CN113635972A

CN113635972A - 电动车辆

Info

Publication number: CN113635972A
Application number: CN202110497742.XA
Authority: CN
Inventors: 桥田树德; 岛崎修; 末若大辅; 池田聪
Original assignee: Subaru Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Subaru Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-05-11
Filing date: 2021-05-08
Publication date: 2021-11-12
Anticipated expiration: 2041-05-08
Also published as: CN113635972B; US20210347241A1; JP7256147B2; US11701958B2; JP2021178528A

Abstract

本说明书公开的技术涉及一种具有行驶用电动机的电动车辆，该电动车辆配备有：车身，所述车身具有驾驶室及前车身；副车架，所述副车架被安装于前车身的下部，与前车身一起对悬架进行支承；以及蓄电池单元，所述蓄电池单元被安装于驾驶室的下部，向行驶用电动机供应电力。副车架具有在电动车辆的前后方向上延伸的纵梁，在纵梁的后端部被固定于车身的梁安装部。蓄电池单元具有向前后方向的前方突出的托架，在托架处被固定于车身的梁安装部。

Description

电动车辆

技术领域

本说明书公开的技术涉及具有行驶用电动机的电动车辆。

背景技术

在日本特开2019-10999号公报中公开了一种电动车辆。该电动车辆配备有：车身，所述车身具有驾驶室及前车身；副车架，所述副车架安装于前车身的下部，与前车身一起对悬架进行支承；以及蓄电池单元，所述蓄电池单元安装于驾驶室的下部，向行驶用电动机供应电力。副车架具有在电动车辆的前后方向上延伸的纵梁，在包含纵梁的后端部在内的多个部位处被固定于车身。

发明内容

在上述电动车辆中，在副车架的后方配置有蓄电池单元。采用这样的结构，在电动车辆发生前面碰撞时，存在着向后方移动的副车架会损伤蓄电池单元的风险。为了避免该风险，在电动车辆发生前面碰撞时，希望使副车架与车身之间的固定部分、特别是纵梁的后端部与车身之间的固定部分断裂，使纵梁的后端部从车身脱离。但是，为了在碰撞时使纵梁的后端部与车身之间的固定部分可靠地断裂，有必要在该固定部分处提高车身的耐力(不会发生塑性变形的耐受力)。即，当车身的耐力不足时，纵梁的后端部与车身之间的固定部分不会断裂，车身会产生塑性变形。为了提高车身的耐力，考虑使车身的结构坚固，但是，另一方面，这会使车身的重量增大。

鉴于上述情况，本说明书提供一种不使车身的重量增大，而能够在发生前面碰撞时保护蓄电池单元不受副车架影响的技术。

本说明书公开的技术在具有行驶用电动机的电动车辆中被实现。该电动车辆配备有：车身，所述车身具有驾驶室及前车身；副车架，所述副车架被安装于前车身的下部，与前车身一起对悬架进行支承；以及蓄电池单元，所述蓄电池单元被安装于驾驶室的下部，向行驶用电动机供应电力。副车架具有在电动车辆的前后方向上延伸的纵梁，在纵梁的后端部被固定于车身的梁安装部。蓄电池单元具有向前后方向的前方突出的托架，在托架处被固定于车身的梁安装部。

在上述电动车辆中，副车架的纵梁的后端部被固定于梁安装部，所述梁安装部设置于车身，设置于蓄电池单元的托架进而被固定于该梁安装部。根据这样的结构，通过车身的梁安装部被蓄电池单元的托架支撑，不改变车身自身的结构，就能够实质地提高车身的梁安装部的耐力。由此，在电动车辆发生前面碰撞时，纵梁的后端部与车身的梁安装部之间的固定部分变得容易断裂，能够更可靠地使纵梁的后端部从车身脱离。

附图说明

图1示意性地表示实施例的电动车辆10。

图2是副车架30的立体图。

图3是以侧视图表示在车身12的第一梁安装部50处的副车架30的右纵梁32的后端部32b与蓄电池单元18的第一托架52的位置关系的图。

图4是以俯视图表示在车身12的第一梁安装部50处的副车架30的右纵梁32的后端部32b与蓄电池单元18的第一托架52的位置关系的图。

图5是以侧视图表示在车身12的第二梁安装部56处的副车架30的左纵梁34的后端部34b与蓄电池单元18的第二托架58的位置关系的图。

图6是以俯视图的方式表示在车身12的第二梁安装部56处的副车架30的左纵梁34的后端部34b与蓄电池单元18的第二托架58的位置关系的图。

图7是示意性地表示从车身12的第一梁安装部50脱离的右纵梁32的后端部32b的动态的图。

具体实施方式

在本技术的一种实施方式中，纵梁的后端面的至少一部分也可以在前后方向上与蓄电池单元的托架的前端面相对向。根据这样的结构，纵梁的后端部与蓄电池单元的托架这两者成为沿着前后方向排列的那样的位置关系。由此，能够由蓄电池单元的托架阻挡更多的从纵梁向梁安装部输入的碰撞负荷。梁安装部的耐力变得更高，在电动车辆碰撞时，能够更可靠地使纵梁的后端部从车身脱离。

在上述实施方式中，副车架的纵梁的后端面也可以相对于蓄电池单元的托架的前端面至少在电动车辆的上下方向上偏置。根据这样的结构，在电动车辆的前面碰撞时，通过使从车身的梁安装部脱离的纵梁的后端部与蓄电池单元的托架抵接，能够使该后端部向蓄电池单元的上方或者下方逃离。

在上述实施方式中，副车架的纵梁的后端面也可以相对于蓄电池单元的托架的前端面在电动车辆的上下方向上向下侧偏置。根据这样的结构，在电动车辆的前面碰撞时，通过使从车身的梁安装部脱离的纵梁的后端部与蓄电池单元的托架抵接，能够使该后端部向蓄电池单元的下方逃离。在蓄电池单元的下方，存在有电动车辆与路面之间的空间。通过将纵梁的后端部向该空间引导，能够避免与纵梁的脱离相伴的二次损伤。

在上述内容的基础之上，或者代替上述内容，副车架的纵梁的后端面也可以相对于蓄电池单元的托架的前端面至少在电动车辆的左右方向上偏置。根据这样的结构，在电动车辆的前面碰撞时，通过使从车身的梁安装部脱离的纵梁的后端部与蓄电池单元的托架抵接，能够使该后端部向蓄电池单元的左方或者右方逃离。

在上述实施方式中，副车架的纵梁的后端面也可以相对于蓄电池单元的托架的前端面在左右方向(即，电动车辆的宽度方向)上向外侧偏置。根据这样的结构，在电动车辆的前面碰撞时，通过使从车身的梁安装部脱离的纵梁的后端部与蓄电池单元的托架抵接，能够使所述后端部向电动车辆的外侧逃离。另外，例如，下纵梁(也称作下边梁)这样的车身的主要骨架构件相对于蓄电池单元存在于左右方向的外侧。从而，当副车架的纵梁的后端面相对于蓄电池单元的托架的前端面向左右方向的外侧偏置时，能够由下纵梁这样的车身的主要骨架结构阻挡从纵梁的后端部输入给车身的碰撞负荷。

在本技术的一种实施方式中，在副车架的纵梁的后端面之中的在前后方向上与蓄电池单元的托架的前端面相对向的面积可以为该后端面的总面积的1/2以下。当采用这样的位置关系时，通过使向后方(即，向蓄电池单元)移动的纵梁的后端部与托架部分地接触，能够有意地使该后端部从蓄电池单元逃离。另外，作为其它的实施方式，后端面的上述相对向的面积也可以为后端面的总面积的1/4以下，或者为1/8以下。

在本技术的一种实施方式中，副车架的纵梁的后端部也可以比纵梁的其它部分细。根据这样的结构，在电动车辆的前面碰撞时，纵梁的后端部变得容易变形，由此，能够抑制车身的梁安装部变形。由此，纵梁的后端部与车身的梁安装部之间的固定部分变得容易断裂，能够更可靠地使纵梁的后端部从车身脱离。

在本技术的一种实施方式中，副车架的纵梁的后端部也可以相对于车身的梁安装部被螺栓固定。在该情况下，也可以在副车架的纵梁的后端部与车身的梁安装部之间设置螺栓穿过的间隔件(例如，至少一个垫圈以及/或者垫片)。根据这样的结构，在电动车辆的前面碰撞时，能够更可靠地使将纵梁的后端部固定于车身的梁安装部的螺栓断裂。

在本技术的一种实施方式中，车身的梁安装部也可以被设置于车身的前围板横梁。在该情况下，梁安装部可以与前围板横梁成一体地设置，或者，也可以例如通过焊接等被安装于前围板横梁。

下面，对于本公开的具有代表性且非限定性的具体例子，参照附图详细地进行说明。该详细的说明只单纯地为了向本领域技术人员展示用于实施本公开的优选的例子的详细情况，而并非为了限定本公开的范围。另外，下面公开的追加的特征以及公开，是为了提供进一步改进的电动车辆，可以与其它特征或者技术单独地或者一同采用。

另外，在下面的详细的说明中公开的特征或工序的组合，在最广泛的意义上并不是在实施本公开时所必需的，而只是为了特别地说明本公开的具有代表性的具体例子而记载的。进而，对于上述以及下述的代表性的具体例子的各种特征、以及在独立及从属权利要求中所记载的方案的各种特征，为了提供本公开的追加的且有用的实施方式，并不一定必须如这里记载的具体例子那样或者如所列举的顺序那样来进行组合。

在本说明书以及/或者权利要求书中记载的全部特征，与在实施例以及/或者权利要求中记载的特征的结构不同，作为对于最初申请的公开以及所要求的特定事项的限定，是意在个别地并且相互独立地进行公开的特征。进而，关于全部数值范围以及组或者集团的记载，作为对于最初申请的公开以及所要求的特定事项的限定，具有公开它们的中间结构的意图。

实施例

参照附图对于实施例的电动车辆10进行说明。如图1所示，电动车辆10包括车身12和多个车轮14f、14r。对于车身12没有特定的限制，可以由钢材或者铝合金这样的金属构成。多个车轮14f、14r相对于车身12能够转动地安装。在多个车轮14f、14r中包含一对前轮14f和一对后轮14r。另外，对于车轮14f、14r的数目并不局限于4个。

电动车辆10还配备有行驶用电动机16、蓄电池单元18、电力控制单元20(PCU20)和电子控制单元22(ECU22)。行驶用电动机16对多个车轮14f、14r中的至少一个(例如，一对后轮14r)进行驱动。蓄电池单元18经由PCU20被连接于行驶用电动机16，向行驶用电动机16供应电力。蓄电池单元18内置有多个二次单电池，构成为能够利用外部的电力反复进行充电。PCU20内置有DC-DC变换器以及/或者逆变器，对于在蓄电池单元18与行驶用电动机16之间传递的电力进行控制。ECU22具有处理器，例如，根据使用者的操作向PCU20给予控制指令。另外，电动车辆10也可以在蓄电池单元18之外还配备有燃料电池单元或太阳能电池板这样的其它电源。另外，电动车辆10也可以在行驶用电动机16之外还配备有发动机这样的其它原动机。

这里，附图中的方向FR表示电动车辆10的前后方向上的前方，方向RR表示电动车辆10的前后方向上的后方。另外，方向LH表示电动车辆10的左右方向(或者宽度方向)上的左方，方向RH表示电动车辆10的左右方向上的右方。并且，方向UP表示电动车辆10的上下方向上的上方，方向DW表示电动车辆10的上下方向上的下方。另外，在本说明书中，有时也将电动车辆10的前后方向、电动车辆10的左右方向、电动车辆10的上下方向分别简单地称作前后方向、左右方向、上下方向。

如图1所示，车身12大致具有前车身12f、驾驶室12c和后车身12r。前车身12f位于驾驶室12c的前方，后车身12r位于驾驶室12c的后方。在前车身12f的下部安装有副车架30。副车架30与前车身12f一起支承着前轮14f的悬架24。对于副车架30没有特定的限制，可以由钢材或者铝合金这样的金属构成。另一方面，在驾驶室12c的下部，安装有前面所述的蓄电池单元18。

如图2所示，副车架30大致具有框状的形状，配备有一对右纵梁32及左纵梁34、以及在它们之间延伸的前横梁36以及后横梁38。右纵梁32和左纵梁34具有在左右方向上相互对称的形状，分别沿着车辆的前后方向延伸。虽然图中省略了，但是，在两个纵梁32、34的前端部32a、34a，经由碰撞盒安装有缓冲器加强件。另外，对于两个纵梁32、34的具体的形状或结构，没有特别的限制。

副车架30在包括右纵梁32的前端部32及后端部32b、以及左纵梁34的前端部34a及后端部34b的多个固定部位处被固定于车身12。虽然没有特别的限制，但是，在副车架30上设置有多个螺栓42，通过采用这些螺栓42，副车架30被固定于车身12。另外，在副车架30上，对于各个螺栓42，设置有垫圈44。垫圈44是筒状的间隔件的一个例子，螺栓42延伸穿过垫圈44。在副车架30被安装于车身12时，垫圈44位于副车架30与车身12之间。这里，这些垫圈44可以与副车架30成一体地形成，也可以由独立于副车架30的构件构成。

如图3、图4所示，副车架30的右纵梁32的后端部32b被固定于第一梁安装部50，所述第一梁安装部50设置于车身12。设置于蓄电池单元18的第一托架52进而被固定于该第一梁安装部50。第一托架52从蓄电池单元18向前方延伸，例如，被螺栓54固定于第一梁安装部50。这样，不仅右纵梁32的后端部32b、而且蓄电池单元18的第一托架52也被固定于车身12的第一梁安装部50。

右纵梁32的后端部32b靠近蓄电池单元18的第一托架52，但相对于第一托架52在上下方向以及左右方向上偏置。详细地说，右纵梁32的后端部32c相对于蓄电池单元18的第一托架52的前端面52a向上下方向的下侧偏置。另外，右纵梁32的后端面32c相对于蓄电池单元18的第一托架52的前端面52a向左右方向的右侧(即，外侧)偏置。由此，构成为只有右纵梁32的后端面32c的一部分相对于蓄电池单元18的第一托架52的前端面52a在前后方向上相对向。

如图5、图6所示，副车架30的左纵梁34的后端部34b被固定于第二梁安装部56，所述第二梁安装部56设置于车身12。设置于蓄电池单元18的第二托架58进而被固定于该第二梁安装部56。第二托架58与第一托架52一样，从蓄电池单元18向前方延伸，例如，被螺栓60固定于第二梁安装部56。这样，不仅左纵梁34的后端部34b、而且蓄电池单元18的第二托架58也固定于车身12的第二梁安装部56。

另外，左纵梁34的后端部34b也靠近蓄电池单元18的第二托架58，但相对于第二托架58在上下方向以及左右方向上偏置。详细地说，左纵梁34的后端部34c相对于蓄电池单元18的第二托架58的前端面58a向上下方向的下侧偏置。另外，左纵梁34的后端部34c相对于蓄电池单元18的第二托架58的前端面58a向左右方向的左侧(即，外侧)偏置。由此，构成为只有左纵梁34的后端面34c的一部分相对于蓄电池单元18的第二托架58的前端面58a在前后方向上相对向。

在本实施例的电动车辆10中，在副车架30的后方配置有蓄电池单元18。根据这样的结构，在电动车辆10发生前面碰撞时，存在着向后方移动的副车架30对蓄电池单元18造成损伤的风险。为了避免该风险，优选地，在电动车辆10发生前面碰撞时，使纵梁32、34的后端部32b、34b与车身12的梁安装部50、56之间的固定部分断裂，使纵梁32、34的后端部32b、34b从车身12脱离。但是，当梁安装部50、56的耐力(不会发生塑性变形的耐受力)不足时，纵梁32、34的后端部32b、34b与梁安装部50、56之间的固定部分不会断裂，车身12会产生塑性变形。

关于上述情况，在本实施例的电动车辆10中，副车架30的纵梁32、34的后端部32b、34b被固定于梁安装部50、56，所述梁安装部50、56设置于车身12，设置于蓄电池单元18的托架52、58进而被固定于该梁安装部50、56。根据这样的结构，通过车身12的梁安装部50、56被蓄电池单元18的托架52、58支承，能够实质性地提高车身12的梁安装部50、56处的耐力。由此，如图7所示，在电动车辆10发生前面碰撞时，纵梁32、34的后端部32b、34b与车身12的梁安装部50、56之间的固定部分(例如，梁安装部50、56处的螺栓42的固定部位)变得容易断裂，能够更可靠地使纵梁32、34的后端部32b、34b从车身12脱离。由于没有必要牢固地构成车身12的梁安装部50、56，因此，不会增大车身12的重量，在前面碰撞时，能够有效地保护蓄电池单元18不受副车架30的影响。

虽然没有特别的限定，但是，纵梁32、34的后端面32c、34c的至少一部分与蓄电池单元18的托架52、58的前端面52a、58a在前后方向上相对向。根据这样的结构，纵梁32、34的后端部32c、34c和蓄电池单元18的托架52、58这两者成为沿着前后方向排列的那样的位置关系。由此，能够由蓄电池单元18的托架52、58阻挡更多的从纵梁32、34向梁安装部50、56输入的碰撞负荷。梁安装部50、56的实质上的耐力进一步提高，在电动车辆10碰撞时，能够更可靠地使纵梁32、34的后端部32b、34b从车身12脱离。

在本实施例的电动车辆10中，如前面所述，副车架30的纵梁32、34的后端面32c、34c相对于蓄电池单元18的托架52、58的前端面52a、58a向上下方向的下侧偏置。根据这样的结构，通过使从车身12的梁安装部50、56脱离的纵梁32、34的后端部32b、34b与蓄电池单元18的托架52、58抵接，能够使所述后端部32b、34b向蓄电池单元18的下方逃离。电动车辆10与路面之间的空间存在于蓄电池单元18的下方。通过将纵梁32、34的后端部32b、34b向该空间引导，能够避免与纵梁32、34的脱离相伴的二次损伤。但是，作为其它的实施方式，纵梁32、34的后端面32c、34c也可以相对于托架52、58的前端面52a、58a向上下方向的上侧偏置。

在本实施例的电动车辆10中，如前面所述，副车架30的纵梁32、34的后端面32c、34c相对于蓄电池单元18的托架52、58的前端面52a、58a向左右方向的外侧偏置。根据这样的结构，通过使从车身12的梁安装部50、56脱离的纵梁32、34的后端部32b、34b与蓄电池18的托架52、58抵接，能够使所述后端部32b、34b向电动车辆10的外侧逃离。另外，例如，下纵梁(也称作下边梁)这样的车身12的主要骨架构件相对于蓄电池单元18存在于左右方向的外侧。从而，当纵梁32、34的后端面32c、34c相对于托架52、58的前端面52a、58a向左右方向的外侧偏置时，能够利用下纵梁这样的车身12的主要骨架构件来阻挡从纵梁32、34的后端部32b、34b输入给车身12的碰撞负荷。但是，作为其它实施方式，纵梁32、34的后端面32c、34c也可以相对于托架52、58的前端面52a、58a向左右方向的内侧偏置。

虽然没有特别的限制，但是，在副车架30的纵梁32、34的后端面32c、34c之中的在前后方向上与蓄电池单元18的托架52、58的前端面52a、58a相对向的面积也可以为该后端面32c、34c的总面积的1/2以下。当采用这样的位置关系时，通过使向后方(即，向蓄电池单元18)移动的纵梁32、34的后端部32b、34b与托架52、58部分地抵接，能够有意地使所述后端部32b、34b从蓄电池单元18逃离。另外，后端面32c、34c的上述的相对向的面积也可以为后端面32c、34c的总面积的1/4以下，或者，还可以为1/8以下。

如图3、图5所示，副车架30的纵梁32、34的后端部32b、34b也可以比纵梁32、34的其它部分细。根据这样的结构，在电动车辆10发生前面碰撞时，纵梁32、34的后端部32b、34b变得容易变形，由此，能够抑制车身12的梁安装部50、56变形。由此，纵梁32、34的后端部32b、34b与车身12的梁安装部50、56之间的固定部分(即，螺栓42)变得容易断裂，能够更可靠地使纵梁32、34的后端部32b、34b从车身12脱离。

在本实施例的电动车辆10中，虽然没有特别的限制，但是，副车架30的纵梁32、34的后端部32b、34b相对于车身12的梁安装部50、56被螺栓42固定。并且，在纵梁32、34的后端部32b、34b与车身12的梁安装部50、56之间，设置有螺栓42穿过的垫圈44。根据这样的结构，当因电动车辆10发生前面碰撞而使得副车架30向后方移动时，在梁安装部50、56中螺栓42被固定的部位，有可能会局部地作用比较大的力。由此，能够更可靠地使纵梁32、34的后端部32b、34b与车身12的梁安装部50、56之间的固定部分(特别是梁安装部50、56中的螺栓42的固定部位)断裂。

在本实施例的电动车辆10中，虽然没有特别的限制，但是，车身12的梁安装部50、56被设置于车身12的前围板横梁62。这里，前围板横梁62是构成车身12的骨架的构件(部分)之一，沿着划分驾驶室12c和前车身12f的前围板(图中省略)在左右方向上延伸。梁安装部50、56可以与前围板横梁成一体地设置，也可以例如通过焊接等安装于前围板横梁62。但是，作为其它的实施方式，梁安装部50、56也可以设置于与车身12的前围板横梁62不同的部分中。

Claims

1.一种电动车辆，具有行驶用电动机，其中，

所述电动车辆配备有：

车身，所述车身具有驾驶室及前车身；

副车架，所述副车架被安装于所述前车身的下部，与所述前车身一起对悬架进行支承；以及

蓄电池单元，所述蓄电池单元被安装于所述驾驶室的下部，向所述行驶用电动机供应电力，

所述副车架具有在所述电动车辆的前后方向上延伸的纵梁，在所述纵梁的后端部处被固定于所述车身的梁安装部，

所述蓄电池单元具有向所述前后方向的前方突出的托架，在所述托架处被固定于所述车身的所述梁安装部。

2.如权利要求1所述的电动车辆，其中，所述副车架的所述纵梁的后端面的至少一部分与所述蓄电池单元的所述托架的前端面在所述前后方向上相对向。

3.如权利要求2所述的电动车辆，其中，所述副车架的所述纵梁的所述后端面相对于所述蓄电池单元的所述托架的所述前端面至少在所述电动车辆的上下方向上被偏置。

4.如权利要求3所述的电动车辆，其中，所述副车架的所述纵梁的所述后端面相对于所述蓄电池单元的所述托架的所述前端面在所述上下方向上向下侧偏置。

5.如权利要求2至4中任一项所述的电动车辆，其中，所述副车架的所述纵梁的所述后端面相对于所述蓄电池单元的所述托架的所述前端面至少在所述电动车辆的左右方向上被偏置。

6.如权利要求5所述的电动车辆，其中，所述副车架的所述纵梁的所述后端面相对于所述蓄电池单元的所述托架的所述前端面在所述左右方向上向外侧偏置。

7.如权利要求2至6中任一项所述的电动车辆，其中，在所述副车架的所述纵梁的所述后端面之中的与所述蓄电池单元的所述托架的所述前端面在所述前后方向上相对向的面积为该后端面的总面积的1/2以下。

8.如权利要求1至7中任一项所述的电动车辆，其中，所述副车架的所述纵梁的所述后端部比所述纵梁的其它部分细。

9.如权利要求1至8中任一项所述的电动车辆，其中，所述副车架的所述纵梁的所述后端部相对于所述车身的所述梁安装部被螺栓固定，

在所述副车架的所述纵梁的所述后端部与所述车身之间设置有所述螺栓穿过的筒状的垫圈。

10.如权利要求1至9中任一项所述的电动车辆，其中，所述车身的所述梁安装部被设置于所述车身的前围板横梁。