置例如进行电池的监视和/或控制的电池ECU42等。
另外，参照图3，利用被称为通道加强件44的加强部件加强地板通道39。通道加强件44覆盖地板通道39并且在宽度方向上延伸设置至地板通道39的两侧的底板区域(前围板下部40B和地板面板38的上表面)。如图3所示，在该延伸设置部分之下配置有地板侧伸展部36、36。也就是说，在构成底板的前围板下部40B和地板面板38的至少一方中的、在上表面设置有加强部件(通道加强件44)的部分之下配置有地板侧伸展部36、36。
返回图1，在车室的地板下即地板面板38的下方配置有电池单元18。多个单元电池(单电池)搭载于电池单元18。例如，单元电池由锂离子二次电池和/或镍氢二次电池、或全固态电池构成。例如，将这些单元电池多个并联连接而构成电池组，并且将多个电池组串联连接。
在电池单元18的前表面18A(参照图4)的宽度方向中央连接有高压电缆30。高压电缆30从电池单元18的前表面18A向上方且向前方延伸设置，并连接于强电系组件14的电力变换单元26。例如，如图1所例示，高压电缆30在以左侧为车辆前方的侧视下呈反S字状布设。
在作为构成车室22的地板的底板的一部分的前围板下部40B的下表面设置有一对地板侧伸展部36、36(地板侧扩张部件)。地板侧伸展部36、36设置于比电池单元18的前表面18A靠前方的位置。例如。如图4所示，地板侧伸展部36以使得至少与梁侧伸展部34相对的相对面36A处于比电池单元18的前表面18A靠前方的位置的方式设置于前围板下部40B的下表面。
此外，在图1的例子中，在前围板下部40B的下表面设置了地板侧伸展部36、36，但本实施方式不限于这样的方式。只要在车室22的地板下表面的、比电池单元18的前表面18A靠前方的位置设置地板侧伸展部36、36即可。具体而言，在构成车室22的地板的前围板下部40B和地板面板38中的至少一方的下表面的、比电池单元18的前表面18A靠前方的位置设置地板侧伸展部36、36即可。例如，既可以在地板面板38的下表面设置地板侧伸展部36、36，也可以跨及前围板下部40B和地板面板38双方而将地板侧伸展部36、36设置于所述前围板下部40B和地板面板38的下表面。
地板侧伸展部36从前围板下部40B的下表面向下方突出设置，以使得其相对面36A与梁侧伸展部34的相对面34A在车辆前后方向上相对。例如，地板侧伸展部36、36是由铝等金属材料构成的大致箱形状的刚性部件，通过由前围板下部40B覆盖箱的开口而形成闭合截面构造。
参照图4，地板侧伸展部36的相对面36A为朝向车辆后方而朝向下方倾斜那样的倾斜面。如后所述，该倾斜面作为用于在前碰撞时使悬架梁16向下方掉落的滑动面发挥功能。为了使悬架梁16可靠地滑落，其相对于水平面的倾斜角θ2偏向垂直即可，例如超过90°且小于135°(90°＜θ2＜135°)即可。
另外，如上所述，地板侧伸展部36的相对面36A的相对于水平面的倾斜角θ2构成为比梁侧伸展部34的相对面34A的相对于水平面的倾斜角θ1大。
参照图3，地板侧伸展部36、36以隔着高压电缆30的方式沿着车辆宽度方向设置于前围板下部40B的下表面。例如，在车室22的底板面的、与地板通道39交界的边界部分设置地板侧伸展部36、36。
<车辆前碰撞时的举动>
参照图5～图8对本实施方式的车辆前部构造的车辆前碰撞时的举动进行说明。如图5所例示，当车辆前表面与障碍物46(barrier)碰撞时，前纵梁12的前端承受障碍物而弯折变形(压曲)。伴随于该弯折变形，将悬架梁16支承于前纵梁12的支承部件32A后退。与此相伴地，悬架梁16的前端向上方抬起，其后端向下方倾斜。
伴随于悬架梁16后端的倾斜，如图6所例示的那样，梁侧伸展部34的相对面34A被抬起，该相对面34A与地板侧伸展部36的相对面36A在侧视下平行。维持该平行状态并且使悬架梁16进一步后退，如图7所例示的那样，梁侧伸展部34的相对面34A与地板侧伸展部36的相对面36A碰撞。
在该碰撞时，对受到梁侧伸展部34的碰撞的地板侧伸展部36输入陷入车室内那样的载荷。在此，如上所述，地板侧伸展部36设置于作为加强部件的通道加强件44的下部。换言之，地板侧伸展部36背衬于通道加强件44。因此，地板侧伸展部36的向车室22内的载荷被通道加强件44承受，抑制地板侧伸展部36进入车室22内。
当前碰撞进一步发展时，如图8所例示，作为倾斜面的梁侧伸展部34的相对面34A与地板侧伸展部36的相对面36A将悬架梁16向下方引导。也就是说，梁侧伸展部34相对于地板侧伸展部36向下方且向后方滑动，由此，悬架梁16向下方且向后方掉落。由此，能够避免悬架梁16进入车室22内。
<本实施方式的另一技术方案>
此外，在图1～图8中，将梁侧伸展部34、34与地板侧伸展部36、36各自设为独立的一个部件，但也可以采用其他方式。例如，如图9所例示，也可以将梁侧伸展部34(梁侧扩张部件)和地板侧伸展部36(地板侧扩张部件)分别设为一个部件。
地板侧伸展部36设置于前围板下部40B和地板面板38中的至少一方的下表面的、比电池单元18的前表面18A位于前方的位置。地板侧伸展部36具备一对地板侧突出部37、37，所述一对地板侧突出部37、37在车辆宽度方向上隔着高压电缆30而配置且向下方突出。地板侧突出部37、37的相对面36A的构造可以与图4所示的地板侧伸展部36、36的相对面36A的构造相同。
另外，梁侧伸展部34设置于悬架梁16的后端缘16C。梁侧伸展部34在悬架梁16的后端缘16C中的、与一对地板侧突出部37、37在车辆前后方向相对的位置具备向上方突出的一对梁侧突出部35、35。梁侧突出部35、35的相对面34A的构造可以与图4所示的梁侧伸展部34、34的相对面34A的构造相同。
此外，本公开不限定于以上所说明的实施方式，包括不脱离由权利要求书规定的本公开的技术范围或本质的所有变更和修正。

Claims (5)

1.一种车辆前部构造，具备：
电池单元，该电池单元设置于车室的地板下；
电力变换单元，该电力变换单元设置于车室前方的发动机舱；
悬架梁，该悬架梁设置于所述电力变换单元的下方且设置于所述电池单元的前方；以及
高压电缆，该高压电缆从所述电池单元前表面向上方且向前方延伸设置并与所述电力变换单元连接，
在构成车室的地板的前围板下部和地板面板中的至少一方的下表面的、比所述电池单元前表面靠前方的位置，向下方突出设置有在车辆宽度方向上隔着所述高压电缆的一对地板侧扩张部件，
在所述悬架梁的后端缘中的、与所述一对地板侧扩张部件在车辆前后方向上相对的位置，向上方突出设置有一对梁侧扩张部件。
2.根据权利要求1所述的车辆前部构造，
所述一对地板侧扩张部件与所述一对梁侧扩张部件的、在车辆前后方向上相对的相对面是朝向车辆后方而朝向下方倾斜的倾斜面。
3.根据权利要求2所述的车辆前部构造，
所述一对梁侧扩张部件的相对面比所述一对地板侧扩张部件的相对面更偏向水平地倾斜。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的车辆前部构造，
在所述前围板下部和所述地板面板的至少一方中的、在上表面设置有加强部件的部分之下，设置所述一对地板侧扩张部件。
5.一种车辆前部构造，具备：
电池单元，该电池单元设置于车室的地板下；
电力变换单元，该电力变换单元设置于车室前方的发动机舱；
悬架梁，该悬架梁设置于所述电力变换单元的下方且设置于所述电池单元的前方；以及
高压电缆，该高压电缆从所述电池单元前表面向上方且向前方延伸设置并与所述电力变换单元连接，
在构成车室的地板的前围板下部和地板面板中的至少一方的下表面的、比所述电池单元前表面靠前方的位置设置有地板侧扩张部件，所述地板侧扩张部件具备一对地板侧突出部，所述一对地板侧突出部在车辆宽度方向上隔着所述高压电缆而配置并且向下方突出，
在所述悬架梁的后端缘中的、与所述一对地板侧突出部在车辆前后方向上相对的位置设置有梁侧扩张部件，所述梁侧扩张部件具备向上方突出的一对梁侧突出部。
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