CN113120093B - 车身下部构造 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车身下部构造，在门槛的旁边具备电源和能量吸收构件(EA构件)，相对于具有下凸缘的门槛能够采用简单的构造的EA构件。本说明书公开的车身下部构造具备门槛、电源、能量吸收构件(EA构件)。门槛在车身的侧方下部沿车辆前后方向延伸。门槛具有向下延伸的凸缘(下凸缘)。电源配置于门槛的旁边。EA构件与电源连结，并且位于门槛之下。EA构件经由套环固定于各个门槛。套环的高度(套环的比EA构件靠上方的高度)大于下凸缘的高度。

Description

车身下部构造
技术领域
本说明书公开的技术涉及车身下部构造。尤其涉及在门槛的旁边配置有电源的车身的下部构造。
背景技术
在电动汽车中，有时将向行驶用的电动机供给电力的电源配置于门槛的旁边。需要说明的是，电源是蓄电池、燃料电池等。门槛是在车身的侧方下部沿车身的前后方向延伸的框架(中空的梁)。门槛有时也被称为侧梁。
为了保护电源免受侧方碰撞的冲击，有时在电源的侧方配置吸收冲击的能量的部件(能量吸收构件)。在日本特开2013-133046号公报(文献1)、日本特开2018-75939号公报(文献2)中公开了能量吸收构件的例子。能量吸收构件沿车身的前后方向延伸，并与门槛和电源连结。能量吸收构件固定于门槛的底板。以下，为了简化说明，将能量吸收构件称为EA构件(Energy Absorbing构件)。
发明内容
门槛由门槛内板和门槛外板构成。门槛内板和门槛外板具备向下延伸的凸缘(下凸缘)和向上延伸的凸缘(上凸缘)，各个下凸缘彼此接合，各个上凸缘彼此接合。接合在一起的下凸缘从门槛的底板向下延伸。在文献1所公开的构造中，EA构件仅配置于比下凸缘靠车身中心处。如果是这样的构造，则难以得到EA构件的足够的宽度，有可能无法充分地吸收冲击的能量。在文献2所公开的构造中，以夹着下凸缘的方式配置有两个EA构件。在下凸缘的两侧配置EA构件的构造不得不变得复杂。本说明书提供一种车身下部构造，相对于具备下凸缘的门槛，能够采用具有足够的宽度并且构造简单的EA构件。
本说明书公开的车身下部构造具备：中空的门槛，配置于车身的侧方下部，并沿车身前后方向延伸；电源，配置于所述门槛的旁边；能量吸收构件，位于所述门槛之下并且与所述电源连结；及套环，配置在所述门槛与所述能量吸收构件之间。所述门槛具备从该门槛的底板向下方延伸的凸缘。所述套环的比所述能量吸收构件靠上方的高度大于所述凸缘的高度。
根据本说明书公开的车身下部构造，通过将套环夹在门槛的底板与EA构件之间，能够在下凸缘的下方将EA构件固定于门槛。由于EA构件位于下凸缘的下方，因此能够采用简单的构造的EA构件。
套环的一个方式如下。套环贯通EA构件的上板。套环的上端与门槛的底板抵接，下端与EA构件的下板抵接。门槛和EA构件通过穿过套环的螺栓而紧固在一起。能够用一根螺栓将门槛、EA构件和套环相互固定。
本说明书公开的车身下部构造还可以具备从电源延伸的支承板，支承板通过螺栓而与能量吸收构件紧固在一起。能够用一个螺栓将门槛、EA构件、支承板(电源)和套环相互固定。
EA构件也可以包括第一EA构件和位于第一EA构件与电源之间的第二EA构件。第一EA构件、第二EA构件和支承板也可以通过别的螺栓而紧固在一起。将EA构件分为固定于门槛的第一EA构件和配置于电源侧的第二EA构件。仅通过更换第一EA构件就能够将同一体型的电源并入到不同车宽的车身。
本说明书所公开的技术的细节和进一步的改进将在以下的“具体实施方式”中进行说明。
附图说明
图1是车身的立体图。
图2是沿图1的平面II剖切所得的车身的剖视图。
图3是车身的仰视图。
图4是隔板的立体图。
图5是中柱下部的侧视图。
图6是隔板的变形例的立体图。
具体实施方式
参照附图来说明实施例的车身下部构造3。图1表示车身2的立体图。另外，图1的坐标系的“左”表示从车身2的后方观察前方时的“左”。在之后的图中，坐标系的“左”的含义也相同。
车身2具备一对门槛10。一对门槛10分别配置于车身2的车宽方向的各个侧方下部。门槛10为细长形状，沿车身2的前后方向延伸。在各个门槛10的长边方向的大致中央连接有中柱51的下端。一对门槛10及中柱51是确保车身的强度的框架的一种。门槛10通过金属板(典型的是钢板)的冲压加工而制成。
在一对门槛10之间配置有电池组40和地板面板50。换言之，在各个门槛10的旁边配置有电池组40和地板面板50。电池组40包含有大量的电池单元。大量的电池单元串联连接，能够进行高电压的输出。电池组40(电池单元)向未图示的行驶用电动机供给电力。
地板面板50相当于驾驶室的地板。在地板面板50的车宽方向W的两端分别被固定于一对门槛10中的各自。电池组40配置于地板面板50之下。详细情况将后述，沿着各个门槛10配置有能量吸收构件(在图1中未图示)，电池组40经由能量吸收构件支承于一对门槛10。电池组40也可以在经由能量吸收构件支承于门槛10的同时，经由地板面板50支承于门槛10。
能量吸收构件配置于电池组40的车宽方向的两侧。如上所述，为了便于说明，将能量吸收构件称为EA构件(Energy Absorbing构件)。
将沿图1的平面II剖切车身2所得的截面示于图2。图2示出了车身2的左侧的车身下部构造3。如上所述，电池组40在车身2的右下和左下分别经由EA构件20(能量吸收构件20)固定于门槛10。以下，说明车身2的左侧的下部构造。车身2左右对称，车身2的右侧的下部构造也与图2相同。即，实施例的车身下部构造3具备一对门槛10和一对EA构件20，各个EA构件20沿着对应的门槛10配置。下面，对车身2的左侧的一个门槛10和固定于该门槛的一个EA构件20进行说明。
电池组40包括下罩41、上罩42和多个电池单元43。由下罩41和上罩42形成了容器，并在其中收容有多个电池单元43。下罩41和上罩42分别具备凸缘，凸缘彼此接合，由此下罩41和上罩42构成了一个容器。
门槛10由门槛内板11和门槛外板12构成。门槛内板11呈朝向侧方的有棱角的U字形状(槽形状)，并且具有下凸缘11a和上凸缘11b。下凸缘11a从门槛内板11的朝向侧方的U字的下侧缘向下方延伸，上凸缘11b从门槛内板11的朝向侧方的U字的上侧缘向上方延伸。门槛外板12也具有与门槛内板11相同的形状，具有与门槛内板11的下凸缘11a和上凸缘11b分别对向的下凸缘12a和上凸缘12b。焊接下凸缘11a、12a，并焊接上凸缘11b、12b，由此完成中空的方筒形状的门槛10。在图2中，为了有助于理解，门槛外板12从门槛内板11分离而进行描绘。
在门槛10的内部配置有隔板60。隔板60是提高门槛10的强度的加强部件。隔板60在接合门槛内板11和门槛外板12之前被安装于门槛内板11的内侧。隔板60通过焊接或通过螺栓(未图示)而固定于门槛内板11。在隔板60的内侧通过焊接而固定有螺母32。关于隔板60将在后面叙述。
EA构件20由第一EA构件21和第二EA构件22构成。第一EA构件21配置于门槛10之下。第二EA构件22配置在第一EA构件21与电池组40之间。第一EA构件21固定于门槛10。第二EA构件22与第一EA构件21连结，并且还与电池组40连结。
EA构件20(第一EA构件21和第二EA构件22)呈中空的方筒形状。换言之，EA构件20(第一EA构件21和第二EA构件22)是中空的梁。EA构件20吸收车辆发生了侧方碰撞时的能量，保护电池组40。EA构件20通过因碰撞的冲击而在车宽方向上压溃来吸收碰撞能量。门槛10也有助于碰撞能量的吸收，但仅通过门槛10有可能无法充分地吸收尽碰撞能量。因此，沿着门槛10配置中空的EA构件20。
EA构件20的强度通过模拟等而被预先决定成有效地吸收碰撞能量。第一EA构件21的内部空间由连结第一EA构件21的上板23和下板24的多个分隔板25划分为几个单元空间CS。通过适当地选定分隔板25的数量和厚度，能够调整第一EA构件21的强度。EA构件20的强度被设定为至少低于电池组40的强度。
如上所述，第一EA构件21配置于门槛10的下方。另一方面，门槛10具备从底板13向下方延伸的下凸缘11a(12a)。第一EA构件21必须避免与下凸缘11a(12a)的干涉而配置。如果将第一EA构件21分为下凸缘11a(12a)的内侧部分和外侧部分，则EA构件的构造变得复杂。在此，所谓“下凸缘11a(12a)的内侧部分”意味着在车宽方向上比下凸缘11a(12a)更靠近车辆中心侧的部分(第一EA构件21的一部分)。同样地，所谓“下凸缘11a(12a)的外侧部分”，意味着在车宽方向上比下凸缘11a(12a)更远离车辆中心侧的部分(第一EA构件21的一部分)。
实施例的车身下部构造3通过在第一EA构件21与门槛10之间配置套环30来避免第一EA构件21与下凸缘11a(12a)的干涉。通过将第一EA构件21配置于比下凸缘11a(12a)靠下方处，能够实现形状简单且比下凸缘11a(12a)更向车宽方向的外侧伸出的第一EA构件21。
套环30是金属制的圆筒。换言之，套环30是用于在门槛10与第一EA构件21之间确保间隙的间隔件。如图2所示，套环30的比第一EA构件21靠上方的高度h1比下凸缘11a(12a)的高度h2大。通过套环30，能够在门槛10的底板13与第一EA构件21的上板23之间确保距离h1的间隙。由于下凸缘11a(12a)的高度为h2(＜h1)，因此下凸缘11a(12a)不会与第一EA构件21发生干涉。因此，作为第一EA构件21能够采用简单的方筒形状，由此能够抑制制造成本。
说明套环30的周边的构造。套环30贯穿了设置在第一EA构件21的上板23的孔23a。套环30的上端与门槛10的底板13的下表面抵接。套环30的下端与第一EA构件21的下板24的上表面抵接。第一EA构件21、门槛10和隔板60通过穿过套环30的螺栓31和螺母32而紧固在一起，由此相互固定。
当在行驶过程中电池组40上下振动时，套环30也上下振动，对门槛10施加上下方向的振动载荷。由于在套环30与螺母32之间夹有底板13和隔板60，所以由从套环30施加的振动载荷引起的门槛10的挠曲小。
从电池组40的下表面朝向车宽方向的外延伸有支承板44。支承板44也通过螺栓31和螺母32而与第一EA构件21紧固在一起，由此相互固定。通过将从电池组40延伸的支承板44固定于第一EA构件21，从而电池组40被牢固地固定于EA构件20。
对第一EA构件21和第二EA构件22的连结构造进行说明。从第一EA构件21的上板23的端部朝向车宽方向的中心延伸有凸缘26。第二EA构件22通过螺栓33和螺母34而固定于第一EA构件21的凸缘26。从电池组40延伸的支承板44也通过螺栓33而固定于第二EA构件22。第二EA构件22被第一EA构件21的凸缘26和电池组40的支承板44所夹并固定。第二EA构件22粘接于电池组40的下罩41的侧面。电池组40和第二EA构件22通过粘接剂和螺栓33而被牢固地连结。
EA构件20被分割为固定于门槛10的第一EA构件21和粘接于电池组40的第二EA构件22。第二EA构件22能够相对于第一EA构件21拆装。EA构件20通过从宽度不同的多个第二EA构件之中选择适当宽度的第二EA构件，并将选择出的第二EA构件22与第一EA构件21组合，由此能够应对不同车宽的多个汽车。
图3表示车身2的仰视图。EA构件20(第一EA构件21)和门槛10通过在车辆前后方向上配置的多个螺栓31而紧固在一起。如图2所示，多个螺栓31分别穿过套环30，并且将第一EA构件21固定于门槛10。通过紧固在一起，EA构件20(第一EA构件21)和门槛10通过较少数量的螺栓而被牢固地连结。在图3中省略了套环30的图示。
在门槛10的内部沿着车辆前后方向配置有多个隔板60，各个隔板60也通过螺栓31而与EA构件20(第一EA构件21)紧固在一起。一根一根的螺栓31将EA构件20(第一EA构件21)固定于门槛10，并且将一个隔板60固定于门槛10。与将EA构件20和隔板60分别单独地固定于门槛10的构造相比，上述的构造简单，能够实现轻量化。
电池组40所具备的多个支承板44也沿着车辆前后方向排列。各个支承板44从电池组40朝向车宽方向的外侧延伸。各个支承板44通过螺栓31、33而固定于EA构件20(第一EA构件21和第二EA构件22)。
在电池组40的下罩41设有沿车宽方向延伸的横梁45。横梁45是设置于下罩41的细长的凸部。支承板44与横梁45的端部连结。在横梁45的端部安装支承板44，该支承板44固定于EA构件20，由此，电池组40与EA构件20的连结构造的强度提高。
对隔板60进行说明。隔板60是将一张金属板折弯而制成的加强部件。隔板60也通过螺栓31而与EA构件20(第一EA构件21)紧固在一起。通过紧固在一起，能够高效地固定隔板60。
在图4示出隔板60的立体图。隔板60由底板61、顶板62、一对侧板63、背板64构成。在底板61设有供螺栓31穿过的贯通孔65。图2所示的螺母32以中心线与贯通孔65一致的方式焊接于底板61。图4中省略了螺母32的图示。
隔板60在构成门槛10的门槛内板11和门槛外板12被接合之前安装于门槛内板11的内侧。
如上所述，在门槛10之中配置有多个隔板60。在图5示出中柱51(参照图1)的下部的侧视图。在图5中，门槛10、第一EA构件21、套环30、支承板44、螺栓31描绘出截面。如图5所示，在中柱51之下也配置有隔板60。换言之，多个隔板60中的至少一个配置成在从上下方向观察时与中柱51重叠。中柱51是确保车身2的强度的框架的一种。特别是，中柱51确保针对车的侧翻的强度。通过在中柱51之下配置隔板60，针对车的侧翻的强度提高。
如上所述，隔板60由金属板通过弯曲加工而形成。图4是表示隔板60的形状的示意图，省略了详细的形状。图4的形状是隔板60的一例，隔板也可以如图6(A)至图6(C)的隔板60a至60c那样为各种形状。
对与实施例中所说明的技术相关的注意点进行说明。EA构件20(第一EA构件21、第二EA构件22)的用与车辆前后方向交叉的平面剖切所得的截面形状与车辆前后方向的位置无关而相同。EA构件20(第一EA构件21、第二EA构件22)通过金属(典型的是铝)的挤压成形而制成。
一个隔板60通过一根螺栓31而固定于门槛10。一个隔板60也可以通过多个螺栓而固定于门槛10。也可以是固定一个隔板60的多个螺栓分别穿过套环30，各个螺栓经由套环30将EA构件20固定于门槛10的构造。也可以通过多个螺栓而将一个支承板44相对于一个隔板60紧固在一起。
电池组40是电源的一例。电池组40收容有多个电池单元。配置于门槛10的旁边的电源不限于电池组40，也可以是收容有燃料电池或电容器的设备。
EA构件20(第一EA构件21和第二EA构件22)是呈中空的方筒形状的梁。因此，“第一EA构件”也可以称为“第一中空梁”，“第二EA构件”也可以称为“第二中空梁”。
以上，对本发明的具体例进行了详细说明，但这些只不过是例示，并非限定权利要求的范围。权利要求书中所记载的技术包括对以上例示的具体例进行各种变形、变更后的技术。在本说明书或附图中所说明的技术要素单独或通过各种组合发挥技术上的实用性，并不限定于申请时权利要求所记载的组合。另外，在本说明书或附图中所例示的技术能够同时实现多个目的，并且达成其中的一个目的的技术方案其本身便具有技术上的实用性。

Claims (5)

1.一种车身下部构造，具备：
中空的门槛，配置于车身的侧方下部，并沿车身前后方向延伸；
电源，配置于所述门槛的旁边；
能量吸收构件，位于所述门槛之下并且与所述电源连结；及
套环，配置在所述门槛与所述能量吸收构件之间，
所述门槛具备从该门槛的底板向下方延伸的凸缘，
所述套环的比所述能量吸收构件靠上方的高度大于所述凸缘的高度，
所述能量吸收构件相比所述凸缘朝向车宽方向的外侧延伸。
2.根据权利要求1所述的车身下部构造，其中，
所述套环贯通所述能量吸收构件的上板，
所述套环的上端与所述门槛的底板抵接，并且下端与所述能量吸收构件的下板抵接，
所述门槛和所述能量吸收构件通过穿过所述套环的螺栓而紧固在一起。
3.根据权利要求2所述的车身下部构造，其中，
所述车身下部构造具备从所述电源延伸的支承板，所述支承板通过所述螺栓而与所述能量吸收构件紧固在一起。
4.根据权利要求3所述的车身下部构造，其中，
所述能量吸收构件包括第一能量吸收构件和位于所述第一能量吸收构件与所述电源之间的第二能量吸收构件，
所述第一能量吸收构件、所述第二能量吸收构件和所述支承板通过别的螺栓而紧固在一起。
5.根据权利要求1所述的车身下部构造，其中，
所述能量吸收构件是中空梁。
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