DE112013006699B4

DE112013006699B4 - Fahrzeugkarosserieaufbau

Info

Publication number: DE112013006699B4
Application number: DE112013006699.8T
Authority: DE
Inventors: Tsuyoshi Hayashi; Atsushi Yamanaka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-02-20
Filing date: 2013-02-20
Publication date: 2023-12-07
Anticipated expiration: 2033-02-21
Also published as: US9849768B2; BR112015018638B1; JPWO2014128869A1; KR101702473B1; DE112013006699T5; CN105073465B; KR20150110635A; US20150367718A1; CN105073465A; JP6168139B2; BR112015018638A2; WO2014128869A1

Abstract

Fahrzeugkarosserieaufbau (100), der Folgendes umfasst:ein erstes Rahmenteil (1) und ein zweites Rahmenteil (2), die dazu aufgebaut sind, einen Teil eines Rahmens eines Fahrzeugs zu bilden und sich in einer Fahrzeugbreitenrichtung zu erstrecken; undeine Stromspeichervorrichtung (10), die einen Batterieabschnitt (10a) und einen Steuerabschnitt (10c) umfasst, wobei mindestens ein Teil des Batterieabschnitts (10a) in einem Raum zwischen einem Boden in einem Fahrgastraum und einem Unterbodenblech (4) und zwischen dem ersten Rahmenteil (1) und dem zweiten Rahmenteil (2) untergebracht ist, gekennzeichnet durchein drittes Rahmenteil (3), das dazu aufgebaut ist, einen Teil des Rahmens des Fahrzeugs zu bilden und sich in der Fahrzeugbreitenrichtung zu erstrecken, wobeimindestens ein Teil des Steuerabschnitts (10c) in einem Raum zwischen dem ersten Rahmenteil (1) und dem dritten Rahmenteil (3) untergebracht ist, und dadurch, dassdas Unterbodenblech (4) einen nach oben gehenden Abschnitt (4a) aufweist, der sich in einer Fahrzeuglängsrichtung entlang einer Fahrzeugmittelachse erstreckt,die Stromspeichervorrichtung (10) auf einer Seite des nach oben gehenden Abschnitts (4a) untergebracht ist undeine Kühlvorrichtung (11), die dazu aufgebaut ist, die Stromspeichervorrichtung (10) zu kühlen, auf der anderen Seite des nach oben gehenden Abschnitts (4a) untergebracht ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeugkarosserieaufbau und insbesondere auf einen Fahrzeugkarosserieaufbau, in dem eine Stromspeichervorrichtung vorgesehen sein kann.
STAND DER TECHNIK
Ein Fahrzeugkarosserieaufbau mit einem Raum, in dem eine Batterie direkt unter einem Vordersitz untergebracht sein kann, ist bereits bekannt (siehe beispielsweise die JP 2005 - 306 133 A ).
Die JP H06 - 219 336 A , die JP 2004 - 345 454 A und die US 6 315 069 B1 offenbaren jeweils Fahrzeugkarosserieaufbauten, in denen Batterien in einem Unterboden zwischen Rahmenteilen angeordnet sind Die US 2014 / 0 374 180 A1 offenbart einen Fahrzeugkarosserieaufbau nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
KURZE ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
Von der Erfindung zu lösendes Problem
Der Fahrzeugkarosserieaufbau der JP 2005 - 306 133 A bringt jedoch eine Batterie direkt unter einem Querträger unter. Deshalb sind ein Raum, in dem die Batterie unterzubringen ist, und ein Boden, der oberhalb des Raums vorgesehen ist, bereits durch eine Dicke des Querträgers hoch.
In Anbetracht des vorstehend erläuterten Problems ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fahrzeugkarosserieaufbau zu schaffen, der eine Stromspeichervorrichtung in sich aufnehmen kann, und der eine Vergrößerung der Bodenhöhe beschränken kann, ohne irgendeinen nachteiligen Effekt bezüglich der Kollisionseigenschaften in irgendeiner Richtung zu verursachen.
Einrichtung zum Lösen des Problems
Um das vorstehend erläuterte Problem zu lösen, ist ein Fahrzeugkarosserieaufbau nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeugkarosserieaufbau mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Nach der vorstehend erläuterten Einrichtung kann die vorliegende Erfindung einen Fahrzeugkarosserieaufbau schaffen, der eine Stromspeichervorrichtung in sich aufnehmen kann und der eine Erhöhung der Bodenhöhe beschränken kann.
KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN

[1] 1 ist eine perspektivische Ansicht eines wesentlichen Teils eines Fahrzeugkarosserieaufbaus nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer diagonal oberen Seite her gesehen.
[2] 2 ist eine Draufsicht des wesentlichen Teils des Fahrzeugkarosserieaufbaus der 1 von einer Oberseite gesehen.
[3] 3 ist eine teilweise geschnittene Ansicht einer in 2 durch eine abwechselnd lang-kurz gestrichelte Linie gezeigten und von einer Richtung eines Pfeils III gesehenen senkrechten Ebene.
[4] 4 ist eine teilweise geschnittene Ansicht einer durch abwechselnd eine lange und zwei kurze Linien in 2 gezeigten und von einer Richtung eines Pfeils IV gesehenen senkrechten Ebene.
[5] 5 ist eine durchscheinende Seitenansicht eines Fahrzeugs mit einem Fahrzeugkarosserieaufbau nach 1 und drei Sitzreihen.
[6] 6 ist eine perspektivische Ansicht einer in dem Fahrzeugkarosserieaufbau der 1 untergebrachten Stromspeichervorrichtung von schräg oben gesehen.
[7] 7 ist eine teilweise geschnittene Ansicht eines Batterieabschnitts der Stromspeichervorrichtung der 6 von einer linken Seite her gesehen.

MODI ZUM DURCHFÜHREN DER ERFINDUNG
Die 1 und 2 sind Ansichten, die jeweils einen beispielhaften Aufbau eines wesentlichen Teils eines Fahrzeugkarosserieaufbaus 100 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Genauer gesagt ist 1 eine perspektivische Ansicht des wesentlichen Teils des Fahrzeugkarosserieaufbaus 100 von schräg oben gesehen und 2 ist eine Draufsicht des wesentlichen Teils des Fahrzeugkarosserieaufbaus 100 von einer Oberseite her gesehen. Man bemerke, dass in den 1 und 2 eine X-Achse einer Fahrzeuglängsrichtung entspricht, eine Y-Achse einer Fahrzeugquerrichtung und eine Z-Achsenrichtung einer senkrechten Richtung entspricht. Zudem entspricht eine +X-Richtung einer Richtung zur Fahrzeugfront, eine -X-Richtung entspricht einer Richtung zum Fahrzeugheck, eine +Y-Achsenrichtung entspricht einer Richtung zur linken Seite des Fahrzeugs und eine -Y-Achsenrichtung entspricht einer Richtung zur rechten Seite des Fahrzeugs.
Wie in den 1 und 2 veranschaulicht umfasst der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 hauptsächlich einen ersten Querträger 1, einen zweiten Querträger 2, einen dritten Querträger 3, ein Bodenblech bzw. Unterbodenblech 4 und ein Längsrahmenteil 5. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 in einem Hybridfahrzeug, einem elektrischen Fahrzeug und dergleichen vorgesehen, die eine Stromspeichervorrichtung 10 zum Speichern elektrischer Energie aufweisen, die für die Fahrt zu verwenden ist.
Der erste Querträger 1, der zweite Querträger 2 und der dritte Querträger 3 sind querlaufende Rahmenteile, die einen Teil eines Rahmens eines Fahrzeugs bilden und sich in der Fahrzeugbreitenrichtung erstrecken und sind in einem Abstand in der Fahrzeuglängsrichtung angeordnet. Zudem sind der erste Querträger 1, der zweite Querträger 2 und der dritte Querträger 3 zwischen einem linken Längsträger 5L und einem rechten Längsträger 5R angeordnet, die Längsrahmenteile sind, und ihre beiden Enden sind am linken Längsträger 5L und am rechten Längsträger 5R durch Schweißen oder dergleichen befestigt. Man bemerke, dass der erste Querträger 1 auf einer Vorderseite im Vergleich zum zweiten Querträger 2 in der Fahrzeuglängsrichtung angeordnet ist, und der dritte Querträger 3 auf einer Vorderseite bezüglich des ersten Querträgers 1 in der Fahrzeuglängsrichtung angeordnet ist.
Das Unterbodenblech 4 ist ein plattenförmiges Teil, das ein Bodenteil einer Fahrzeugkarosserie bildet, und trennt einen Außenraum der Fahrgastzelle von einem Raum außerhalb des Fahrzeugs. Man bemerke, dass der Außenraum der Fahrgastzelle ein Teil eines Fahrzeuginnenraums ist und von einem Innenraum der Fahrgastzelle durch ein Bodenblech oder einen Bodenbelag (jeweils nicht gezeigt) getrennt ist. Zudem umfasst das Unterbodenblech 4 einen nach oben gehenden Abschnitt 4a. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst das Unterbodenblech 4 den nach oben gehenden Abschnitt 4a, der sich in der Fahrzeuglängsrichtung entlang einer durch eine gestrichelte Linie in 2 gezeigten Fahrzeugmittelachse C erstreckt. Der nach oben gehende Abschnitt 4a ist ein Aufbau, um einen Bodentunnel in dem Raum außerhalb des Fahrzeugs unter dem Unterbodenblech 4 zu bilden. Eine Abgasleitung 6, ein Katalysator 7, ein (nicht gezeigter) Schalldämpfer und dergleichen sind in dem Bodentunnel angeordnet.
Das Längsrahmenteil 5 ist ein Rahmenteil, das einen Teil des Rahmens des Fahrzeugs bildet und sich in der Fahrzeuglängsrichtung erstreckt. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst das Längsrahmenteil 5 den linken Längsträger 5L und den rechten Längsträger 5R, die Seitenteile der Fahrzeugkarosserie bilden. Man bemerke, dass das Längsrahmenteil 5 ein Seitenschweller sein kann.
Mit einem derartigen Aufbau bildet der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 einen Raum SP1, der durch den ersten Querträger 1, den zweiten Querträger 2, das Unterbodenblech 4, den linken Längsträger 5L und den rechten Längsträger 5R unterteilt ist. Zudem bildet der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 einen Raum SP2, der vom ersten Querträger 1, dem dritten Querträger 3, dem Unterbodenblech 4, dem linken Längsträger 5L und dem rechten Längsträger 5R unterteilt ist. Zudem ist der Raum SP1 durch den nach oben gehenden Abschnitt 4a des Unterbodenblechs 4 in einen Raum SP1L auf einer linken Seite in der Fahrzeugbreitenrichtung und einen Raum SP1R auf der rechten Seite in der Fahrzeugbreitenrichtung unterteilt. In ähnlicher Weise ist der Raum SP2 in einen Raum SP2L auf der linken Seite in der Fahrzeugbreitenrichtung und einen Raum SP2R auf der rechten Seite in der Fahrzeugbreitenrichtung durch den nach oben gehenden Abschnitt 4a des Unterbodenblechs 4 unterteilt. Man bemerke, dass der Raum SP1 und der Raum SP2 teilweise oder vollständig mit einem oder einer Vielzahl von Plattenmaterialien wie einem (nicht gezeigten) Bodenblech abgedeckt ist und ein Bodenbelag auf diese Plattenmaterialien gelegt wird. Im Hinblick darauf bilden der Raum SP1 und der Raum SP2 jeweils einen Teil eines Außenraums des Fahrgastraums, der der Fahrzeuginnenraum ist.
Zudem ist der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 so konfiguriert, dass eine Stromspeichervorrichtung 10, eine Kühlvorrichtung 11 und dergleichen in Räumen untergebracht sind, die durch den ersten Querträger 1, den zweiten Querträger 2, den dritten Querträger 3 und das Unterbodenblech 4 unterteilt sind.
Die Stromspeichervorrichtung 10 ist eine Vorrichtung zum Speichern elektrischer Energie und umfasst beispielsweise Speicherbatterien, wie eine Nickel-Wasserstoff-Batterie und eine Lithium-Ionen-Batterie, und einen Kondensator wie einen elektrischen Zwei-Lagen-Kondensator. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Stromspeichervorrichtung 10 ein Batteriepack, der eine Nickel-Wasserstoff-Batterie enthält und besteht hauptsächlich aus einem Batterieabschnitt 10a, einem Verbindungsabschnitt 10b, einem Steuerabschnitt 10c und einem Hochspannungsblockadeabschnitt 10d.
Hier werden mit Bezug auf 3 Einzelheiten der Stromspeichervorrichtung 10 beschrieben. Man bemerke, dass 3 eine teilweise geschnittene Ansicht einer senkrechten Ebene aus einer Richtung eines Pfeils III gesehen ist, die durch eine strichpunktierte Linie in 2 gezeigt ist. Zudem veranschaulicht 3 einen Zustand, in dem der Raum SP1 und der Raum SP2 mit einem Bodenbelag CP abgedeckt sind.
Der Batterieabschnitt 10a ist ein Abschnitt, der eine Vielzahl von Batteriestapeln bzw. -stacks aufweist. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Batterieabschnitt 10a einen Batteriepackbehälter, in dem Batteriestapel für zwanzig Module unterzubringen sind.
Der Verbindungsabschnitt 10b ist ein Abschnitt zum Verbinden des Batterieabschnitts 10a mit dem Steuerabschnitt 10c. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Verbindungsabschnitt 10b einen Aufbau zum strukturellen Verbinden des Batteriepackbehälters des Batterieabschnitts 10a mit einem Gehäuse des Steuerabschnitts 10c und einen Kabelbaum zum elektrischen Verbinden des Batterieabschnitts 10a mit dem Steuerabschnitt 10c. Zudem wird der Verbindungsabschnitt 10b wie in 2 und 3 veranschaulicht zwischen dem ersten Querträger 1 und dem Bodenbelag CP so angeordnet, dass er oberhalb des ersten Querträgers 1 vorgesehen ist.
Der Steuerabschnitt 10c ist ein Abschnitt zum Steuern bzw. Regeln eines Speicherzustands des Batterieabschnitts 10a. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Steuerabschnitt 10c funktionelle Elemente wie einen Verbindungsblock, ein Systemhauptrelais bzw. einen Systemhauptschalter und eine Überwachungseinheit sowie ein Gehäuse, in dem diese funktionellen Elemente unterzubringen sind.
Der Hochspannungsblockadeabschnitt 10d ist ein Abschnitt, der eine manuelle Blockadevorrichtung zum Blockieren einer Hochspannung des Batterieabschnitts 10a bildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Hochspannungsblockadeabschnitt 10d auf dem Gehäuse des Steuerabschnitts 10c so angeordnet, dass ein Wartungsstecker 10e oberhalb des dritten Querträgers 3 eingesteckt und abgezogen werden kann. Auf Grund der Anordnung des Hochspannungsblockadeabschnitts 10d auf einem festen Querträger wird der Hochspannungsblockadeabschnitt 10d selbst während einer Fahrzeugkollision kaum verformt oder beschädigt. Diese Anordnung kann das Auftreten eines Zustands beschränken oder verhindern, in dem der Wartungsstecker 10e nicht herausziehbar ist. Zudem kann ein Bediener wie ein Techniker den Wartungsstecker 10e zur Zeit eines Vorgangs wie einer Inspektion einfach herausziehen, wodurch es möglich wird, eine Hochspannung sofort zu blockieren.
Die Kühlvorrichtung 11 ist eine Vorrichtung zum Herunterkühlen der Stromspeichervorrichtung. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Kühlvorrichtung 11 hauptsächlich durch einen Ansaugabschnitt 11a, einen ersten Führungsabschnitt 11b, einen Ventilatorabschnitt 11c und einen zweiten Führungsabschnitt 11d gebildet.
Hier werden mit Bezug auf 4 Einzelheiten der Kühlvorrichtung 11 beschrieben. Man bemerke, dass 4 eine teilweise geschnittene Ansicht einer senkrechten Ebene ist, die durch eine Zweipunktstrichlinie in 2 gezeigt ist, wenn sie aus einer Richtung eines Pfeils IV gesehen wird. Weiterhin veranschaulicht die 4 einen Zustand, in dem der Raum SP1 und der Raum SP2 mit der Bodenabdeckung CP abgedeckt sind.
Der Ansaugabschnitt 11a ist ein Abschnitt, der eine Öffnung der Bodenabdeckung CP zum Einlass von Luft vom Innenraum des Fahrgastraums in die Kühlvorrichtung 11 umfasst. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Ansaugabschnitt 11a relativ vor dem Gebläseabschnitt 11c angeordnet und ist direkt unter einem vorderen Ende eines (nicht gezeigten) Vordersitzes vorgesehen. Man bemerke, dass ein Pfeil, der durch eine durchgezogene Linie in 4 angezeigt wird, einen Zustand anzeigt, in dem die vom Ansaugabschnitt 11a eingesaugte Luft den Gebläseabschnitt 11c erreicht.
Der erste Führungsabschnitt 11b ist eine Führung zum Verbinden des Ansaugabschnitts 11a mit dem Gebläseabschnitt 11c. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Trennwand 11b1 an einer Position benachbart zum Ansaugabschnitt 11a in dem ersten Führungsabschnitt 11b vorgesehen, und ein geräuschabsorbierendes bzw. lärmdämmendes Material 11b2 ist auf einer stromabwärtigen Seite der Trennwand 11b1 untergebracht. Zudem ist der erste Führungsabschnitt 11b wie in den 2 und 4 veranschaulicht zwischen dem ersten Querträger 1 und der Bodenabdeckung CP so angeordnet, dass er oberhalb des ersten Querträgers 1 liegt.
Der Gebläseabschnitt 11c ist ein Gebläse, um von der einen Seite angesaugte Luft zur anderen Seite hin zu schicken. In der vorliegenden Ausführungsform schickt der Gebläseabschnitt 11c die Luft, die durch den Ansaugabschnitt 11a und den ersten Führungsabschnitt 11b eingebracht ist, über den zweiten Führungsabschnitt 11d an die Stromspeichervorrichtung 10. Man bemerke, dass in der vorliegenden Ausführungsform der Gebläseabschnitt 11c in dem Raum SP1L in einer geneigten Weise untergebracht ist. Dies ist so, weil eine Höhe des Raums verringert wird, in dem die Kühlvorrichtung 11 untergebracht ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Der Gebläseabschnitt 11c kann in irgendeiner Weise abhängig von einem Durchlasswiderstand des ersten Führungsabschnitts 11b, einer Toleranzhöhe eines Unterbringungsraums und dergleichen untergebracht sein.
Der zweite Führungsabschnitt 11d ist eine Führung, um den Gebläseabschnitt 11c mit dem Batterieabschnitt 10a der Stromspeichervorrichtung 10 zu verbinden. In der vorliegenden Ausführungsform ist der zweite Führungsabschnitt 11d zwischen der Bodenabdeckung CP und dem nach oben gehenden Abschnitt 4a so angeordnet, dass er oberhalb des nach oben gehenden Abschnitts 4a des Unterbodenblechs 4 vorgesehen ist. Zudem ist der zweite Führungsabschnitt 11d so aufgebaut, dass der Teil des zweiten Führungsabschnitts 11d, der oberhalb des nach oben gehenden Abschnitts 4a angeordnet ist, eine dünne Dicke aufweist. Somit begrenzt der zweite Führungsabschnitt 11d die Höhe des nach oben gehenden Abschnitts 4a nicht zu stark, und verursacht keinen nachteiligen Effekt auf die Festigkeit des Fahrzeugkarosserieaufbaus 100.
Mit dem vorstehend erläuterten Aufbau kann die Kühlvorrichtung 11 die Stromspeichervorrichtung 10 durch Einblasen der Luft, die eine vergleichsweise geringe Temperatur aufweist und die vom Innenraum des Fahrgastraums oberhalb des Bodenbelags CP angesaugt wird, auf die Stromspeichervorrichtung 10 kühlen. Genauer gesagt kann die Kühlvorrichtung 11 den Batterieabschnitt 10a kühlen, indem die Luft an den Batterieabschnitt 10a so zugeführt wird, dass die Luft von einer oberen Fläche des Batterieabschnitts 10a hin zu einer unteren Fläche desselben so zugeführt wird, dass sie vorzugsweise durch jeweilige Teile zwischen der Vielzahl von Batteriestapeln geht.
Als Nächstes wird beschrieben, wie die Stromspeichervorrichtung 10 und die Kühlvorrichtung 11 in dem Raum unterzubringen sind, der durch den Fahrzeugkarosserieaufbau 100 gebildet ist.
Der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 bringt die Stromspeichervorrichtung 10 auf einer Seite des nach oben gehenden Abschnitts 4a des Unterbodenblechs 4 unter, die sich in der Fahrzeuglängsrichtung erstreckt, und bringt die Kühlvorrichtung 11 auf der anderen Seite unter. In der vorliegenden Ausführungsform bringt der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 die Stromspeichervorrichtung 10 in dem Raum SP1R und dem Raum SP2R auf der rechten Seite relativ zum nach oben gehenden Abschnitt 4a unter und bringt die Kühlvorrichtung 11 in dem Raum SP1L und dem Raum SP2L auf der linken Seite relativ zum nach oben gehenden Abschnitt 4a unter. Man bemerke, dass der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 die Stromspeichervorrichtung 10 in dem Raum SP1L und dem Raum SP2L auf der linken Seite des nach oben gehenden Abschnitts 4a unterbringen kann und die Kühlvorrichtung 11 in dem Raum SP1R und dem Raum SP2R auf der rechten Seite des nach oben gehenden Abschnitts 4a unterbringen kann.
Zudem bringt der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 einen Teil der Stromspeichervorrichtung 10 auf einer Seite des ersten Querträgers 1 unter, der sich in der Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt, und bringt einen anderen Teil der Stromspeichervorrichtung 10 auf der anderen Seite unter. In der vorliegenden Ausführungsform bringt der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 den Batterieabschnitt 10a in einem Raum rechts vom nach oben gehenden Abschnitt 4a in dem Raum SP1R unter, der hinter dem ersten Querträger 1 angeordnet ist, und bringt den Steuerabschnitt 10c in dem Raum SP2R unter, der vor dem ersten Querträger 1 angeordnet ist. Man bemerke, dass der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 den Batterieabschnitt 10a in dem Raum SP2R unterbringen kann, der vor dem ersten Querträger 1 angeordnet ist und den Steuerabschnitt 10c in dem Raum SP1R unterbringen kann, der vor dem ersten Querträger 1 in dem Raum rechts vom nach oben gehenden Abschnitts 4a angeordnet ist.
Zudem bringt der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 einen Teil der Kühlvorrichtung 11 auf einer Seite des ersten Querträgers 1 unter, der sich in der Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt, und bringt einen anderen Teil der Kühlvorrichtung 11 auf der anderen Seite unter. In der vorliegenden Ausführungsform bringt der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 den Gebläseabschnitt 11c innerhalb eines Raums links vom nach oben gehenden Abschnitt 4a in dem Raum SP1L unter, der hinter dem ersten Querträger 1 angeordnet ist, und bringt den Ansaugabschnitt 11a in dem Raum SP2L unter, der vor dem ersten Querträger 1 angeordnet ist. Dies ist so, weil der Batterieabschnitt 10a der Stromspeichervorrichtung 10 und der Gebläseabschnitt 11c der Kühlvorrichtung 11 beide relativ zum ersten Querträger 1 auf der Rückseite angeordnet sind. Man bemerke, dass in einem Fall, in dem der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 den Batterieabschnitt 10a vor dem ersten Querträger 1 unterbringt, der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 auch den Gebläseabschnitt 11c vor dem ersten Querträger 1 unterbringt. Dies ist so, weil der Batterieabschnitt 10a durch Verwenden des zweiten Führungsabschnitt 11d leicht mit dem Gebläseabschnitt 11c verbindbar ist. Man bemerke, dass der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 den Ansaugabschnitt 11a, den ersten Führungsabschnitt 11b und den Gebläseabschnitt 11c der Kühlvorrichtung 11 in dem gleichen einen Raum (beispielsweise dem Raum SP1L) unterbringen kann.
Man bemerke, dass in der vorliegenden Ausführungsform eine Höhe des Batterieabschnitts 10a höher als eine Höhe des Steuerabschnitts 10c und weiterhin höher als jeweilige Höhen des ersten Querträgers 1 und des zweiten Querträgers 2 ist. Demgemäß ist die Stromspeichervorrichtung 10 so aufgebaut, dass der Batterieabschnitt 10a und der Steuerabschnitt 10c getrennt in zwei über den ersten Querträger 1 zueinander benachbarten Räumen so untergebracht sind, dass eine Höhe des Raums beschränkt ist, in dem die Stromspeichervorrichtung 10 unterbringbar ist, wodurch ein niedriger Boden gefördert wird.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Beispielsweise kann der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 in einem Fall, in dem eine Gesamthöhe des Batterieabschnitts 10a und des Steuerabschnitts 10c zur Zeit des Laminierens niedriger als jeweilige Höhen des ersten Querträgers 1 und des zweiten Querträgers 2 ist, den Steuerabschnitt 10c so aufnehmen, dass er oberhalb oder unterhalb des Batterieabschnitts 10a angeordnet ist. Selbst wenn der Batterieabschnitt 10a und der Steuerabschnitt 10c aufeinander gesetzt werden, behindert dies einen tiefen Boden nicht. In diesem Fall kann die Stromspeichervorrichtung 10 so aufgebaut sein, dass der Batterieabschnitt 10a und der Steuerabschnitt 10c ineinander integriert sind. Man bemerke, dass selbst in einem Fall, in dem die Gesamthöhe des Batterieabschnitts 10a und des Steuerabschnitts 10c geringer als die jeweiligen Höhen des ersten Querträgers 1 und des zweiten Querträgers 2 ist, der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 den Batterieabschnitt 10a und den Steuerabschnitt 10c trennen und den Steuerabschnitt 10c in einem über den ersten Querträger 1 benachbarten Raum unterbringen kann.
Zudem kann der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 den Batterieabschnitt 10a, den Verbindungsabschnitt 10b und den Steuerabschnitt 10c, die in einer Reihe angeordnet sind, in dem einen selben Raum (also dem Raum SP1R) unterbringen.
Weiterhin kann die Stromspeichervorrichtung 10 den Batterieabschnitt 10a in zwei oder mehr Teile unterteilen, um so eine Höhe des Batterieabschnitts 10a zu beschränken, wodurch ein niedriger Boden weiter gefördert wird. In diesem Fall können die zwei oder mehr Batterieabschnitte 10a gemeinsam im einen selben Raum (beispielsweise dem Raum SP1R) untergebracht sein oder können verteilt in einer Vielzahl von Räumen untergebracht sein.
Mit Bezug auf 5 wird nun ein Beispiel einer Positionsbeziehung eines Sitzes zur Stromspeichervorrichtung 10 und der Kühlvorrichtung 11 beschrieben. Man bemerke, dass 5 eine transparente Seitenansicht eines Fahrzeugs mit drei Sitzreihen ist.
Wie in 5 veranschaulicht ist die Stromspeichervorrichtung 10 in dem Teil des Außenraums der Fahrgastzelle unter dem Bodenbelag untergebracht, der einem Zwischenraum zwischen einer Mitte einer Sitzfläche eines Sitzes 31 in der ersten Reihe und einem vorderen Ende einer Sitzfläche eines Sitzes 32 in einer zweiten Reihe in der Fahrzeuglängsrichtung entspricht. Man bemerke, dass der Außenraum der Fahrgastzelle unter dem Bodenbelag und dem Unterbodenblech 4 in der senkrechten Richtung vorliegt. Genauer gesagt ist der Batterieabschnitt 10a in dem Teil des Außenraums der Fahrgastzelle unter dem Bodenbelag untergebracht, der zu einen Zwischenraum von einem hinteren Ende der Sitzfläche des Sitzes 31 in der ersten Reihe zum vorderen Ende der Sitzfläche des Sitzes 32 in der zweiten Reihe in der Fahrzeuglängsrichtung gehört, und der Verbindungsabschnitt 10b und der Steuerabschnitt 10c sind in dem Teil des Außenraums der Fahrgastzelle unter dem Bodenbelag untergebracht, der zu einem Zwischenraum zwischen der Mitte der Sitzfläche des Sitzes 31 in der ersten Reihe und dem hinteren Ende der Sitzfläche des Sitzes 31 in der ersten Reihe in der Fahrzeuglängsrichtung gehört. Zudem ist ein Kraftstofftank 20 in dem Teil des Außenraums der Fahrgastzelle unter dem Bodenbelag untergebracht, der sich hinter der Stromspeichervorrichtung 10 befindet.
Mit dem vorstehend erläuterten Aufbau kann der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 unter Verwendung des ersten Querträgers 1, des zweiten Querträgers 2, des dritten Querträgers 3, des linken Längsträgers 5L, des rechten Längsträgers 5R und dergleichen, die bereits als ein Teil des Rahmens des Fahrzeugs vorgesehen sind, den Außenraum der Fahrgastzelle bilden, in dem die Stromspeichervorrichtung 10 unterbringbar ist. Im Hinblick darauf ist es für den Fahrzeugkarosserieaufbau 100 nicht nötig, zusätzlich ein getrenntes Teil zum Halten oder Befestigen der Stromspeichervorrichtung 10 aufzuweisen.
Zudem ist der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 so aufgebaut, dass die Stromspeichervorrichtung 10 in dem Teil des Außenraums der Fahrgastzelle untergebracht ist, der auf jeder Seite des nach oben gehenden Abschnitts 4a platziert ist, der sich in der Fahrzeuglängsrichtung entlang der Fahrzeugmittelachse C erstreckt. Im Hinblick darauf kann der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 einen symmetrischen Unterbringungsraum schaffen und kann die Stromspeichervorrichtung 10 unterbringen, ohne irgendeinen nachteiligen Effekt bezüglich der Kollisionseigenschaften in irgendeiner Richtung zu verursachen.
Zudem ist der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 so aufgebaut, dass die Stromspeichervorrichtung 10 im Raum zwischen zwei Querträgern untergebracht ist, wodurch verhindert wird, dass die Querträger auf der Stromspeichervorrichtung 10 stehen. Dies ermöglicht es demgemäß, die Montagefähigkeit beim Ersatz der Stromspeichervorrichtung 10 zu verbessern. Genauer gesagt ist der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 so aufgebaut, dass die Stromspeichervorrichtung 10 ersetzbar ist, indem man den rechten der Sitze 31 aus der ersten Reihe entfernt.
Zudem bringt der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 die Stromspeichervorrichtung 10 in dem Außenraum der Fahrgastzelle unter, der ungefähr dieselbe Höhe wie die Oberseite des nach oben gehenden Abschnitts 4a des Unterbodenblechs 4 aufweist. Im Hinblick darauf ist es möglich, einen flachen und tief liegenden Boden in dem Fahrgastinnenraum zu erzielen.
Zudem bringt der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 die Stromspeichervorrichtung 10 und den Kraftstofftank, die schwer sind, in einem mittleren Teil des Fahrzeugs unter. Dies fördert einen tiefen Schwerpunkt des Fahrzeugs und ermöglich es, eine stabile Steuerung des Fahrzeugs zu verbessern.
Zudem bringt der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 die Stromspeichervorrichtung 10 in einem Raum unter, der herkömmlich ein toter Raum war. Demgemäß ist es möglich, einen Platz in der Fahrgastzelle zu vergrößern, wodurch es möglich wird, verschiedene Sitzanordnungen zu erzielen und eine ausreichende Innenraumkapazität sicherzustellen. Man bemerke, dass die Sitzanordnung das Hinzufügen einer Klappfunktion, das Hinzufügen einer Gleitfunktion, das Verstauen eines Sitzes 33 in der dritten Reihe unter dem Sitz 32 in der zweiten Reihe (siehe einen Sitz 33a, der wie durch eine gestrichelte Linie in 5 gezeigt untergebracht ist) und dergleichen umfasst.
Zudem bringt der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 den Batterieabschnitt 10a an einer Position entfernt vom Katalysator 7 unter. Genauer gesagt ist der Batterieabschnitt 10a so untergebracht, dass ein Abstand zwischen dem Katalysator 7 und dem Batterieabschnitt 10a größer als ein Abstand zwischen dem Katalysator 7 und dem Steuerabschnitt 10c ist. Demgemäß ist es möglich, einen nachteiligen Effekt von Wärme auf das Leben des Batterieabschnitts 10a und dergleichen zu beschränken. In ähnlicher Weise bringt der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 den Batterieabschnitt 10a an einer Position entfernt vom Motorraum unter, in dem Wärmequellen wie eine Maschine bzw. Brennkraftmaschine, ein Motorgenerator zum Fahren und eine Leistungs- bzw. Stromsteuereinheit untergebracht sind. Demgemäß ist es möglich, einen nachteiligen Effekt von Wärme auf die Lebensdauer des Batterieabschnitts 10a oder dergleichen zu beschränken.
Zudem ist der Fahrzeugkarosserieaufbau 100 so aufgebaut, dass die Stromspeichervorrichtung 10 und die Kühlvorrichtung 11 in verteilter Weise in jeweiligen Räumen auf beiden Seiten des nach oben gehenden Abschnitts 4a untergebracht sind, die sich in der Fahrzeuglängsrichtung entlang der Mittelachse C des Fahrzeugs erstrecken. Dadurch ist es möglich, einen Kühleffekt für die Stromspeichervorrichtung 10 zu verbessern, während ein tiefer Boden des Fahrgastraums realisiert wird.
Mit Bezug auf 6 und 7 werden nun nachstehend Einzelheiten der in dem Fahrzeugkarosserieaufbau 100 unterzubringenden Stromspeichervorrichtung 10 beschrieben. 6 ist eine perspektivische Ansicht der Stromspeichervorrichtung 10 schräg von oben gesehen und 7 ist eine teilweise geschnittene Ansicht des Batterieabschnitts 10a von links gesehen. Man bemerke, dass 6 nicht das Gehäuse des Steuerabschnitts 10c veranschaulicht, um die Innenseite des Steuerabschnitts 10c deutlich zu zeigen. Zudem zeigt 6 eine Öffnung für einen Wartungsstecker10e des Hochspannungsblockadeabschnitts 10d, zeigt jedoch keinen Wartungsstecker 10e.
Wie in 6 verdeutlicht umfasst der Batterieabschnitt 10a der Stromspeichervorrichtung 10 Batteriestapel 40, eine Endplatte 41 und einen Stab 42.
Die Batteriestapel 40 sind in der Fahrzeugbreitenrichtung so laminiert, dass sie eine Versatzstreckgrenze (Festigkeit) gegenüber einer Kraft (einer Kollisionslast) in der Fahrzeugbreitenrichtung erhöhen.
Die Endplatte 41 ist ein Verstärkungsteil, das auf jeder Seite der Batteriestapel 40 angeordnet ist, die so in der Fahrzeugbreitenrichtung laminiert sind und wirkt zur Erhöhung der Festigkeit gegen die Kollisionslast in der Fahrzeugbreitenrichtung. Zudem umfasst die Endplatte 41 eine linke Endplatte 41L und eine rechte Endplatte 41R.
Die Stange 42 ist ein Teil zum Verbinden der linken Endplatte 41L mit der rechten Endplatte 41R und bewirkt die Erhöhung der Festigkeit gegen die Kollisionslast in der Fahrzeugbreitenrichtung. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Stange 42 zwei obere Stangen 42U, die auf einer Oberseite relativ zum Batterieabschnitt 10a angeordnet sind, und zwei (nicht gezeigte) untere Stangen 42D, die auf einer Unterseite relativ zum Batterieabschnitt 10a angeordnet sind.
Die Endplatte 41 und die Stange 42 bilden als solche ein Batteriepackgehäuse, in dem die Batteriestapel 40 unterzubringen sind.
Zudem ist der Batterieabschnitt 10a wie in 7 veranschaulicht am ersten Querträger 1 und dem zweiten Querträger 2 unter Verwendung von Befestigungsplatten 50 bis 55 befestigt. Die Befestigungsplatten 50 bis 55 sind jeweils aus einem Plattenmaterial hergestellt, das sich in der Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt. Die Befestigungsplatten 50 bis 55 sind miteinander durch Schweißen oder dergleichen so verbunden, dass sie wie durch vier gestrichelte Kreise gezeigt an vier Ecken des Batterieabschnitts 10a einen geschlossenen Abschnitt bilden. Die vier Ecken des Batterieabschnitts 10a sind eine vordere obere Ecke, eine vordere untere Ecke, eine hintere obere Ecke und eine hintere untere Ecke.
Mit diesem Aufbau können die Befestigungsplatten 50 bis 55 die Festigkeit nicht nur gegen eine Kollisionslast in der Fahrzeugbreitenrichtung, sondern auch gegen eine Kollisionslast in der Fahrzeuglängsrichtung erhöhen.
Wie in 6 veranschaulicht umfasst der Verbindungsabschnitt 10b der Stromspeichervorrichtung 10 einen Kabelbaum 43 zum elektrischen Verbinden des Batterieabschnitts 10a mit dem Steuerabschnitt 10c und einen Aufbau 44 zum strukturellen Verbinden des Batteriepackgehäuses des Batterieabschnitts 10a mit dem Gehäuse des Steuerabschnitts 10c. Man bemerke, dass der Kabelbaum 43 ein Kabel zum elektrischen Verbinden des Batterieabschnitts 10a mit dem Hochspannungsblockadeabschnitt 10d aufweist. Zudem ist der Aufbau 44 des Verbindungsabschnitts 10b mit dem ersten Querträger 1 unter Verwendung eines Befestigungsteils wie einer Schraube befestigt.
Wie in 6 veranschaulicht umfasst der Steuerabschnitt 10c der Stromspeichervorrichtung 10 eine Überwachungseinheit 45, einen Verbindungsblock 46 und ein Systemhauptrelais bzw. einen Systemhauptschalter 47.
Die Überwachungseinheit 45 ist eine Vorrichtung zum Überwachen eines Speicherzustands des Batterieabschnitts 10a. Der Verbindungsblock 46 ist eine Schutzhülle, in der Anschlüsse und dergleichen untergebracht sind, die zum Verbinden, Verzweigen und Schalten einer Stromleitung von einer elektrischen Last im Fahrzeug und einer Stromleitung vom Batterieabschnitt 10a untergebracht sind. Der Systemhauptschalter 47 ist eine Vorrichtung zum Durchführen einer Schaltsteuerung für das Verbinden, Verzweigen, das Schalten bzw. die Relaisfunktion und dergleichen der Stromleitungen.
Zudem sind ein vorderes Ende und ein hinteres Ende des Gehäuses des Steuerabschnitts 10c jeweils am ersten Querträger 1 und dem dritten Querträger 3 unter Verwendung von (nicht gezeigten) Befestigungsplatten befestigt.
Mit dem vorstehend erläuterten Aufbau weist die Stromspeichervorrichtung 10 einen Aufbau auf, der selbst im Falle einer Seitenkollision nur schwer verformt oder beschädigt werden kann. Dies macht es demgemäß möglich, die Kollisionssicherheit des Fahrzeugs zu erhöhen.
Zudem verbindet die Stromspeichervorrichtung 10 den Batterieabschnitt 10a und den Steuerabschnitt 10c über den Verbindungsabschnitt 10b, der im Vergleich zum Batterieabschnitt 10a leicht verformbar ist. Demgemäß kann die Stromspeichervorrichtung 10 durch Verformung des Verbindungsabschnitts 10b eine Kraft absorbieren, die aufgrund einer Verformung der Fahrzeugkarosserie zur Zeit einer Kollision auf den Batterieabschnitt 10a wirkt. Als ein Ergebnis kann die Stromspeichervorrichtung 10 die Verformung und die Beschädigung des Batterieabschnitts 10a zur Zeit einer Kollision einschränken.
Zudem ist der Batterieabschnitt 10a unter Verwendung der Befestigungsplatten 50 bis 55 am ersten Querträger 1 und am zweiten Querträger 2 befestigt. Im Hinblick darauf kann der Batterieabschnitt 10a leicht eine Anbringfestigkeit sicherstellen.
Zudem bringt der Batterieabschnitt 10a die Batteriestapel 40 in dem durch die Endplatte 41 und die Stange 42 gebildeten Batteriepackgehäuse unter. Das Batteriepackgehäuse ist an dem ersten Querträger 1 und dem zweiten Querträger 2 über den geschlossenen Abschnitt befestigt, der aus den Befestigungsplatten 50 bis 55 besteht. Dies ermöglicht es demgemäß, dass der Batterieabschnitt 10a eine ausreichende Lastwiderstandsfestigkeit in einer Richtung nach oben und unten aufweist, um das Gewicht eines Insassen zu tragen.
Zudem ist der Batterieabschnitt 10a dazu aufgebaut, die Endplatte 41 und die Stange 42 so zu umfassen, dass er eine Festigkeit aufweist, die höher als jene des nach oben gehenden Abschnitts 4a des Unterbodenblechs 4 ist. Demgemäß wird der nach oben gehende Abschnitt 4a durch den Batterieabschnitt 10a zusammengedrückt, wenn der Batterieabschnitt 10a aufgrund einer Seitenkollision oder dergleichen mit dem nach oben gehenden Abschnitt 4a in Kontakt kommt, was es ermöglicht, Stoßenergie zu absorbieren. Als ein Ergebnis kann der nach oben gehende Abschnitt 4a die Verformung und Beschädigung des Batterieabschnitts 10a einschränken.
Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde vorstehend genau beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend erläuterte Ausführungsform beschränkt, und verschiedene Modifizierungen und Äquivalente können in der vorstehend erläuterten Ausführungsform zum Einsatz kommen, ohne vom Gebiet der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Beispielsweise werden in der vorstehend erläuterten Ausführungsform der Verbindungsabschnitt 10b der Stromspeichervorrichtung 10 und der erste Zuführabschnitt 11b der Kühlvorrichtung 11 über den ersten Querträgers 1 angeordnet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Aufbau beschränkt. In einem Fall beispielsweise, in dem ein Spalt zwischen dem ersten Querträger 1 und dem Unterbodenblech 4 vorgesehen ist, können der Verbindungsabschnitt 10b und der erste Führungsabschnitt 11b unter dem ersten Querträger 1 angeordnet sein.
Zudem ist in der vorstehend erläuterten Ausführungsform des Fahrzeugkarosserieaufbaus 100 die Luftkühlvorrichtung 11 untergebracht, die den Gebläseabschnitt 11c umfasst, es können jedoch auch Kühlvorrichtungen von anderen Typen wie eine Flüssigkühlvorrichtung untergebracht sein, die eine Hydraulikpumpe oder dergleichen umfasst.
Erläuterung der Bezugszeichen

1: Erster Querträger
2: Zweiter Querträger
3: Dritter Querträger
4: Bodenblech bzw. Unterbodenblech
4a: Nach oben gehender Abschnitt
5: Längsrahmenteil
5L: Linker Längsträger
5R: Rechter Längsträger
6: Abgasleitung
7: Katalysator bzw. katalytischer Konverter
10: Stromspeichervorrichtung
10a: Batterieabschnitt
10b: Verbindungsabschnitt
10c: Steuerabschnitt
10d: Hochspannungsblockadeabschnitt
11: Kühlvorrichtung
11a: Ansaugabschnitt
11b: Erster Führungsabschnitt
11b1: Trennwand
11b2: Geräuschabsorbierendes bzw. lärmdämmendes Material
11c: Gebläseabschnitt
11d: Zweiter Führungsabschnitt
31: Sitz in der ersten Reihe
32: Sitz in der zweiten Reihe
33: Sitz in der dritten Reihe
40: Batteriestapel
41: Endplatte
41L: Linke Endplatte
41R: Rechte Endplatte
42: Stange
42U: Obere Stange
43: Kabelbaum
44: Aufbau
45: Überwachungseinheit
46: Verbindungsblock
47: Systemhauptrelais bzw. Systemhauptschalter
50 bis 55: Befestigungsplatte
100: Fahrzeugkarosserieaufbau

Claims

Fahrzeugkarosserieaufbau (100), der Folgendes umfasst: ein erstes Rahmenteil (1) und ein zweites Rahmenteil (2), die dazu aufgebaut sind, einen Teil eines Rahmens eines Fahrzeugs zu bilden und sich in einer Fahrzeugbreitenrichtung zu erstrecken; und eine Stromspeichervorrichtung (10), die einen Batterieabschnitt (10a) und einen Steuerabschnitt (10c) umfasst, wobei mindestens ein Teil des Batterieabschnitts (10a) in einem Raum zwischen einem Boden in einem Fahrgastraum und einem Unterbodenblech (4) und zwischen dem ersten Rahmenteil (1) und dem zweiten Rahmenteil (2) untergebracht ist, gekennzeichnet durch ein drittes Rahmenteil (3), das dazu aufgebaut ist, einen Teil des Rahmens des Fahrzeugs zu bilden und sich in der Fahrzeugbreitenrichtung zu erstrecken, wobei mindestens ein Teil des Steuerabschnitts (10c) in einem Raum zwischen dem ersten Rahmenteil (1) und dem dritten Rahmenteil (3) untergebracht ist, und dadurch, dass das Unterbodenblech (4) einen nach oben gehenden Abschnitt (4a) aufweist, der sich in einer Fahrzeuglängsrichtung entlang einer Fahrzeugmittelachse erstreckt, die Stromspeichervorrichtung (10) auf einer Seite des nach oben gehenden Abschnitts (4a) untergebracht ist und eine Kühlvorrichtung (11), die dazu aufgebaut ist, die Stromspeichervorrichtung (10) zu kühlen, auf der anderen Seite des nach oben gehenden Abschnitts (4a) untergebracht ist.
Fahrzeugkarosserieaufbau (100) nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Teil der Kühlvorrichtung (11) in dem Raum zwischen dem ersten Rahmenteil (1) und dem zweiten Rahmenteil (2) untergebracht ist.
Fahrzeugkarosserieaufbau (100) nach Anspruch 1, wobei ein Wartungsstecker (10e) am dritten Rahmenteil (3) vorgesehen ist.
Fahrzeugkarosserieaufbau (100) nach Anspruch 1, wobei das erste Rahmenteil (1) in einer Fahrzeuglängsrichtung vor dem zweiten Rahmenteil (2) angeordnet ist, und das dritte Rahmenteil (3) in der Fahrzeuglängsrichtung vor dem ersten Rahmenteil (1) angeordnet ist.