JP2013133046A - Battery mounting structure for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用電池搭載構造に関する。 The present invention relates to a vehicle battery mounting structure.
フロアパネルの下方でバッテリを支持するバッテリフレームを備えた電気自動車のバッテリフレーム取付構造が知られている(例えば、特許文献1)。特許文献1に開示された技術では、バッテリフレームのバッテリサイドフレーム(サイドフレーム)とサイドシルとの間にスペーサが配置されている。このスペーサは、車両側面衝突(以下、単に「側突」という)時にサイドシルに入力された側突荷重をバッテリサイドフレームに伝達する荷重伝部材として機能する。 There is known a battery frame mounting structure for an electric vehicle including a battery frame that supports a battery below a floor panel (for example, Patent Document 1). In the technique disclosed in Patent Document 1, a spacer is disposed between a battery side frame (side frame) and a side sill of the battery frame. The spacer functions as a load transmission member that transmits a side collision load input to the side sill to the battery side frame during a vehicle side collision (hereinafter simply referred to as “side collision”).
しかしながら、特許文献1に開示された技術では、側突時にサイドシルからバッテリサイドフレームに伝達された側突荷重によって当該バッテリサイドフレームがバッテリ側へ凸を成すように屈曲変形すると、バッテリサイドフレームのバッテリ側への侵入量が大きくなり、バッテリサイドフレームがバッテリに接触する可能性がある。 However, in the technique disclosed in Patent Document 1, when the battery side frame is bent and deformed so as to project toward the battery side due to a side collision load transmitted from the side sill to the battery side frame at the time of a side collision, the battery of the battery side frame There is a possibility that the amount of intrusion to the side increases and the battery side frame contacts the battery.
本発明は、上記の事実を考慮し、側突時におけるバッテリサイドフレームの屈曲変形を抑制することができる車両用電池搭載構造を得ることを目的とする。 In view of the above-described facts, an object of the present invention is to provide a vehicle battery mounting structure that can suppress bending deformation of a battery side frame at the time of a side collision.
請求項1に記載の車両用電池搭載構造は、車両フロアの下方に配置されたバッテリモジュールと、閉断面構造を有し、前記車両フロアの車両幅方向の端部に沿って配置され、車両前後方向に延びるロッカと、閉断面構造を有し、前記バッテリモジュールの車両幅方向の外側に車両前後方向に沿って配置されて該バッテリモジュールを支持すると共に、車両幅方向の外側に位置する外側部が前記ロッカにおける車両幅方向の内側に位置する内側部に結合された第1バッテリサイドフレームと、を備えている。 The battery mounting structure for a vehicle according to claim 1 has a battery module disposed below the vehicle floor, a closed cross-sectional structure, and is disposed along an end of the vehicle floor in the vehicle width direction. A rocker extending in the direction, and a closed cross-sectional structure, arranged outside the vehicle width direction of the battery module along the vehicle front-rear direction to support the battery module and located outside the vehicle width direction Includes a first battery side frame coupled to an inner portion of the rocker positioned on the inner side in the vehicle width direction.
請求項1に係る車両用電池搭載構造によれば、バッテリモジュールの車両幅方向の外側に第1バッテリサイドフレームが配置されている。この第1バッテリサイドフレームにおける車両幅方向の外側に位置する外側部は、ロッカにおける車両幅方向の内側に位置する内側部に重ねられて当該内側部に結合されている。これにより、側突時にロッカに入力された側突荷重が第1バッテリサイドフレームに伝達される。 According to the vehicle battery mounting structure of the first aspect, the first battery side frame is disposed outside the battery module in the vehicle width direction. The outer portion of the first battery side frame located outside the vehicle width direction is overlapped with the inner portion of the rocker located inside the vehicle width direction and coupled to the inner portion. Thereby, the side collision load input to the rocker at the time of the side collision is transmitted to the first battery side frame.
ここで、例えば、側突荷重によってロッカがバッテリモジュール側(車両幅方向の内側)へ凸を成すように屈曲変形(以下、この変形を単に「屈曲変形」と略す場合がある)すると、ロッカにおける車両幅方向の内側に位置する内側部に圧縮力が作用する一方で、ロッカにおける車両幅方向の外側に位置する外側部に引張り力が作用する。これと同様に、ロッカから伝達された側突荷重によって第1バッテリサイドフレームがバッテリモジュール側(車両幅方向の内側)へ凸を成すように屈曲変形すると、第1バッテリサイドフレームにおける車両幅方向の外側に位置する外側部に圧縮力が作用する一方で、第1バッテリサイドフレームにおける車両幅方向の内側に位置する内側部に引張り力が作用する。 Here, for example, when the rocker is bent and deformed so as to protrude toward the battery module (inner side in the vehicle width direction) due to a side impact load (hereinafter, this deformation may be simply referred to as “bending deformation”), While a compressive force acts on the inner part located inside the vehicle width direction, a tensile force acts on the outer part located outside the rocker in the vehicle width direction. Similarly, when the first battery side frame is bent and deformed to project toward the battery module side (inner side in the vehicle width direction) due to the side impact load transmitted from the rocker, the first battery side frame in the vehicle width direction While the compressive force acts on the outer portion located outside, the tensile force acts on the inner portion located on the inner side in the vehicle width direction of the first battery side frame.
本発明では、ロッカの内側部と第1バッテリサイドフレームの外側部とを結合したことにより、ロッカ及び第1バッテリサイドフレームが屈曲変形したときに、ロッカの内側部に作用した引張り力と第1バッテリサイドフレームに作用した圧縮力とが打ち消し合う。これにより、ロッカ及び第1バッテリサイドフレームの屈曲変形が抑制されるため、ロッカ及び第1バッテリサイドフレームのバッテリモジュール側への侵入量が低減される。従って、バッテリの破損が抑制される。 In the present invention, the inner portion of the rocker and the outer portion of the first battery side frame are combined, so that when the rocker and the first battery side frame are bent and deformed, the tensile force acting on the inner portion of the rocker and the first The compressive force acting on the battery side frame cancels out. Thereby, since the bending deformation of the rocker and the first battery side frame is suppressed, the amount of penetration of the rocker and the first battery side frame into the battery module is reduced. Therefore, damage to the battery is suppressed.
請求項2に記載の車両用電池搭載構造は、請求項1に記載の車両用電池搭載構造において、前記第1バッテリサイドフレームの前記閉断面構造を構成する上壁部が、前記ロッカの前記閉断面構造を構成する下壁部に下方から重ねられて該下壁部に結合されている。 A vehicle battery mounting structure according to a second aspect is the vehicle battery mounting structure according to the first aspect, wherein an upper wall portion constituting the closed cross-sectional structure of the first battery side frame is the closed of the rocker. The lower wall portion constituting the cross-sectional structure is overlapped from below and coupled to the lower wall portion.
請求項2に係る車両用電池搭載構造によれば、第1バッテリサイドフレームの閉断面構造を構成する上壁部がロッカの閉断面構造を構成する下壁部に下方から重ねられて当該下壁部に結合されている。これにより、側突時にロッカの内側部に作用した引張り力と第1バッテリサイドフレームに外側部に作用した圧縮力とが各々の下壁部と上壁部との接触面間で相互に伝達され、これらの引張り力と圧縮力とが打ち消し合う。従って、ロッカ及び第1バッテリサイドフレームの屈曲変形が抑制されるため、ロッカ及び第1バッテリサイドフレームのバッテリモジュール側への侵入量が低減される。
According to the vehicle battery mounting structure according to
また、第1バッテリサイドフレームの上壁部をロッカの下壁部に下方から重ねて当該下壁部に結合することにより、ロッカに対する第1バッテリサイドフレームの組み付け性が向上する。 Further, by assembling the upper wall portion of the first battery side frame onto the lower wall portion of the rocker from below and coupling to the lower wall portion, the assembling property of the first battery side frame to the rocker is improved.
請求項3に記載の車両用電池搭載構造は、請求項2に記載の車両用電池搭載構造において、前記ロッカが、車両幅方向に対向して配置され、前記閉断面構造を構成する一対の本体部と、一対の前記本体部の上端部から車両上下方向の上側へそれぞれ延出されると共に互いに結合された一対の上側フランジ部と、一対の前記本体部の下端部から車両上下方向の下側へそれぞれ延出されると共に互いに結合された一対の下側フランジ部と、を有し、前記第1バッテリサイドフレームの車両幅方向の外側の側壁部が、一対の前記下側フランジ部に車両幅方向の内側から当接されている。
The vehicle battery mounting structure according to claim 3 is the vehicle battery mounting structure according to
請求項3に係る車両用電池搭載構造によれば、ロッカの一対の下側フランジ部に、第1バッテリサイドフレームの車両幅方向の外側の側壁部を車両幅方向の内側から当接させたことにより、これらの下側フランジ部に第1バッテリサイドフレームの側壁部を当接させない構成と比較して、屈曲変形に対するロッカ及び第1バッテリサイドフレームの剛性が高くなる。従って、ロッカ及び第1バッテリサイドフレームの屈曲変形が更に抑制される。 According to the vehicle battery mounting structure according to claim 3, the outer side wall portion of the first battery side frame in the vehicle width direction is brought into contact with the pair of lower flange portions of the rocker from the inner side in the vehicle width direction. Accordingly, the rocker and the first battery side frame are more rigid with respect to bending deformation than the configuration in which the side wall portion of the first battery side frame is not brought into contact with these lower flange portions. Therefore, bending deformation of the rocker and the first battery side frame is further suppressed.
請求項4に記載の車両用電池搭載構造は、請求項3に記載の車両用電池搭載構造において、前記第1バッテリサイドフレームにおける前記上壁部と前記側壁部とが接続される角部が、前記ロッカにおける前記下壁部と下側フランジ部とが接続される隅部に合わせられている。 The vehicle battery mounting structure according to claim 4 is the vehicle battery mounting structure according to claim 3, wherein a corner portion where the upper wall portion and the side wall portion in the first battery side frame are connected is provided. The lower wall portion and the lower flange portion of the rocker are fitted to corners to be connected.
請求項4に係る車両用電池搭載構造によれば、第1バッテリサイドフレームにおける上壁部と側壁部とが接続される角部がロッカにおける下壁部と下側フランジ部とが接続される隅部に合わせられている。これにより、第1バッテリサイドフレームの角部の稜線が、ロッカの隅部の稜線に近接する。従って、第1バッテリサイドフレームの角部をロッカの隅部に合わせない構成と比較して、屈曲変形に対するロッカ及び第1バッテリサイドフレームの剛性が高くなる。よって、ロッカ及び第1バッテリサイドフレームの屈曲変形が更に抑制される。 According to the vehicle battery mounting structure of the fourth aspect, the corner portion where the upper wall portion and the side wall portion of the first battery side frame are connected is the corner where the lower wall portion and the lower flange portion of the rocker are connected. Adapted to the department. Thereby, the ridgeline of the corner of the first battery side frame comes close to the ridgeline of the corner of the rocker. Therefore, the rocker and the first battery side frame are more rigid with respect to bending deformation than the configuration in which the corners of the first battery side frame are not aligned with the corners of the rocker. Therefore, bending deformation of the rocker and the first battery side frame is further suppressed.
請求項5に記載の車両用電池搭載構造は、請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の車両用電池搭載構造において、閉断面構造を有するフレーム本体部と、前記フレーム本体部の車両幅方向の外側の側壁部から車両幅方向の外側へそれぞれ延出すると共に互いに車両上下方向に対向する一対のフランジ部とを有し、前記第1バッテリサイドフレームと前記バッテリモジュールとの間に車両前後方向に沿って配置され、前記車両フロアに取り付けられた第2バッテリサイドフレームを備え、前記第1バッテリサイドフレームにおける車両幅方向の内側に位置する内側部が、一対の前記フランジ部の間に挿入されて該フランジ部にそれぞれ結合されている。
The vehicle battery mounting structure according to
請求項5に係る車両用電池搭載構造によれば、第2バッテリサイドフレームは、閉断面構造を有するフレーム本端部と、フレーム本端部の車両幅方向の外側の側壁部から車両幅方向の外側へそれぞれ延出すると共に互いに車両上下方向に対向する一対のフランジ部とを有している。これら一対のフランジ部の間に第1バッテリサイドフレームにおける車両幅方向の内側に位置する内側部が挿入されており、当該内壁部が一対のフランジ部にそれぞれ結合されている。これにより、側突時に第1バッテリサイドフレームの内側部に作用した引張り力と第2バッテリサイドフレームの一対のフランジ部に作用した圧縮力とが打ち消し合う。従って、第1バッテリサイドフレーム及び第2バッテリサイドフレームのフレーム本体部の屈曲変形が抑制されるため、第1バッテリサイドフレーム及び第2バッテリサイドフレームのバッテリモジュール側への侵入量が低減される。よって、バッテリの破損が抑制される。 According to the vehicle battery mounting structure of the fifth aspect, the second battery side frame includes a frame main end portion having a closed cross-sectional structure and a side wall portion outside the vehicle width direction of the frame main end portion in the vehicle width direction. A pair of flange portions that extend outward and face each other in the vehicle vertical direction are provided. An inner portion of the first battery side frame located on the inner side in the vehicle width direction is inserted between the pair of flange portions, and the inner wall portions are coupled to the pair of flange portions, respectively. As a result, the tensile force acting on the inner side of the first battery side frame and the compressive force acting on the pair of flange portions of the second battery side frame cancel each other. Therefore, since the bending deformation of the frame main body portions of the first battery side frame and the second battery side frame is suppressed, the amount of penetration of the first battery side frame and the second battery side frame into the battery module side is reduced. Therefore, damage to the battery is suppressed.
また、第2バッテリサイドフレームを車両フロアに取り付けたことにより、側突時にロッカに入力された側突荷重が第1バッテリサイドフレーム及び第2バッテリサイドフレームを介して車両フロアへ伝達される。従って、ロッカ、第1バッテリサイドフレーム、及び第2バッテリサイドフレームの屈曲変形が更に抑制される。 Further, by attaching the second battery side frame to the vehicle floor, a side collision load input to the rocker at the time of a side collision is transmitted to the vehicle floor via the first battery side frame and the second battery side frame. Therefore, bending deformation of the rocker, the first battery side frame, and the second battery side frame is further suppressed.
以上説明したように、本発明に係る車両用電池搭載構造によれば、側突時におけるバッテリサイドフレームの屈曲変形を抑制することができる。 As described above, according to the vehicle battery mounting structure of the present invention, bending deformation of the battery side frame at the time of a side collision can be suppressed.
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る車両用電池搭載構造について説明する。なお、各図において適宜示される矢印FRは車両前後方向の前側を示し、矢印UPは車両上下方向の上側を示し、矢印LHは車両幅方向の外側(車体左側)を示している。 Hereinafter, a vehicle battery mounting structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that an arrow FR appropriately shown in each drawing indicates the front side in the vehicle longitudinal direction, an arrow UP indicates the upper side in the vehicle vertical direction, and an arrow LH indicates the outside in the vehicle width direction (the left side of the vehicle body).
図1には、本実施形態に係る車両用電池搭載構造10が適用された車両12の車体床部14を車両前後方向の後側から見た縦断面図が示されている。この車両12は、例えば、図示しない電動機(モータ)を駆動源として走行する電気自動車、ガソリンハイブリッド車、燃料電池ハイブリッド車等であり、車両フロアを構成するフロアパネル16の車両上下方向の下方に電動機へ供給する電極を蓄電するバッテリユニット30が搭載されている。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a vehicle
車体床部14は、車室18の床面を構成するフロアパネル16と、フロアパネル16の車両幅方向の両端部に沿ってそれぞれ設けられた一対のロッカ20と、一対のロッカ20の車両幅方向の内側にそれぞれ配置された一対のフロアアンダリインフォースメント28とを備えている。なお、図1には、一対のロッカ20の一方(車体左側)が示されると共に、一対のフロアアンダリインフォースメント28の一方(車体左側)が示されている。
The
一対のロッカ20は車体側部における下部の骨格を構成する骨格部材であり、車両前後方向に延びている。このロッカ20は、車両前後方向に沿って配置されたロッカアウタパネル22と、車両前後方向に沿って配置されると共に、ロッカアウタパネル22の車両幅方向の内側に配置されたロッカインナパネル24と、ロッカアウタパネル22とロッカインナパネル24との間に配置されたロッカリインフォースメント26とを有している。
The pair of
ロッカアウタパネル22は車両幅方向の内側が開口された断面ハット形状に形成されている。具体的には、ロッカアウタパネル22は、車両幅方向の内側が開口された断面略C字形状を成す本体部22Aと、本体部22Aの上端部から車両上下方向の上側へ延出された上側フランジ部22Bと、本体部22Aの下端部から車両上下方向の下側へ延出された下側フランジ部22Cとを有している。
The rocker
一方、ロッカインナパネル24は、車両幅方向の外側が開口された断面ハット形状に形成されている。具体的には、ロッカインナパネル24は、車両幅方向の外側が開口された断面略C字形状を成す本体部24Aと、本体部24Aの上端部から車両上下方向の上側へ延出された上側フランジ部24Bと、本体部24Aの下端部から車両上下方向の下側へ延出された下側フランジ部24Cとを有している。
On the other hand, the rocker
これらのロッカアウタパネル22とロッカインナパネル24とは、各々の本体部22A,24Aを車両幅方向に対向させて配置されており、ロッカリインフォースメント26を挟んで各々の上側フランジ部22B,24B同士及び下側フランジ部22C,24C同士が溶接等により結合されている。これにより、ロッカアウタパネル22の本体部22A及びロッカインナパネル24の本体部24Aによって閉断面構造が構成されている。
The rocker
また、ロッカインナパネル24の本体部24Aの下壁部24A1は平板状に形成されると共に略水平に配置されており、その開口側端部(車両幅方向の外側の端部)から下側フランジ部24Cが車両上下方向の下側へ延出されている。このロッカインナパネル24の下壁部24A1によって、ロッカ20の下壁部20Lが構成されている。
Further, the lower wall portion 24A1 of the
ロッカアウタパネル22とロッカインナパネル24との間に配置されたロッカリインフォースメント26は車両前後方向に沿って配置されており、ロッカアウタパネル22と同様に車両幅方向の内側が開口された断面ハット形状に形成されている。具体的には、ロッカリインフォースメント26は、車両幅方向の内側が開口された断面略C字形状を成す本体部26Aと、本体部26Aの上端部から車両上下方向の上側へ延出された上側フランジ部26Bと、本体部の下端部から車両上下方向の下側へ延出された下側フランジ部26Cとを有している。
The
ロッカリインフォースメント26の上側フランジ部26Bは、ロッカアウタパネル22の上側フランジ部22Bとロッカインナパネル24の上側フランジ部24Bとの間に配置されており、これらの上側フランジ部22B,24Bと溶接等により結合されている。これと同様に、ロッカリインフォースメント26の下側フランジ部26Cは、ロッカアウタパネル22の下側フランジ部22Cとロッカインナパネル24の下側フランジ部24Cとの間に配置されており、これらの下側フランジ部22C,24Cと溶接等により結合されている。このロッカリインフォースメント26によって、ロッカアウタパネル22及びロッカインナパネル24が補強されている。
The
ロッカ20の車両幅方向の内側には、フロアパネル16を補強するフロアアンダリインフォースメント28が配置されている。フロアアンダリインフォースメント28は車両上下方向の上側が開口された断面ハット形状に形成されており、フロアパネル16の下面16Aに溶接等で結合されている。これらのフロアアンダリインフォースメント28及びフロアパネル16によって閉断面構造が構成されている。また、フロアアンダリインフォースメント28の下壁部28Lは、後述する第2バッテリサイドフレーム60が取り付けられる車体側取付部とされている。
A floor under
フロアパネル16の車両上下方向の下方に配置されたバッテリユニット30は、バッテリモジュール32と、バッテリモジュール32を支持するバッテリフレーム34と、バッテリモジュール32を車両上下方向の上側から覆うバッテリアッパカバー38と、バッテリモジュール32を車両上下方向の下側から覆うバッテリロアカバー40とを有している。バッテリモジュール32は前述した図示しない電動機へ供給される電力を蓄電する蓄電池であり、車両上下方向から見て一対のロッカ20の間に配置されている。
The
バッテリフレーム34は、バッテリモジュール32の車両幅方向の両側に車両前後方向に沿ってそれぞれ配置された一対のバッテリサイドフレーム部36と、バッテリモジュール32の車両前後方向の両側に車両幅方向に沿ってそれぞれ配置された一対のバッテリフロントフレーム部及びバッテリリヤフレーム部(図示省略)とを備え、全体として枠状に形成されている。なお、図1には、一対のバッテリサイドフレーム部36の一方(車体左側)が示されている。
The
バッテリサイドフレーム部36は、バッテリモジュール32の車両幅方向の外側に配置された第1バッテリサイドフレーム50と、第1バッテリサイドフレーム50とバッテリモジュール32との間に配置された第2バッテリサイドフレーム60とを有している。第2バッテリサイドフレーム60は、フロアパネル16に取り付けられるフレーム本体部62と、第1バッテリサイドフレーム50と結合される一対のフランジ部としての一対の上側フランジ部64A及び下側フランジ部64Bとを有している。
The battery
フレーム本体部62は断面略矩形の閉断面構造を有し、その上壁部62Uにバッテリアッパカバー38の車両幅方向の端部が溶接等で結合されると共に、その車両幅方向の内側の側壁部62S1にバッテリロアカバー40の車両幅方向の端部が溶接等で結合されている。これらのバッテリアッパカバー38及びバッテリロアカバー40によって、バッテリモジュール32側への雨水や埃等の侵入が抑制されている。また、バッテリロアカバー40を介して、バッテリモジュール32がバッテリサイドフレーム部36に支持されている。
The frame
また、フレーム本体部62は、フロアアンダリインフォースメント28の車両上下方向の下方に配置されている。このフレーム本体部62の上壁部62Uとフロアアンダリインフォースメント28の下壁部28Lとの間には、筒状のカラー部材72が配置されている。カラー部材72は車両上下方向を軸方向として配置されており、これらのカラー部材72、フレーム本体部62の上壁部62U、及びフロアアンダリインフォースメント28の下壁部28Lに車両上下方向に貫通されたボルト70及びウェルドナット74によって、フレーム本体部62とフロアアンダリインフォースメント28とが結合されている。
Further, the frame
なお、第2バッテリサイドフレーム60のフレーム本体部62及びフロアアンダリインフォースメント28には、ボルト70及びウェルドナット74用の図示しない作業孔がそれぞれ形成されている。
It should be noted that working holes (not shown) for
更に、フレーム本体部62の車両幅方向の外側の側壁部62S2には、第1バッテリサイドフレーム50が結合される一対の上側フランジ部64A及び下側フランジ部64Bが設けられている。一対の上側フランジ部64A及び下側フランジ部64Bは、フレーム本体部62の側壁部62S2に沿って車両前後方向に延びると共に当該側壁部62S2の上端部及び下端部から車両幅方向の外側へそれぞれ延出されており、車両上下方向に対向している。これらの上側フランジ部64A及び下側フランジ部64Bは、第2バッテリサイドフレーム60における車両幅方向の外側に位置する外側部60Roを構成している。
Further, a pair of
第2バッテリサイドフレーム60の車両幅方向の外側には、第1バッテリサイドフレーム50が配置されている。第1バッテリサイドフレーム50は車両幅方向を長辺とした断面略矩形の閉断面構造を有している。この第1バッテリサイドフレーム50における車両幅方向の内側に位置する内側部50Riは、第2バッテリサイドフレーム60の上側フランジ部64Aと下側フランジ部64Bとの間に挿入されており(嵌め込まれており)、その上壁部50U及び下壁部50Lに上側フランジ部64A及び下側フランジ部64Bがそれぞれ重ねられている。また、第2バッテリサイドフレーム60の車両幅方向の内側の側壁部50S1は、第2バッテリサイドフレーム60のフレーム本体部62の車両幅方向の外側の側壁部62S2に重ねられている。
The first
第1バッテリサイドフレーム50の上壁部50Uと第2バッテリサイドフレーム60の上側フランジ部64Aとは、車両上下方向にそれぞれ貫通されたボルト76及びウェルドナット78によって結合されている。また、第1バッテリサイドフレーム50の下壁部50Lと第2バッテリサイドフレーム60の下側フランジ部64Bとは、車両上下方向にそれぞれ貫通されたボルト76及びウェルドナット78によって結合されている。つまり、第1バッテリサイドフレーム50と第2バッテリサイドフレーム60とは、車両上下方向から見て各々の内側部50Riと外側部60Roとを重ねた状態で結合されている。これにより、第1バッテリサイドフレーム50及び第2バッテリサイドフレーム60がバッテリモジュール32側(車両幅方向の内側)へ凸を成すように屈曲変形したときに、第1バッテリサイドフレーム50の内側部50Riに作用する引張り力と第2バッテリサイドフレーム60の外側部60Roに作用する圧縮力とが打ち消し合うようになっている。なお、第1バッテリサイドフレーム50には、ウェルドナット78用の図示しない作業孔が適宜形成されている。
The
一方、第1バッテリサイドフレーム50における車両幅方向の外側に位置する外側部50Roは、ロッカ20における車両幅方向の内側に位置する内側部20Riの車両上下方向の下方に配置されている。この第1バッテリサイドフレーム50の外側部50Roにおける上壁部50Uは、ロッカ20の内側部20Riにおける下壁部20Lに車両上下方向の下方から重ねられている。これらの外側部50Roの上壁部50Uと内側部20Riの下壁部20Lとは、車両上下方向にそれぞれ貫通されたボルト80及びナット82によって結合されている。
On the other hand, the outer portion 50Ro located outside the first
また、第1バッテリサイドフレーム50の車両幅方向の外側の側壁部50S2はロッカインナパネル24の下側フランジ部24Cに車両幅方向の内側から当接されている(重ねられている)。更に、図2に示されるように、第1バッテリサイドフレーム50における上壁部50Uと側壁部50S2とが接続される角部50Kは、ロッカ20の下壁部20Lと下側フランジ部24Cとが接続される隅部20Kに合わせられており(重ねられており)、当該角部50Kの稜線50K1がロッカ20の隅部20Kの稜線20K1に近接されている。これにより、屈曲変形に対するロッカ20及び第1バッテリサイドフレーム50の剛性が高くなっている。
Further, the side wall portion 50S2 on the outer side in the vehicle width direction of the first
ここで、ロッカ20と第1バッテリサイドフレーム50とを結合するボルト80は、車両上下方向から見てロッカ20の閉断面構造の図心C1と第1バッテリサイドフレーム50の閉断面構造の図心C2との間(長さL)に位置している。つまり、ロッカ20と第1バッテリサイドフレーム50とは、各々の図心C1,C2の間で結合されている。これにより、ロッカ20及び第1バッテリサイドフレーム50がバッテリモジュール32(図1参照)側へ凸を成すように屈曲変形したときに、ロッカ20の内側部20Riに作用する引張り力と第1バッテリサイドフレーム50の外側部50Roに作用する圧縮力とが打ち消し合うようになっている。
Here, the
なお、ここでいうロッカ20の閉断面構造の図心C1とは、ロッカアウタパネル22及びロッカインナパネル24によって構成された閉断面構造の図心である。また、ロッカ20における車両幅方向の内側に位置する内側部20Riとは、ロッカ20における閉断面構造の図心C1に対して車両幅方向の内側の部位を意味し、ロッカ20における車両幅方向の外側に位置する外側部20Roとは、ロッカ20における閉断面構造の図心C1に対して車両幅方向の外側の部位を意味する。これと同様に、各第1バッテリサイドフレーム50及び第2バッテリサイドフレーム60における車両幅方向の内側に位置する内側部50Ri,60Riとは、各第1バッテリサイドフレーム50及び第2バッテリサイドフレーム60における閉断面構造の図心C2,C3(図1参照)に対して車両幅方向の内側の部位を意味し、各第1バッテリサイドフレーム50及び第2バッテリサイドフレーム60における車両幅方向の外側に位置する外側部50Ro,60Roとは、各第1バッテリサイドフレーム50及び第2バッテリサイドフレーム60における閉断面構造の図心C2,C3に対して車両幅方向の外側の部位を意味する。
Here, the centroid C 1 of the closed section structure of the
次に、本実施形態に係る車両用電池搭載構造の作用について説明する。 Next, the operation of the vehicle battery mounting structure according to this embodiment will be described.
図3に示されるように、例えば、側突時にロッカ20の局部に対して車両幅方向の外側からバッテリモジュール32(図1参照)側(車両幅方向の内側)へ向けた側突荷重(集中荷重)Fが作用すると、ロッカ20がバッテリモジュール32側へ凸を成すように屈曲変形する可能性がある。
As shown in FIG. 3, for example, a side collision load (concentration) from the outside in the vehicle width direction toward the battery module 32 (see FIG. 1) side (in the vehicle width direction) with respect to the local part of the
ここで、図4には、車両幅方向の内側へ凸を成すように屈曲変形したロッカ20が模式的に示されている。この図4に示されるように、ロッカ20が屈曲変形すると、ロッカ20の外側部20Roに圧縮力(黒矢印)が作用し、ロッカ20の内側部20Riに引張り力(白矢印)が作用する。これと同様に、図3に示されるように、第1バッテリサイドフレーム50及び第2バッテリサイドフレーム60がバッテリモジュール32側へ凸を成すように屈曲変形すると、第1バッテリサイドフレーム50の外側部50Ro及び第2バッテリサイドフレーム60の外側部60Roに圧縮力(黒矢印)がそれぞれ作用し、第1バッテリサイドフレーム50の内側部50Ri及び第2バッテリサイドフレーム60の内側部60Riに引張り力(白矢印)がそれぞれ作用する。
Here, FIG. 4 schematically shows the
本実施形態では、ロッカ20の内側部20Riに車両上下方向の下方から第1バッテリサイドフレーム50の外側部50Roが重ねられており、当該内側部20Riに第1バッテリサイドフレーム50の外側部50Roが結合されている。具体的には、図1に示されるように、ロッカ20の下壁部20Lに車両上下方向の下方から第1バッテリサイドフレーム50の上壁部50Uが重ねられており、当該下壁部20Lに第1バッテリサイドフレーム50の上壁部50Uが結合されている。これにより、側突によってロッカ20及び第1バッテリサイドフレーム50が屈曲変形したときに、ロッカ20の内側部20Riに作用した引張り力と第1バッテリサイドフレーム50の外側部50Roに作用した圧縮力とが下壁部20Lと上壁部50Uとの接触面間で相互に伝達され、これらの引張り力と圧縮力とが打ち消し合う。従って、ロッカ20及び第1バッテリサイドフレーム50の屈曲変形が抑制される。
In the present embodiment, the outer portion 50Ro of the first
これと同様に、第1バッテリサイドフレーム50の内側部50Riには、車両上下方向から見て第2バッテリサイドフレーム60の外側部60Roが重ねられており、当該内側部50Riに第2バッテリサイドフレーム60の外側部60Roが結合されている。具体的には、第1バッテリサイドフレーム50の外側部50Roが第2バッテリサイドフレーム60の外側部60Roを構成する上側フランジ部64Aと下側フランジ部64Bとの間に挿入されており、当該外側部50Roの上壁部50U及び下壁部50Lに第2バッテリサイドフレーム60の上側フランジ部64A及び下側フランジ部64Bがそれぞれ結合されている。これにより、側突によって第1バッテリサイドフレーム50及び第2バッテリサイドフレーム60が屈曲変形したときに、第1バッテリサイドフレーム50の内側部50Riに作用した引張り力と第2バッテリサイドフレーム60の外側部60Ro(上側フランジ部64A及び下側フランジ部64B)に作用した圧縮力とが打ち消し合う。従って、第1バッテリサイドフレーム50及び第2バッテリサイドフレーム60の屈曲変形が抑制される。
Similarly, the outer side portion 60Ro of the second
このように本実施形態では、側突時におけるロッカ20、第1バッテリサイドフレーム50、及び第2バッテリサイドフレーム60の屈曲変形が抑制されるため、これらのロッカ20、第1バッテリサイドフレーム50、及び第1バッテリサイドフレーム50のバッテリモジュール32側への侵入量が低減される。従って、バッテリモジュール32の破損等が抑制される。更に、ロッカ20、第1バッテリサイドフレーム50、及び第1バッテリサイドフレーム50の屈曲変形が抑制される結果、これらのロッカ20、第1バッテリサイドフレーム50、及び第1バッテリサイドフレーム50の側突エネルギーの吸収性能が向上する。
As described above, in the present embodiment, since the
また、本実施形態では、第1バッテリサイドフレーム50の側壁部50S2をロッカインナパネル24の下側フランジ部24Cに車両幅方向の内側から当接させたことにより、第1バッテリサイドフレーム50の側壁部50S2をロッカインナパネル24の下側フランジ部24Cに当接させない構成と比較して、屈曲変形に対するロッカ20及び第1バッテリサイドフレーム50の剛性が高くなる。
In the present embodiment, the side wall portion 50S2 of the first
更に、第1バッテリサイドフレーム50における上壁部50Uと側壁部50S2とが接続される角部50Kがロッカ20における下壁部20Lと下側フランジ部24Cとが接続される隅部20Kに合わせられており、当該角部50Kの稜線50K1がロッカ20の隅部20Kの稜線20K1に近接されている。これにより、第1バッテリサイドフレーム50の角部50Kをロッカ20の隅部20Kに合わせない構成と比較して、屈曲変形に対するロッカ20及び第1バッテリサイドフレーム50の剛性が高くなる。従って、ロッカ20及び第1バッテリサイドフレーム50の屈曲変形が更に抑制される。
Further, the
更にまた、第2バッテリサイドフレーム60をフロアアンダリインフォースメント28を介してフロアパネル16に取り付けたことにより、側突時にロッカ20に入力された側突荷重F(図3参照)が第1バッテリサイドフレーム50、第2バッテリサイドフレーム60、及びフロアアンダリインフォースメント28等を介してフロアパネル16へ伝達される。従って、ロッカ20、第1バッテリサイドフレーム50、及び第2バッテリサイドフレーム60の屈曲変形が更に抑制される。
Furthermore, since the second
また、本実施形態では、前述したように第1バッテリサイドフレーム50の内側部50Riが第2バッテリサイドフレーム60の上側フランジ部64Aと下側フランジ部64Bとの間に挿入されており、当該内側部50Riにおける上壁部50U及び下壁部50Lが第2バッテリサイドフレーム60の上側フランジ部64A及び下側フランジ部64Bにそれぞれ結合されている。これにより、第2バッテリサイドフレーム60の上側フランジ部64A及び下側フランジ部64Bによって、第1バッテリサイドフレーム50の内側部50Riにおける上壁部50U及び下壁部50Lの車両上下方向の変形が拘束される。従って、例えば、図5(A)に二点鎖線で示されるように、側突によって第1バッテリサイドフレーム50の内側部50Riにおける上壁部50U及び下壁部50Lが互いに離間する方向へ凸状に湾曲する変形や、図5(B)に二点鎖線で示されるように、当該内側部50Riにおける上壁部50U及び下壁部50Lが互いに接近する方向へ凸状に湾曲する変形等が抑制される。この結果、第1バッテリサイドフレーム50の内側部50Riにおける上壁部50U及び下壁部50Lの局部座屈等が抑制されるため、第1バッテリサイドフレーム50の側突エネルギーの吸収性能が向上する。
In the present embodiment, as described above, the inner portion 50Ri of the first
更に、従来技術(例えば、特許文献1)では、リフター等によってバッテリを持ち上げた状態で、バッテリサイドフレームとサイドシルとの間に車両前後方向からスペーサを挿入する必要があるため、サイドシルに対するバッテリの組み付け作業が煩雑化する。これに対して本実施形態では、第1バッテリサイドフレーム50の上壁部50Uをロッカ20の下壁部20Lに下方から重ねて当該下壁部20Lに結合することにより、ロッカ20に対する第1バッテリサイドフレーム50の組み付け性が向上する。
Furthermore, in the prior art (for example, Patent Document 1), it is necessary to insert a spacer from the vehicle front-rear direction between the battery side frame and the side sill while the battery is lifted by a lifter or the like. Work becomes complicated. On the other hand, in the present embodiment, the first
更にまた、従来技術(例えば、特許文献1)では、サイドシルとバッテリサイドフレームとの間にスペーサを配置する分、バッテリサイドフレームがバッテリ側(車両幅方向の内側)に配置されるため、バッテリの搭載スペースが狭くなる。これに対して本実施形態では、第1バッテリサイドフレーム50の外側部50Roとロッカ20の内側部20Riとが車両上下方向に重なる分、第1バッテリサイドフレーム50及び第2バッテリサイドフレーム60を車両幅方向の外側へ配置することができる。従って、バッテリモジュール32の搭載スペースを広げることができる。即ち、バッテリモジュール32の破損等を抑制しつつ、バッテリモジュール32の大容量化を図ることができる。
Furthermore, in the conventional technology (for example, Patent Document 1), the battery side frame is disposed on the battery side (inside in the vehicle width direction) as much as the spacer is disposed between the side sill and the battery side frame. Mounting space is reduced. On the other hand, in the present embodiment, the first
次に、本実施形態に係る車両用電池搭載構造の変形例について説明する。 Next, a modified example of the vehicle battery mounting structure according to the present embodiment will be described.
上記実施形態では、第1バッテリサイドフレーム50の側壁部50S2をロッカ20の下側フランジ部24Cに車両幅方向の内側から当接させたが、当該側壁部50S2を下側フランジ部24Cに当接させずに、側壁部50S2と下側フランジ部24Cとの間に隙間を形成しても良い。これと同様に、上記実施形態では、第1バッテリサイドフレーム50における上壁部50Uと側壁部50S2とが接続される角部50Kをロッカ20の下壁部20Lと下側フランジ部24Cとが接続される隅部20Kに合わせたが、これらの角部50Kと隅部20Kとをずらしても良いし、第1バッテリサイドフレーム50の角部50Kを面取りするように当該角部50Kを省略しても良い。
In the above embodiment, the side wall portion 50S2 of the first
また、上記実施形態では、車両上下方向から見て、第1バッテリサイドフレーム50の内側部50Riと第2バッテリサイドフレーム60の外側部60Roとが重なるように、第1バッテリサイドフレーム50の内側部50Riを第2バッテリサイドフレーム60の上側フランジ部64Aと下側フランジ部64Bとの間に挿入したがこれに限らない。例えば、第2バッテリサイドフレーム60の外側部60Roを車両上下方向の下方又は上方から第1バッテリサイドフレーム50の内側部50Riに重ねて、当該内側部50Riに結合しても良い。
In the above-described embodiment, the inner portion of the first
更に、上記実施形態では、バッテリフレーム34の第2バッテリサイドフレーム60をフロアパネル16にフロアアンダリインフォースメント28を介して取り付けたが、例えば、第2バッテリサイドフレーム60をフロアパネル16にブラケットを介して取り付けても良い。また、第2バッテリサイドフレーム60は必要に応じてフロアパネル16に取り付ければ良く、必ずしも第2バッテリサイドフレーム60をフロアパネル16に取り付ける必要はない。更に、第1バッテリサイドフレーム50をフロアパネル16に取り付けることも可能である。更には、第2バッテリサイドフレーム60は、適宜省略可能である。
Furthermore, in the above embodiment, the second
更にまた、上記実施形態では、ロッカ20にロッカリインフォースメント26を設けたが、このロッカリインフォースメント26は適宜省略可能である。
In the above embodiment, the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものではなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although one embodiment of the present invention has been described, the present invention is not limited to such an embodiment, and one embodiment and various modifications may be appropriately combined and the gist of the present invention may be used. Of course, various embodiments can be implemented without departing from the scope.
10 車両用電池搭載構造
16 フロアパネル(車両フロア)
20 ロッカ
20Ri 内側部
20L 下壁部
20K 隅部
22 ロッカアウタパネル
22A 本体部
22B 上側フランジ部
22C 下側フランジ部
24 ロッカインナパネル
24A 本体部
24B 上側フランジ部
24C 下側フランジ部
32 バッテリモジュール
50 第1バッテリサイドフレーム
50Ri 内側部
50Ro 外側部
50U 上壁部
50S2 側壁部(車両幅方向の外側の側壁部)
50K 角部
60 第2バッテリサイドフレーム
62 フレーム本体部
62S2 側壁部(フレーム本体部の車両幅方向の外側の側壁部)
64A 上側フランジ部(フランジ部)
64B 下側フランジ部(フランジ部)
10 Vehicle
20 Rocker
64A Upper flange (flange)
64B Lower flange (flange)
Claims (5)
閉断面構造を有し、前記車両フロアの車両幅方向の端部に沿って配置され、車両前後方向に延びるロッカと、
閉断面構造を有し、前記バッテリモジュールの車両幅方向の外側に車両前後方向に沿って配置されて該バッテリモジュールを支持すると共に、車両幅方向の外側に位置する外側部が前記ロッカにおける車両幅方向の内側に位置する内側部に結合された第1バッテリサイドフレームと、
を備える車両用電池搭載構造。 A battery module disposed below the vehicle floor;
A rocker having a closed cross-sectional structure, disposed along an end of the vehicle floor in the vehicle width direction, and extending in the vehicle front-rear direction;
The battery module has a closed cross-sectional structure and is arranged along the vehicle front-rear direction on the outside of the battery module in the vehicle width direction, and the outer portion located outside in the vehicle width direction has a vehicle width in the rocker. A first battery side frame coupled to an inner portion located inside the direction;
A vehicle battery mounting structure comprising:
請求項1に記載の車両用電池搭載構造。 An upper wall part constituting the closed cross-sectional structure of the first battery side frame is overlapped with a lower wall part constituting the closed cross-sectional structure of the rocker from below and coupled to the lower wall part.
The vehicle battery mounting structure according to claim 1.
車両幅方向に対向して配置され、前記閉断面構造を構成する一対の本体部と、
一対の前記本体部の上端部から車両上下方向の上側へそれぞれ延出されると共に互いに結合された一対の上側フランジ部と、
一対の前記本体部の下端部から車両上下方向の下側へそれぞれ延出されると共に互いに結合された一対の下側フランジ部と、
を有し、
前記第1バッテリサイドフレームの車両幅方向の外側の側壁部が、一対の前記下側フランジ部に車両幅方向の内側から当接されている、
請求項2に記載の車両用電池搭載構造。 The rocker
A pair of main body portions arranged facing the vehicle width direction and constituting the closed cross-sectional structure;
A pair of upper flange portions extending from the upper ends of the pair of main body portions to the upper side in the vehicle vertical direction and coupled to each other;
A pair of lower flange portions extending from the lower ends of the pair of main body portions to the lower side in the vehicle vertical direction and coupled to each other;
Have
The outer side wall portion of the first battery side frame in the vehicle width direction is in contact with the pair of lower flange portions from the inner side in the vehicle width direction.
The vehicle battery mounting structure according to claim 2.
請求項3に記載の車両用電池搭載構造。 A corner portion where the upper wall portion and the side wall portion in the first battery side frame are connected to a corner portion where the lower wall portion and the lower flange portion of the rocker are connected.
The vehicle battery mounting structure according to claim 3.
前記第1バッテリサイドフレームにおける車両幅方向の内側に位置する内側部が、一対の前記フランジ部の間に挿入されて該フランジ部にそれぞれ結合されている、
請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の車両用電池搭載構造。 A frame main body portion having a closed cross-sectional structure, and a pair of flange portions extending from the outer side wall portion of the frame main body portion in the vehicle width direction to the outer side in the vehicle width direction and facing each other in the vehicle vertical direction A second battery side frame disposed between the first battery side frame and the battery module along the vehicle front-rear direction and attached to the vehicle floor;
Inner portions located on the inner side in the vehicle width direction of the first battery side frame are inserted between the pair of flange portions and are respectively coupled to the flange portions.
The vehicle battery mounting structure according to any one of claims 1 to 4.
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