JP2009528222A - 電気駆動装置を持つ車両 - Google Patents

Abstract

電気駆動装置の電池が車両の後部でその床（４）の下に設けられている電池箱（２０）に収容されている車両が、正面衝突及び後部衝突に対して保護され、荷物室をできるだけ僅かしか縮小しないようにする。この目的のため、床（４）が、平面図において電池箱（２０）の輪郭より大きい切欠き（１１）を持ち、切欠き（１１）が補強された縁（１２）を持ち、電池箱（２０）用の下方へ向く前部支持部材（３０）及び後部支持部材（１３）が、補強された縁（１２）に取付けられ、後部支持部材（１３）が、後下方へ傾斜した停止面（１９）を持つ１対のフランジ（１７，１７′）を介して車両に取付けられ、電池箱（２０）が剛性的であるか又は補強されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気駆動装置を持つ車両であって、駆動装置の電池が、車両の後部でその床の下に設けられている電池箱に収容されているものに関する。それは、純電気的駆動装置を持つ車両であっても、ハイブリッド駆動装置（内燃機関及び発電機としても動作可能な電気機械）を持つ車両であってもよい。両者は、内燃機関のみから成る駆動装置を持つ自動車におけるより著しく大きくかつ重い蓄電池（単に電池という）を持っている。

このような電池は多くの構造空間を必要とし、その質量は衝突の場合その運動エネルギーにより乗客を危険にさらし、その内容はしばしば化学的に侵食性なので、損傷に対する保護も必要である。更に使用される高出力電池は大抵の場合大規模な補助装置（換気機、冷媒ポンプ及び電子装置）を必要とし、この補助装置が騒音を生じ、保守のため接近可能でなければならない。更に車両の荷物室ができるだけ小さく限定され、平らな積載床を持っていなければならない。

最初にあげた種類の車両はドイツ連邦共和国特許第２５２２８４４号明細書から公知である。そこでは電池は、後車軸の前で閉じた床板の下にフランジにより吊るされている桶に収容されている。前部フランジは角形レール内に吊られ、この角形レールは縦敷居の斜め前下方へ延びる部分に溶接されて、目標破断個所を形成している。それにより正面衝突の場合桶の前縁が下方へ突出され、こうして車両の内部空間からそらされる。しかし後部衝突（車両が後から衝突される追突）に対して、電池は保護されていない。

従って本発明の課題は、電池が正面衝突に対しても後部衝突に対しても保護され、更に荷物室をできるだけ僅かしか縮小せずかつ接近可能であるように、最初にあげた種類の車両に電池を収容しかつ取付けることである。

車両の内部に設けられる電池を、衝突の際変形区域及び運動変換器を介して後から支持することは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００４０２３号明細書から公知である。運動変換器は楔であり、衝突の場合電池の後端を上方へ押す。しかしこれは、通常の大きさの電池においても乗客を危険にさらす。

前記課題は、本発明によれば、床（もっと正確には床板）が、平面図において電池箱の輪郭より大きい切欠きを持ち、切欠きが補強された縁を持ち、電池箱用の下方へ向く前部支持部材及び後部支持部材が、補強された縁に取付けられ、後部支持部材が、後下方へ傾斜した停止面を持つ１対のフランジを介して車両に取付けられ、電池箱が剛性的であるか又は補強されている。

後部衝突の場合、電池箱は前方へ押され、傾斜した停止面のためその後縁が同時に下方へ押されるので、電池箱及び前部支持部材は下方へ揺動する。こうして電池箱は車両の内部へ侵入できないが、それにもかかわらず車両に結合されたままである。この機構のため、電池は後車軸の後ろに確実に収容可能である。床板の補強は、切欠きによる床板の弱体化を補償し、支持部材を保持する。切欠きのため、保守のため電池に上から接近可能である。支持部材は、床板の下に若干の間隔を置いても電池箱の収容を可能にするので、荷物室の床は十分平らである。剛性的に形成される電池箱は、電池を損傷に対して十分に保護し、床板へのねじ止め後支持部材を介して床板の一層の補強を行う。

傾斜した停止面を持つ後部支持部分のフランジは、種々のやり方で互いに結合されている（請求項２）。そのためになるべくせん断ピンが使用され、所定の衝撃力で初めてせん断して、フランジの相互滑りを可能にし、それにより蓄電池箱が下方へ揺動するように、これらのせん断ピンが寸法を設定されている。

進行する衝突の場合支持部材が床板から外れることができるように、これらの支持部材が床に取付けられている（請求項３）と、支持部材が同じように作用する。その場合取付け手段は、正面衝突の場合のも作用するせん断ピンであるのがよい。

有利な展開では、前部支持部材が、引裂きピンにより、補強された縁の下側に取付けられ、かつ移動可能で支持板に係合する水平な支持棒を持っている（請求項４）。引裂きピンは、後部衝突の場合、前部支持部材の傾倒及び前方への電池箱の移動を可能にし、その際支持棒により、引裂きピンの引裂き又はせん断後にも、前部支持部材が車両に結合されたままであるようにする。支持棒はいわば支持板に掛かったままである。支持板が車両の床に取付けられ、走行方向において支持棒の前にある変形区域を介して車両に支持されているのがよい（請求項５）。変形区域は、車両走行に対して直角に設けられるひだから成り、通常作動の際には補強作用する。

本発明の有利な展開では、電池箱の蓋が、床板の補強された縁に取外し可能に取付けられ、その縁が電池箱に密接して載っている（請求項６）。こうして衝突の場合蓋が電池箱の移動運動を自由にする。蓋は補強された縁に取付けられているので、車両の内部空間に対する密封も引受ける。電池箱の蓋がプラスチックから成り、衝突の場合電池箱から外れるように、この電池箱に結合されているのがよい（請求項７）。

電池箱の蓋は、電池に付属しかつ車両の内部から接近可能な電子装置を収容していると、特別な空間節約が行われる。更に電池箱内の電池が弾性素子を介して支持されていると（請求項９）、電池の保護及び固体伝導音減衰のために有利である。

図について本発明が以下に説明される。

図１に通常の形状を持つ自動車が示されている。その駆動装置は純機械的又はハイブリッドである。後輪２を介して見えるその後部シャシ３及びこの後部シャシにある床４のみが重要である。５で示す非常に大きい電池は、床４の下で後輪２の後に設けられている。しかし電池は（破線で示すように）後輪２の前に設けることもできる。最後にバンパ支持体６も示されている。電池５の周りの車両部分は概略的に示されており、以下詳細に説明される。

図２において、床４は、平面図においてほぼ長方形の切欠き１１を持つ床板１０であり、この切欠きの縁は周囲にわたって延びる補強枠１２を持っている。この補強枠１２に剛性電池枠２０用の後部支持部材１３及び前部支持部材３０が取付けられている。これらの支持部材は、個々の腕であるか、又は切欠き１１の幅にわたって延びる単一の支持部材である。後部支持部材１３は、引裂きピン１５により補強枠１２に結合されているか又はバンパ支持体６に結合可能で車両に固定した部分１４と、電池に近い部分１６とから成っている。両方の部分１４，１６はフランジ１７，１７′を持ち、これらのフランジは斜めに後下方へ延びる停止面１９に沿って互いに接触し、せん断ピン１８等によりまとめられている。電池箱２０は、ねじ結合部２１により、電池に近い部分１６に結合されている。

前部支持部材３０は、再び複数の支持腕３１であるか、又は全幅にわたって延びる支持腕であってもよい。支持腕３１は、車両に近い端部で、引裂きピン３２により補強枠１２に結合され、電池に近い端部で電池箱２０にねじ止めされている。水平な案内のため支持棒３４が設けられて、一方では支持板３５にある案内穴３７に係合し、他方では保持板３８にある案内穴３９に係合している。支持棒３４は両方の穴３７，３９のうち１つの穴内で移動可能であり、他の穴内に例えば溶接により固定されている。支持板３５は、ひだをつけられた変形区域３６を持ち、保持板３８は支持腕３１の一部である。

電池箱２０上に蓋４５が載っている。この蓋はなるべくプラスチックから成り、軽く、電池箱２０の周囲にわたって延びる密封フランジ４６上に密接して載っている。更に蓋４５は、同様に周囲に沿って延びるカラーを持ち、このカラーの縁４８が、床板１０又はその補強枠１２に取外し可能に結合されている。縁４８は補強枠１２を持つ床板１０の上又は下にある。前者の場合、蓋４５は車両の内部から外すことができるか、そうでない場合蓋４５に小さい保守蓋（図示せず）を設けることができる。蓋４５の内部には、冷却換気機、制御装置、電気開閉器等のような電気装置４９がある。

後部衝突例えば追突事故の場合、まず後部支持部材１３の車両に固定した部分１４が前方へ押される。その際（電池箱の著しい剛性に応じて）特定のせん断力に達すると、せん断ピン１８がせん断され、フランジ１７，１７′が停止面１９に沿って互いに滑り離れることができる。その際支持部材１３の電池に近い部分１６は下方へ押されるので、電池箱２０は前部支持腕３１と補強枠１２との結合個所の周りに下方へ揺動する。傾倒の際、補強枠１２が充分撓まない限り引裂きピン３２が引裂かれるが、支持棒３４のため、電池箱２０の前部は車道へ落下することはない。こうして電池箱２０は車両に結合されたままであり、車道を損傷しないやり方で、車道上を引きずられる。

後から作用する衝撃力が更に増大すると、衝撃力は後部支持部材１３から剛性電池箱２０を経て前部支持腕３１へ伝達されて、引裂きピン３２をせん断し、それにより前部支持部材３０の前方移動が可能になる。その際支持棒３４が案内装置として作用し、支持板３５の変形区域３６がそれ以上の衝撃エネルギを吸収する。

正面衝突の場合、衝撃力が図２において左側から来ると、引裂きピン３２がせん断され、支持板３５の変形区域３６が作用し、まだ著しい残留衝撃力が、前部支持腕３１から剛性電池箱２０を経て後部支持部材１３へ導かれ、そこで再び両方のフランジ１７，１７′の滑り離れにより、電池箱２０全体の下方揺動が起こる。

図３においてなおわかるように、電池箱２０はその底に補強溝５３を持ち、電池５８は弾性中間層５４を介して電池箱２０内に支持されている。その際電池５８は、１つ又は複数の引張り帯５５及びねじ５６により、電池箱２０と固定的に結合されるブラケット５７上に押付けられている。

図４は、補強枠１２が床板１０の下側にどのように設けられているかを詳細に示している。補強枠１２の下に支持腕３１の基部６０が見られ、この基部６０が引裂きピン３２により補強枠１２及び床板１０にねじ止めされている。

本発明による自動車を概略的に示す。 図１の細部ＩＩを示す。 図２の細部ＩＩＩを示す。 図２の細部ＩＶを示す。

Claims (9)

1. 電気駆動装置を持つ車両であって、駆動装置の電池が、車両の後部でその床の下に設けられている電池箱に収容されているものにおいて、
   ａ）床（４）が、平面図において電池箱（２０）の輪郭より大きい切欠き（１１）を持ち、
   ｂ）切欠き（１１）が補強された縁（１２）を持ち、電池箱（２０）用の下方へ向く前部支持部材（３０）及び後部支持部材（１３）が、補強された縁（１２）に取付けられ、
   ｃ）後部支持部材（１３）が、後下方へ傾斜した停止面（１９）を持つ１対のフランジ（１７，１７′）を介して車両に取付けられ、
   ｄ）電池箱（２０）が剛性的であるか又は補強されている
   ことを特徴とする、車両。
2. 傾斜した停止面（１９）を持つ後部支持部分（１３）のフランジ（１７，１７′）がせん断ピン（１８）により互いに結合されていることを特徴とする、請求項１に記載の車両。
3. 衝突の場合支持部材（１３，３０）が床板（１０）から外れることができるように、これらの支持部材（１３，３０）が床（４，１０）に取付けられていることを特徴とする、請求項１に記載の車両。
4. 前部支持部材（３０）が、引裂きピン（３２）により、補強された縁（１２）の下側に取付けられ、かつ移動可能で支持板（３５）に係合する水平な支持棒（３４）を持っていることを特徴とする、請求項１に記載の車両。
5. 支持板（３５）が車両の床（４）に取付けられ、走行方向において支持棒（３４）の前にある変形区域（３６）を介して車両に支持されていることを特徴とする、請求項４に記載の車両。
6. 電池箱（２０）の蓋（４５）が、補強された縁（１２）に取外し可能に取付けられ、その縁（４６）が電池箱（２０）に密接して載っていることを特徴とする、請求項１に記載の車両。
7. 電池箱（２０）の蓋（４５）がプラスチックから成り、衝突の場合電池箱（２０）から外れるように、この電池箱に結合されていることを特徴とする、請求項６に記載の車両。
8. 電池箱（２０）の蓋（４５）が、電池に付属する電気装置及び／又は電子装置（４９）を収容していることを特徴とする、請求項６に記載の車両。
9. 電池箱（２０）内の電池（５８）が弾性素子（５４）を介して支持されていることを特徴とする、請求項１に記載の車両。

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