JP2012232667A - 電動車両の車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数等を削減してコストを低減することができ且つ車両衝突時等に駆動用バッテリに作用する力を抑制することができる電動車両の車体構造を提供する。
【解決手段】第１のサイドメンバ２１の後端部を第２のクロスメンバ３２上に固定し、第１のサイドメンバ２１が、後端側に設けられてフロア面に対向するフロア対向部２１ａと、フロア対向部２１ａの前端から上方に向かって延設されるキックアップ部２１ｂと、キックアップ部２１ｂから連続し第２のクロスメンバ３２と車両前後方向に対して傾斜する面で対向する突出部２５と、を有し、第２のクロスメンバ３２が、第１のサイドメンバ２１の後端面に対向して突出する凸部３４を備えると共に、突出部２５の先端面に対向する傾斜面３２ａを備える構成とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、フロア下に駆動用バッテリを備える電動車両の車体構造に関する。

従来、電気自動車、ハイブリッド車両等の電動車両においては、駆動用バッテリが収容されたバッテリパックがフロア下に取り付けられているものがある。具体的な車体構造としては、例えば、電動車両は、その前後方向に延設される一対のサイドメンバと、これらサイドメンバ間に延設されるクロスメンバとを備え、これら一対のサイドメンバ間にバッテリパックを支持する部材が配されて各サイドメンバに対して固定されていた。

このような構造では、部品点数が多く、また組み付け工数が多くなるため、製造コストが高くなってしまっていた。

これに対し、バッテリパックを支持する部材が、サイドメンバの一部を兼ねるようにすることで、部品点数等を減らしてコストの削減を図るようにしたものがある。具体的には、例えば、車両フレームの主要部位を構成するメインフレームと、メインフレームに下方から組み付け可能で、メインフレームに連結することで車体フレームの一部を構成する左右のフレーム部材及びクロスフレーム部材を備え、電気部品（バッテリ）を取り付け可能なサブフレームと、からなる電気自動車（電動車両）の車体構造が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００６−１８２２９５号公報

特許文献１に記載の車体構造のように、バッテリパック（電気部品）を支持する部材が、サイドメンバの一部を兼ねるようにすることで、部品点数や作業工程を削減してコストを低減することはできる。ただし、このような構成では、例えば、車両衝突時等にサイドメンバが受ける衝撃力が駆動用バッテリを支持する部材や駆動用バッテリ自体に対して作用し易くなる虞がある。しかしながら、車両衝突時に駆動用バッテリ等に作用する衝撃力についてはあまり考慮されていないのが現状である。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、部品点数等を削減してコストを低減することができ且つ車両衝突時等に駆動用バッテリに作用する力を抑制することができる電動車両の車体構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、フロア下に駆動用バッテリを備えた電動車両の車体構造であって、前記電動車両の前後方向に延設される一対の第１のサイドメンバと、前記電動車両の左右方向に延設されて前記第１のサイドメンバを連結する第１のクロスメンバと、各第１のサイドメンバの後方に配される一対の第２のサイドメンバと、前記電動車両の左右方向に延設されて前記第２のサイドメンバの先端部を連結する第２のクロスメンバと、を備え、前記第１のサイドメンバの後端部が前記第２のクロスメンバ上に固定され、前記第１のサイドメンバは、後端側に設けられてフロア面に対向するフロア対向部と、該フロア対向部の前端から上方に向かって延設されるキックアップ部と、当該キックアップ部から連続し前記第２のクロスメンバと車両前後方向に対して傾斜する面で対向する突出部と、を有し、前記第１のサイドメンバが固定される前記第２のクロスメンバは、前記第１のサイドメンバの後端面に対向して突出する凸部を備えると共に、前記突出部の先端面に対向する傾斜面を備えていることを特徴とする電動車両の車体構造にある。

本発明の第２の態様は、前記第１のサイドメンバの前記突出部と前記第２のサイドメンバの前記傾斜面との隙間は、前記第１のサイドメンバの後端面と前記第２のサイドメンバの前記凸部との隙間よりも広いことを特徴とする第１の態様の電動車両の車体構造にある。

本発明の第３の態様は、前記凸部が一対の前記第１のサイドメンバ間に亘って連続的に設けられていることを特徴とする第１又は２の態様の電動車両の車体構造にある。

本発明の第４の態様は、前記突出部は、前記キックアップ部と前記フロア対向部との境界部分で前記フロア対向部の下方側まで突出していることを特徴とする第１〜３の何れか一つの態様の電動車両の車体構造にある。

本発明の第５の態様は、前記突出部は、前記第１のサイドメンバの後端面から突出していることを特徴とする第１〜４の何れか一つの態様の電動車両の車体構造にある。

本発明の第６の態様は、前記第１のサイドメンバの外側に配されて前記第１のクロスメンバによって連結された一対のサイドシルをさらに備え、前記第２のクロスメンバが前記サイドシルまで延設されていることを特徴とする第１〜５の何れか一つの態様の電動車両の車体構造にある。

本発明の電動車両の車体構造によれば、部品点数や作業工程を削減してコストを低減することができる。さらに、車両衝突時等に、第１のサイドメンバを介して第２のサイドメンバ、或いは駆動用バッテリに作用する衝撃力を抑制することができる。

実施形態１に係る電動車両の車体構造を示す平面図である。 実施形態１に係る電動車両の第１及び第２フレームを示す平面図である。 実施形態１に係るフロントサイドメンバと第２のサイドメンバとの接続部分の構造を示す側面図である。 実施形態１に係る第２のクロスメンバの概略構成を示す斜視図である。 実施形態１に係るフロントサイドメンバの変形状態を示す側面図である。 実施形態２に係る第２のクロスメンバを示す斜視図である。 実施形態２に係る電動車両の車体構造及びその変形例を示す平面図である。

以下、本発明に係る電動車両の車体構造について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施形態１）
図１及び図２に示すように、電動車両１０は、車体フレームの主要部を構成する第１フレーム２０と、バッテリパック１００を支持して第１フレーム２０に組み付けられる第２フレーム３０とをフロア（車室）下に備えている。本実施形態に係る第１フレーム２０は、電動車両１０の前後方向（図中左右方向）に延設される一対のフロントサイドメンバ（第１のサイドメンバ）２１、リアサイドメンバ２２、及びサイドシル２３と、電動車両１０の左右方向（図中上下方向）に延設される複数（本実施形態では、５つ）のクロスメンバ２４Ａ〜２４Ｅとを備えている。なおこれら複数のクロスメンバ２４Ａ〜２４Ｅのうち、一対のフロントサイドメンバ２１を連結するものを第１のクロスメンバと称する。

本実施形態では、一対のフロントサイドメンバ２１は、電動車両１０の最も前方側に配されたクロスメンバ２４Ａによって連結されている。すなわち本実施形態では、最も前方に配されているクロスメンバ２４Ａが第１のクロスメンバとなっている。また第１のクロスメンバ２４Ａの両端には、サイドシル２３の前端がそれぞれ接続されている。またサイドシル２３の後端の内側には、リアサイドメンバ２２が接続されている。一対のサイドシル２３の間には、クロスメンバ２４Ｂ〜２４Ｄが所定間隔で配されており、これらクロスメンバ２４Ｂ〜２４Ｄの両端は、左右のサイドシル２３にそれぞれ接続されている。また一対のリアサイドメンバ２２間には、クロスメンバ２４Ｅが配されており、その両端が各リアサイドメンバ２２にそれぞれ接続されている。

第２フレーム３０は、第１フレーム２０に対して着脱可能に構成されている。例えば、本実施形態では、第２フレーム３０は、第１フレーム２０の下方側から、一対のサイドシル２３及びリアサイドメンバ２２の間に組み付けられている。

第２フレーム３０は、第１フレーム２０の各フロントサイドメンバ２１の後方に配される一対の第２のサイドメンバ３１と、電動車両１０の左右方向に延設される複数のクロスメンバ３２Ａ〜３２Ｅと、を備えている。なおこれら複数のクロスメンバ３２Ａ〜３２Ｅのうち、最も車両前側に配置されるクロスメンバ３２Ａを第２のクロスメンバと称する。第２のクロスメンバ３２Ａは、一対の第２のサイドメンバ３１の間隔と同程度の長さで形成されており、その両端部には、第２のサイドメンバ３１の前端がそれぞれ固定されていると共に、第１フレーム２０を構成するフロントサイドメンバ２１の後端がそれぞれ固定されている。すなわち、フロントサイドメンバ２１と第２のサイドメンバ３１とは、第２のクロスメンバ３２Ａを介して接続されている。

クロスメンバ３２Ｂ〜３２Ｄは、電動車両１０の前後方向において所定間隔で配されて、一対の第２のサイドメンバ３１にそれぞれ固定されている。またこれらクロスメンバ３２Ｂ〜３２Ｄは、第２のサイドメンバ３１の外側に配されているサイドシル２３まで延設されている。すなわちクロスメンバ３２Ｂ〜３２Ｄの両端は、サイドシル２３にそれぞれ接続されている。クロスメンバ３２Ｅには、第２のサイドメンバ３１の後端がそれぞれ接続されている。またクロスメンバ３２Ｅは、リアサイドメンバ２２まで延設され、その両端がリアサイドメンバ２２にそれぞれ固定されている。

ここで、フロントサイドメンバ２１と第２のサイドメンバ３１との接続部分の構造について、さらに詳細に説明する。図３に示すように、フロントサイドメンバ２１と第２のサイドメンバ３１とは、第２のクロスメンバ３２Ａを介して接続されている。第１フレーム２０を構成するフロントサイドメンバ２１は、その後端側に設けられて電動車両１０のフロア面１１に対向するフロア対向部２１ａと、フロア対向部２１ａの前端から上方に向かって延設されるキックアップ部２１ｂと、を有する。キックアップ部２１ｂは、前輪の操舵部品との干渉を避けるために設けられている。またフロントサイドメンバ２１のキックアップ部２１ｂとフロア対向部２１ａとの境界部分には、キックアップ部２１ｂから連続し第２のクロスメンバ３２Ａと車両前後方向に対して傾斜する面で対向する突出部２５が設けられている。例えば、本実施形態では、突出部２５は、キックアップ部２１ｂから連続してフロア対向部２１ａの下方側に突出して設けられている。

一方、フロントサイドメンバ２１がボルト締め等によって固定される第２のクロスメンバ３２Ａは、フロントサイドメンバ２１の後端面２１ｃ及び第２のサイドメンバ３１の先端面３１ａに対向して突出する凸部３４を備えている。この凸部３４は、本実施形態では、図４に示すように、一対の第１のサイドメンバ２１間に亘って連続的に設けられている。なお上述のように第２フレーム３０は、第１フレーム２０のサイドシル２３間に、その下方側から組み付けられている。このため、凸部３４とフロントサイドメンバ２１の後端面２１ｃとの間には、所定幅Ｗ１の隙間が形成されている。これにより第２フレーム３０の第１フレーム２０への組み付けが容易となる。

また第２のクロスメンバ３２Ａは、フロントサイドメンバ２１の突出部２５の先端面２５ａに対向して傾斜する傾斜面３２ａを備えている。そして突出部２５の先端面２５ａと第２のクロスメンバ３２Ａの傾斜面３２ａとの間には、凸部３４とフロントサイドメンバ２１の後端面２１ｃとの隙間の幅Ｗ１よりも広い幅Ｗ２の隙間が形成されている。

そして、このような電動車両１０の車体構造によれば、部品点数や作業工程を削減してコストを低減することができる。

また、このような車体構造を有する電動車両１０では、例えば、車両衝突によって衝撃力が入力されると、入力された衝撃力は、図３中に矢印で示すように、フロントサイドメンバ２１のキックアップ部２１ｂ、フロア対向部２１ａの順に伝達される。そしてある程度の大きさ以上の衝撃力がフロントサイドメンバ２１に伝達されると、図５に示すように、フロントサイドメンバ２１は電動車両１０の後方側に移動して、フロントサイドメンバ２１の後端面２１ｃが凸部３４に衝突する。これによりフロントサイドメンバ２１の車両後方側への移動が抑制される。つまりフロントサイドメンバ２１の後端面２１ｃが凸部３４に衝突することで、フロントサイドメンバ２１が受けた衝撃力が第２のクロスメンバ３２Ａを含む第２フレーム３０に分散され、フロントサイドメンバ２１の車両後方への移動が抑制される。特に本実施形態では、凸部３４が一対のフロントサイドメンバ２１間に亘って連続的に設けられているため、フロントサイドメンバ２１の後端面２１ｃが凸部３４に確実に衝突してフロントサイドメンバ２１の車両後方への移動が効果的に抑制される。また、凸部３４の設定によりフロントサイドメンバ２１からの衝撃力を面で受け、第２のサイドメンバ３１の反力を面でとる構造となっている。

フロントサイドメンバ２１がさらに大きな衝撃力を受けた場合には、ボルト締め等により固定されたフロントサイドメンバ２１のフロア対向部２１ａが変形しつつ、フロントサイドメンバ２１が車両後方に向かってさらに移動する。そして、突出部２５の先端面２５ａが、第２のクロスメンバ３２Ａの傾斜面３２ａに衝突して、フロントサイドメンバ２１の移動方向が、車両の後方から車両の下方側へと変化する。これによりバッテリパック１００に対する衝撃力の入力がさらに抑えられ、バッテリパック１００に収容されている駆動用バッテリの破損を抑制することができる。

なお、本実施形態では、突出部２５の先端面２５ａと第２のクロスメンバ３２Ａの傾斜面３２ａとの間に、凸部３４とフロントサイドメンバ２１の後端面２１ｃとの隙間の幅Ｗ１よりも広い幅Ｗ２の隙間が形成されている例を説明した。しかしながら、これら隙間の幅Ｗ１と幅Ｗ２との関係は特に限定されず、各部材の剛性等を考慮して適宜決定されればよい。

（実施形態２）
本実施形態は、第２のクロスメンバ３２Ａの凸部３４の変形例であり、図６に示すように、凸部３４の両端部には、フロントサイドメンバ２１の表面に対して交差して電動車両１０の後方側に向かう傾斜面３４ａが設けられている。すなわち凸部３４のフロントサイドメンバ２１に対向する面の一部が傾斜面３４ａとなっている。

このような構成とすることで、例えば、車両衝突等によってある程度以上の衝撃力がフロントサイドメンバ２１に入力された際に、フロントサイドメンバ２１の移動方向を電動車両１０の幅方向外側に誘導することができる。したがって、フロントサイドメンバ２１を介してある程度以上の衝撃力がバッテリパック１００に入力されるのを抑制することができる。

なお本実施形態では、図７（ａ）に示すように、フロントサイドメンバ２１の後端面２１ｃは、平面となっているが、図７（ｂ）に示すように、フロントサイドメンバ２１の後端面２１ｃは、凸部３４の傾斜面３４ａに対向するように形成されていてもよい。すなわちフロントサイドメンバ２１の後端部に、このフロントサイドメンバ２１の後端面２１ｃから電動車両の後方に向かって突出する突出部２５Ａが設けられていてもよい。何れの構成としても、上述のようにバッテリパック１００に入力される衝撃を抑制することができる。

（他の実施形態）
以上本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、第２のクロスメンバに凸部が一対のフロントサイドメンバ間に亘って連続的に設けられた構成を例示したが、凸部は、少なくともフロントサイドメンバの後端面に対向する部分に設けられていればよく、必ずしも連続的に設けられていなくてもよい。

この構成に限らず、本願発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能なものである。

１０ 電動車両
１１ フロア面
２０ 第１フレーム
２１ フロントサイドメンバ（第１のサイドメンバ）
２１ａ フロア対向部
２１ｂ キックアップ部
２１ｃ 後端面
２２ リアサイドメンバ
２３ サイドシル
２４Ａ 第１のクロスメンバ
２４Ｂ〜２４Ｅ クロスメンバ
２５ 突出部
２５ａ 先端面
３０ 第２フレーム
３１ 第２のサイドメンバ
３１ａ 先端面
３２Ａ 第２のクロスメンバ
３２Ｂ〜３２Ｅ クロスメンバ
３２ａ 傾斜面
３４ 凸部
３４ａ 傾斜面
１００ バッテリパック

Claims (6)

1. フロア下に駆動用バッテリを備えた電動車両の車体構造であって、
   前記電動車両の前後方向に延設される一対の第１のサイドメンバと、
   前記電動車両の左右方向に延設されて前記第１のサイドメンバを連結する第１のクロスメンバと、
   各第１のサイドメンバの後方に配される一対の第２のサイドメンバと、
   前記電動車両の左右方向に延設されて前記第２のサイドメンバの先端部を連結する第２のクロスメンバと、を備え、
   前記第１のサイドメンバの後端部が前記第２のクロスメンバ上に固定され、
   前記第１のサイドメンバは、後端側に設けられてフロア面に対向するフロア対向部と、該フロア対向部の前端から上方に向かって延設されるキックアップ部と、当該キックアップ部から連続し前記第２のクロスメンバと車両前後方向に対して傾斜する面で対向する突出部と、を有し、
   前記第１のサイドメンバが固定される前記第２のクロスメンバは、前記第１のサイドメンバの後端面に対向して突出する凸部を備えると共に、前記突出部の先端面に対向する傾斜面を備えていることを特徴とする電動車両の車体構造。
2. 前記第１のサイドメンバの前記突出部と前記第２のサイドメンバの前記傾斜面との隙間は、前記第１のサイドメンバの後端面と前記第２のサイドメンバの前記凸部との隙間よりも広いことを特徴とする請求項１に記載の電動車両の車体構造。
3. 前記凸部が一対の前記第１のサイドメンバ間に亘って連続的に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動車両の車体構造。
4. 前記突出部は、前記キックアップ部と前記フロア対向部との境界部分で前記フロア対向部の下方側まで突出していることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の電動車両の車体構造。
5. 前記突出部は、前記第１のサイドメンバの後端面から突出していることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の電動車両の車体構造。
6. 前記第１のサイドメンバの外側に配されて前記第１のクロスメンバによって連結された一対のサイドシルをさらに備え、前記第２のクロスメンバが前記サイドシルまで延設されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の電動車両の車体構造。

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