CN111196313B

CN111196313B - 车辆前部结构

Info

Publication number: CN111196313B
Application number: CN201910993593.9A
Authority: CN
Inventors: 清水和贵
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-10-30
Filing date: 2019-10-18
Publication date: 2022-05-10
Anticipated expiration: 2039-10-18
Also published as: US20200130495A1; CN111196313A; US11565578B2; JP7167630B2; EP3647163B1; EP3647163A1; JP2020069845A

Abstract

本发明提供一种车辆前部结构，具备：蓄电池壳体，其被搭载于车辆的地板下方；前纵梁，其在与蓄电池壳体相比靠车辆前方处沿车辆前后方向延伸；侧梁，其被配置在与蓄电池壳体相比靠车辆前方处；第一连结部件，其对蓄电池壳体与前纵梁进行连结；第二连结部件，其对蓄电池壳体与侧梁进行连结，且与蓄电池壳体的前端面及侧梁的后端面在前后方向上对置。

Description

车辆前部结构

技术领域

本公开内容涉及一种车辆前部结构。

背景技术

在日本特开2017-197018号公报中公开了一种车辆前部结构，该车辆前部结构具备：蓄电池壳体，其对被配置于车辆的地板下方的蓄电池的外周进行覆盖；悬架构件，其被配置于蓄电池壳体的车辆前方；平板状的托架，其对蓄电池壳体的车辆前端部与悬架构件的后端部进行连结。

在日本特开2017-197018号公报中，在发生车辆的正面碰撞时，碰撞载荷从悬架构件经由托架而朝向蓄电池壳体被传递。因此，能够提高发生正面碰撞时的车辆的耐冲击性，并能够减小车辆的变形量。

然而，在日本特开2017-197018号公报所记载的车辆下部结构中，蓄电池壳体的下表面与悬架构件的下表面通过平板状的托架而被连结。因此，由于在发生车辆正面碰撞时，无法将车辆前后方向的力的成分从在悬架构件的后端处与车辆前后方向大致垂直地形成的后端面而传递到在蓄电池壳体的前端处与车辆前后方向大致垂直地形成的前端面，因此，有可能会抑制向蓄电池壳体的碰撞载荷的传递。

发明内容

本公开内容提供一种在发生车辆的正面碰撞时将被输入至悬架构件的载荷有效地传递到蓄电池壳体的车辆前部结构。

本公开内容的第一方式具备：蓄电池壳体，其被搭载于车辆的地板下方；前纵梁，其在与所述蓄电池壳体相比靠车辆前方处在车辆前后方向上延伸；侧梁，其构成悬架构件的一部分，且在车辆前后方向上延伸，所述悬架构件被配置在与所述蓄电池壳体相比靠车辆前方处；第一连结部件，其对所述蓄电池壳体与所述前纵梁进行连结；第二连结部件，其对所述蓄电池壳体的车辆前后方向前端部与所述侧梁的车辆前后方向后端进行连结，在俯视观察以及侧面观察时与所述蓄电池壳体在车辆前后方向上对置，且在俯视观察以及侧面观察时与所述侧梁在车辆前后方向上对置。

根据第一方式所涉及的车辆前部结构，第二连结部件对蓄电池壳体与侧梁进行连结。此外，第二连结部件与侧梁后端面及蓄电池壳体前端面在车辆前后方向上对置。因此，在发生车辆的正面碰撞时，载荷传递以从悬架构件的后端面起经由第二连结部件而传向蓄电池壳体的前端面的方式而进行。

此外，第一连结部件对蓄电池壳体与前纵梁进行连结。因此，在正面碰撞时被输入至前纵梁的载荷会经由第一连结部件而被传递至蓄电池壳体上。

本公开内容的第二方式为，在第一方式中，所述前纵梁的车辆前后方向后端与所述侧梁的车辆前后方向后端以在车辆宽度方向上偏移了的方式而被配置。

根据第二方式所涉及的车辆前部结构，前纵梁的车辆前后方向后端与侧梁的车辆前后方向后端在车辆宽度方向上分离。因此，在蓄电池壳体上，能够使正面碰撞时被输入载荷的部位分散。

本公开内容的第三方式为，在第一方式或第二方式中，在所述第二连结部件的车辆前后方向前端部处，具有向车辆前方延伸出的一对支承部，所述侧梁后端部被插入到所述支承部中。

根据第三方式所涉及的车辆前部结构，由于侧梁后端部被插入到第二连结部件的支承部中，因此抑制了侧梁与第二连结部件的位置偏移。

本公开内容的第四方式为，在第三方式中，所述支承部对所述侧梁的车辆宽度方向两侧面进行支承，并且，所述侧梁与所述支承部通过从车辆宽度方向外侧被插入的结合部件而被结合。

根据第四方式所涉及的车辆前部结构，第二连结部件的支承部与侧梁从车辆宽度方向外侧被结合。因此，在进行侧梁与蓄电池壳体的组装或拆卸时，能够从车辆宽度方向外侧进行作业。

本公开内容的第五方式为，在第三方式或第四方式中，所述第二连结部件具有：一对传递部，其从所述一对支承部各自的后端起向车辆前后方向后方延伸；后壁部，其在车辆宽度方向上对所述一对传递部的后端进行连结；第一肋材，其在所述后壁部的车辆前后方向前方处对所述一对传递部进行连结；第二肋材，其对第一接合部与所述后壁部进行连结，所述第一接合部对所述一对传递部的一侧与所述第一肋材进行接合；第三肋材，其对第二接合部与所述第二肋材的后端进行连结，所述第二接合部对所述一对传递部的另一侧与所述第一肋材进行接合，接合有所述第二肋材与所述第三肋材的第三接合部与所述侧梁的后端在车辆上下方向上重叠。

根据第五方式所涉及的车辆前部结构，第二连结部件具备传递部、第一肋材、第二肋材及第三肋材。因此，第二连结部件成为轻量且高刚性的结构。此外，由于第三接合部与侧梁的后端在车辆上下方向上重叠，因此能够将发生正面碰撞时被输入到侧梁上的载荷经由传递部、第一肋材、第二肋材及第三肋材而向蓄电池壳体进行传递。

本公开内容的第六方式为，在第五方式中，在车辆的俯视观察时，所述蓄电池壳体在车辆前后方向前端部处具有角部，所述第三接合部与所述角部在车辆前后方向上对置。

根据第六方式所涉及的车辆前部结构，能够利用蓄电池壳体的角部来承受载荷，从而能够使载荷在蓄电池壳体的车辆前后方向及车辆宽度方向上进行分散。

本公开内容的第七方式为，在第一方式至第六方式中的任意一个方式中，所述侧梁的车辆上下方向上的形心高度与所述蓄电池壳体的车辆上下方向上的形心高度一致。

根据第七方式所涉及的车辆前部结构，在正面碰撞时能够于侧梁与蓄电池壳体的形心彼此间进行载荷传递，从而能够使悬架构件有效地承受来自蓄电池壳体的反力。

根据第一方式所涉及的车辆前部结构，由于能够将正面碰撞时被输入至悬架构件的载荷有效地传递到蓄电池壳体，因此能够提高车辆的耐冲击性。

根据第二方式所涉及的车辆前部结构，通过使蓄电池壳体中被输入载荷的位置分散，从而能够抑制蓄电池壳体的损伤。

根据第三方式所涉及的车辆前部结构，由于能够将正面碰撞时被输入至悬架构件的载荷更加有效地传递到蓄电池壳体，因此能够进一步提高车辆的耐冲击性。

根据第四方式所涉及的车辆前部结构，在进行侧梁与蓄电池壳体的组装或拆卸时，能够提高作业性。

根据第五方式所涉及的车辆前部结构，能够同时实现第二连结部件的轻量化和高刚性化。此外，由于能够将正面碰撞时被输入至悬架构件的载荷更加有效地传递到蓄电池壳体，因此能够进一步提高车辆的耐冲击性。

根据第六方式所涉及的车辆前部结构，由于能够使被输入至蓄电池壳体的载荷在车辆前后方向及车辆宽度方向上分散，因此能够抑制蓄电池壳体的损伤。

根据第七方式所涉及的车辆前部结构，由于通过使受到反力的悬架构件进行轴压缩从而促进了冲击吸收，因此能够进一步提高车辆的耐冲击性。

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为表示应用了第一实施方式的车辆前部结构的车辆的前部的概要的侧视图。

图2为从下方对第一实施方式的车辆前部结构进行观察时的图。

图3为应用了第一实施方式的车辆前部结构的车辆的前部的侧视图。

图4为表示第一实施方式的车辆前部结构中的蓄电池托架的结构的立体图。

图5为第一实施方式的车辆前部结构中的蓄电池托架周边的俯视图。

图6为第二实施方式的车辆前部结构中的蓄电池托架周边的俯视图。

具体实施方式

参照图1～图6而对本公开内容的实施方式所涉及的车辆前部结构进行说明。另外，以箭头标记UP来表示车辆上下方向上侧，以箭头标记FR来表示车辆前后方向前侧，以箭头标记RH来表示车辆宽度方向且车辆右侧，以箭头标记LH来表示车辆宽度方向且车辆左侧。此外，在以下的说明中，在使用前后、上下、左右的方向的情况下，只要没有特别预先说明，则设为表示车辆前后方向的前后、车辆上下方向的上下、车辆行进方向的左右。

<第一实施方式>

如图1所示，本实施方式所涉及的车辆前部结构12被应用于电动汽车的车辆10的前部，并具备车辆前部室12A及车厢12B。车辆前部室12A被配置在车辆前方，且对电子部件等的各种部件进行收纳。车厢12B以与车辆前部室12A的车辆后方邻接的方式被配置，并且车厢12A与车厢12B通过车厢前壁(省略图示)而被分隔开。

在车辆前部室12A中，配置有左右一对前纵梁14。如图1及图2所示，前纵梁14为，在车辆10的车辆宽度方向的两侧部于前后方向上延伸的封闭截面状的车辆框架部件。

在前纵梁14的前后方向前端安装有保险杠加强件16。保险杠加强件16在车辆宽度方向上延伸，并对一对前纵梁14的前端进行连结。前纵梁14的后端被连结在将在下文中叙述的蓄电池前侧部48上。

在前纵梁14的上下方向下方配置有前部悬架构件20。前部悬架构件20具有左右一对侧梁22、前横向构件24及后横向构件26。

如图2所示，侧梁22的后端以与前纵梁14的后端相比向车辆宽度方向内侧偏移了的方式被配置。此外，各自的侧梁22的前后方向中央部成为在俯视观察时随着趋向于后方而朝向车辆宽度方向内侧平缓地弯曲的形状。此外，在侧梁22的车辆宽度方向内侧搭载有电机单元(省略图示)。

一对侧梁22的前端部通过前横向构件24而在车辆宽度方向上被连结。此外，一对侧梁22通过被配置于与前横向构件24相比靠后方的后横向构件26而在车辆宽度方向上进行连结。

前横向构件24的车辆宽度方向两端部从车辆下方侧通过螺栓28而与侧梁22结合。此外，后横向构件26的车辆宽度方向两端部从车辆下方侧通过螺栓29而与侧梁22结合。

如图3所示，一对侧梁22以在前后方向上延伸、并且在上下方向上与前纵梁14分离的方式而被配置。

在一对侧梁22的各自的前端部上连结有下侧部构件30。下侧部构件30从侧梁22的前端部起朝向前方而延伸。

在下侧部构件30的前端部上安装有下保险杠加强件32。下保险杠加强件32在车辆宽度方向上延伸，并对一对下侧部构件30的前端进行连结。此外，下保险杠加强件32被配置在保险杠加强件16的下方。

在本实施方式中，侧梁22及下侧部构件30通过铝挤压部件而被制造出。此外，前横向构件24及后横向构件26通过铝压铸件而被制造出。

在图2中，在车厢12B的下方且车辆宽度方向外侧的区域配置有左右一对下边梁36。下边梁36为在前后方向上延伸的封闭截面状的车辆框架部件。另外，为了方便起见，在图1及图3中，以省略下边梁36的方式而进行记载。

在一对下边梁36之间设置有蓄电池壳体40。蓄电池壳体40被配置于在车厢12B的下侧，且具有底板42及蓄电池框部44。

底板42被设为大致长方形的板状，并从下侧对蓄电池壳体40的整体进行覆盖。此外，底部42的前侧两侧部在俯视观察时随着趋向于车辆宽度方向外侧而向后方倾斜。

蓄电池框部44被设为具有固定的高度的框状，且沿着底板42的外缘而配置。此外，在蓄电池框部44的前端面两侧部上形成有角部44A及角部44B，所述角部44A及角部44B在俯视观察时随着趋向于车辆宽度方向外侧而向后方倾斜。

另外，在本实施方式中，对具有角部44A的车辆左侧进行说明。而对于车辆右侧，由于其为同样的结构因此省略说明。

在蓄电池框部44的内侧区域的底板42上收纳有蓄电池46。蓄电池46被蓄电池框部44包围。

蓄电池前侧部48(第一连结部件)被设置在蓄电池框部44的车辆宽度方向两侧，并对蓄电池框部44前端与前纵梁14后端进行连结。蓄电池前侧部48具有底部48A和倾斜部48B，所述底部48A的下表面从蓄电池框部44起沿着底板42而向前方延伸，所述倾斜部48B的下表面从底部48A的前端向前方斜上侧延伸。

底部48A通过螺栓(省略图示)而从车辆下侧与底板42结合，且底部48A的后侧面与蓄电池框部44的前端面相接。在倾斜部48B的前端形成有前向面48B1，所述前向面48B1在车辆上下方向上立起且朝向前方。在前向面48B1上连结有前纵梁14的后端。

此外，如图3所示，前部悬架构件20的侧梁22和蓄电池壳体40以使各自的形心高度在车辆上下方向上对齐的方式而被配置。

侧梁22和蓄电池壳体40通过蓄电池托架50(第二连结部件)而被连结。如图4所示，蓄电池托架50通过侧壁部52及后壁部54和加强肋56而构成。此外，在蓄电池托架50中使用了铝挤压部件。

侧壁部52由两片平板状部件构成，所述两片平板状部件以在车辆宽度方向上分离的方式而被配置，且具有相对于车辆宽度方向大致垂直的面。侧壁部52由支承部52A、和从支承部52A向后方延伸的传递部52B而构成。

在各个支承部52A上，在车辆上下方向上排列设置有两个贯穿孔，所述贯穿孔在车辆宽度方向上贯穿。如后述的那样，侧梁22的后端部被插入于各个支承部52A之间。此外，侧梁22的后端抵接在下文叙述的第一加强肋56A上。并且，传递部52B从支承部52A各自的后端起朝向车辆后方而与车辆前后方向大致平行地延伸。

后壁部54为，对传递部52B各自的后端进行连结、且在车辆宽度方向上延伸的板状的部件。后壁部54与各自的传递部52B相比向车辆宽度方向外侧延伸，并且在车辆宽度方向中央部具有屈曲点58，所述屈曲点58在俯视观察时向车辆后方成为凹陷。

加强肋56被配置在各个侧壁部52之间、且后壁部54的车辆前方。加强肋56由各自具有平板形状的第一加强肋56A、第二加强肋56B和第三加强肋56C构成。

第一加强肋56A具有相对于车辆前后方向而大致垂直的面。第一加强肋56A的车辆宽度方向两端通过第一接合部59A及第二接合部59B而与传递部52B接合。

第二加强肋56B和第三加强肋56C从各自起随着趋向于后方而向蓄电池托架50的宽度方向内侧倾斜。第二加强肋56B对第一接合部59A与后壁部54进行连结，第三加强肋56C对第二接合部59B与后壁部54进行连结。第二加强肋56B和第三加强肋56C各自的后端通过第三接合部59C而被接合。此外，蓄电池托架50的侧壁部52、后壁部54及加强肋56形成在俯视观察时由三个三角形构成的桁架。

接下来，对经由蓄电池托架50的、侧梁22与蓄电池壳体40的连结部的结构进行说明。如图5所示，在蓄电池托架50的各自的支承部52A之间插入有侧梁22的后端部，侧梁22的后端抵接在第一加强肋56A上。此外，支承部52A与侧梁22的后端部通过从车辆宽度方向外侧被插入的螺栓60和螺母(省略图示)而被结合。

侧梁22与第一加强肋56A在前后方向上被对置地配置。此外，第三接合部59C与侧梁22在车辆宽度方向和上下方向上被重叠地配置。

后壁部54与蓄电池框部44的前端面抵接，且屈曲点58与角部44A相接。后壁部54的车辆宽度方向两端部通过电弧焊而与蓄电池框部44的前端面被焊接在一起。

接下来，对第一实施方式的作用进行说明。在车辆10与障碍物等发生正面碰撞的情况下，碰撞载荷首先从车辆前方被输入到保险杠加强件16、下保险杠加强件32上。

碰撞载荷经由保险杠加强件16、前纵梁14而向蓄电池前侧部48被传递。此外，碰撞载荷经由下保险杠加强件32、下侧部构件30、侧梁22而向蓄电池托架50被传递。

在本实施方式中，蓄电池前侧部48及蓄电池托架50被配置在与蓄电池框部44在前后方向上对置的位置上。因此，蓄电池框部44能够经由蓄电池前侧部48及蓄电池托架50而承受来自前方的碰撞载荷，从而提高了车辆的耐冲击性。

此外，在本实施方式中，前纵梁14的车辆前后方向后端和侧梁22的车辆前后方向后端以在车辆宽度方向上偏移了的方式而被配置。因此，能够使蓄电池壳体40上被输入载荷的部位分散，从而对蓄电池壳体40的损伤进行抑制。

并且，在本实施方式中，侧梁22的后端被插入到蓄电池托架50上所设置的支承部52A中。因此，抑制了在蓄电池托架50与支承部52A之间所产生的位置偏移，从而有效地实施碰撞载荷的传递。

并且，在本实施方式中，支承部52A对侧梁22的车辆宽度方向两侧面进行支承，并且侧梁22与支承部52A通过从车辆宽度方向外侧被插入的螺栓60而被结合。因此，提高了对侧梁22和蓄电池托架50进行组装时的操作性。

并且，在本实施方式中，蓄电池托架50具备传递部52B、第一加强肋56A、第二加强肋56B及第三加强肋56C。因此，能够同时实现蓄电池托架50的轻量化和高刚性化。

并且，在本实施方式中，被形成于蓄电池托架50上的第三接合部59C与蓄电池框部44的角部44A在车辆前后方向上对置。因此，能够使正面碰撞时的载荷在蓄电池壳体40的车辆前后方向及车辆宽度方向上分散。

此外，在本实施方式中，侧梁22与蓄电池壳体40以使各自的形心高度在上下方向上对齐的方式而被配置。因此，能够在正面碰撞时使侧梁22的形心承受来自蓄电池壳体40的形心的反力，从而使侧梁22被有效地轴压缩。

<第二实施方式>

虽然在第一实施方式中，在蓄电池框部44上设置了角部44A、44B，但在第二实施方式中，在不具备所述角部44A、44B这一点上与第一实施例不同。如图6所示，本实施方式的后壁部54为，具有相对于车辆前后方向大致垂直的面的平板状的部件，且在前后方向上与蓄电池框部44的前端面对置。

在本实施例中，由于并没有在蓄电池框部44上设置角部44A、44B，因此能够确保蓄电池46的搭载容量，并且可以很容易地进行蓄电池壳体40及蓄电池托架50的成形。

另外，虽然在第一实施方式及第二实施方式中，使用了铝挤压部件来形成侧梁22、下侧部构件30及蓄电池托架50，并且使用了铝压铸件来形成前横向构件24、后横向构件26，但可以使用其他铝铸件、钢板等来形成。

此外，虽然在第一实施方式及第二实施方式中，在俯视观察及侧面观察时，蓄电池托架50整体在前后方向上与侧梁22及蓄电池壳体40对置，但也可以使至少一部分发生偏移。

此外，虽然在第一实施方式及第二实施方式中，将车辆10设为了电动汽车，但也可以为混合动力车等。

以上，虽然对本公开内容的实施方式进行了说明，但是本公开内容并不限定于上述内容，除了上述内容之外，显然也能够在不脱离其主旨的范围内进行各种改变而实施。

Claims

1.一种车辆前部结构，具备：

蓄电池壳体，其被搭载于车辆的地板下方；

前纵梁，其在与所述蓄电池壳体相比靠车辆前方处在车辆前后方向上延伸；

侧梁，其构成悬架构件的一部分，且在车辆前后方向上延伸，所述悬架构件被配置在与所述蓄电池壳体相比靠车辆前方处；

第一连结部件，其对所述蓄电池壳体与所述前纵梁进行连结；

第二连结部件，其对所述蓄电池壳体的车辆前后方向前端部与所述侧梁的车辆前后方向后端进行连结，且在俯视观察以及侧面观察时与所述蓄电池壳体在车辆前后方向上对置，且在俯视观察以及侧面观察时与所述侧梁在车辆前后方向上对置，

所述第二连结部件的车辆前后方向前端部具有向车辆前方延伸出的一对支承部，所述侧梁后端部被所述支承部支承，

所述第二连结部件具有：

一对传递部，其从所述一对支承部各自的后端起向车辆前后方向后方延伸；

后壁部，其在车辆宽度方向上对所述一对传递部的后端进行连结；

第一肋材，其在所述后壁部的车辆前后方向前方处对所述一对传递部进行连结；

第二肋材，其对第一接合部与所述后壁部进行连结，所述第一接合部对所述一对传递部的一侧与所述第一肋材进行接合；

第三肋材，其对第二接合部与所述第二肋材的后端进行连结，所述第二接合部对所述一对传递部的另一侧与所述第一肋材进行接合，

接合有所述第二肋材与所述第三肋材的第三接合部与所述侧梁的后端在车辆上下方向上重叠。

2.如权利要求1所述的车辆前部结构，其中，

所述前纵梁的车辆前后方向后端与所述侧梁的车辆前后方向后端以在车辆宽度方向上偏移了的方式而被配置。

3.如权利要求1或2所述的车辆前部结构，其中，

所述支承部对所述侧梁的车辆宽度方向两侧面进行支承，并且，所述侧梁与所述支承部通过从车辆宽度方向外侧被插入的结合部件而被结合。

4.如权利要求1或2所述的车辆前部结构，其中，

在车辆的俯视观察时，所述蓄电池壳体在车辆前后方向前端部处具有角部，所述第三接合部与所述角部在车辆前后方向上对置。

5.如权利要求1或2所述的车辆前部结构，其中，

所述侧梁的车辆上下方向上的形心高度与所述蓄电池壳体的车辆上下方向上的形心高度一致。