JP2019014419A - 自動車車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】側面衝突時に、フロアパネルの下側に配置されているバッテリの損傷を抑制することのできる自動車車両を提供する。【解決手段】フロアパネル２１と、フロアパネル２１と接続され左右方向へ延びる左右一対のクロスメンバー２２と、を含む車体と、フロアパネル２１の下方へ配置されるバッテリパック３０と、を備えた自動車車両１０において、バッテリパック３０は、下側バッテリ３１と、下側バッテリ３１の上方へ配置される上側バッテリ３２と、正面視にて車両の左右中央における下側バッテリ３１の上方に配置され、左右へ延び、両端側がそれぞれクロスメンバー２２に接続される連結部材３５と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、フロアパネルの下側にバッテリパックが配置される自動車車両に関する。
車体のフロアパネル中央に、車体前後方向に延びるトンネル部を形成し、このトンネル部へ燃料電池スタック、バッテリ等の収納部品を収納する車体フロア構造において、収納部品を支持する支持部材の両端をトンネル部の側壁内面へそれぞれ結合した車体フロア構造が提案されている（特許文献１参照）。この車体フロア構造では、側面衝突時に、サイドシルから左右内側へ加わる荷重は、シートクロスメンバーを経由してトンネル部の側壁へ伝達された後、トンネル部の側壁から支持部材に伝達される。
特開２０１０−１９５１５０号公報
しかしながら、特許文献１に記載の車体フロア構造では、側面衝突時に比較的大きな左右内側への荷重が入力された場合、上下方向へ延びるトンネル部の側壁が変形し、シートクロスメンバーが左右内側へ移動してトンネル部内の収納部品を損傷させるおそれがある。特に、収納部品がバッテリである場合は、シートクロスメンバーにより圧縮されると発火等の原因となるため、より安全な構造がのぞまれる。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、側面衝突時に、フロアパネルの下側に配置されているバッテリの損傷を抑制することのできる自動車車両を提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明によれば、フロアパネルと、前記フロアパネルと接続され左右方向へ延びる左右一対のクロスメンバーと、を含む車体と、前記フロアパネルの下方へ配置されるバッテリパックと、を備え、前記バッテリパックは、下側バッテリと、前記下側バッテリの上方へ配置される上側バッテリと、正面視にて車両の左右中央における前記下側バッテリの上方に配置され、左右へ延び、両端側がそれぞれ前記クロスメンバーに接続される連結部材と、を有する自動車車両が提供される。
この自動車車両によれば、各クロスメンバーは左右方向へ延びる連結部材と接続されており、側面衝突時に、一方のクロスメンバーから左右内側へ向かって荷重が入力されても、連結部材が容易に変形することはない。これにより、側面衝突時に、一方のクロスメンバーは連結部材との接続部分で的確に支持され、当該クロスメンバーにおける接続部分から左右外側が変形する。このように、側面衝突時に一方のクロスメンバーの左右外側を確実に変形させ、車体による衝突エネルギの吸収量を増大させることができる。従って、一方のクロスメンバーの左右内側方向への移動を抑制し、連結部材に搭載されるバッテリの損傷を抑制することができる。ここで、側面衝突時に一方のクロスメンバーに作用する荷重は、連結部材を介して他方のクロスメンバーに伝達される。
上記自動車車両において、前記フロアパネルは、左右中央に上方へ凸に形成され前後方向へ延びるトンネル部を有し、前記上側バッテリは、前記トンネル部の内部に配置され、前記連結部材は、前記トンネル部の左右外側にて前記クロスメンバーに接続されてもよい。
この自動車車両によれば、上側バッテリはトンネル部の内部のスペースを利用して搭載される。
上記自動車車両において、前記バッテリパックは、車両下側から前記車体に対して脱着自在であり、複数のボルト及びナットにより前記車体に締結されてもよい。
この自動車車両によれば、バッテリパックはボルト及びナットにより脱着自在に車体に取り付けられる。
上記自動車車両において、前記連結部材は、ボルト及びナットにより前記各クロスメンバーと締結されてもよい。
この自動車車両によれば、連結部材は、ボルト及びナットにより各クロスメンバーと直接締結される。
上記自動車車両において、前記車体は、前後方向へ延びる左右一対のサイドメンバーを含み、前記バッテリパックは、前記下側バッテリを支持し左右へ延び、両端側がそれぞれ前記サイドメンバーにボルト及びナットにより締結される支持パネルを有してもよい。
この自動車車両によれば、下側の支持パネル及び上側の連結部材が上下に異なる高さで車体側に固定されることから、バッテリパックの車体への固定点は立体的となり、車両走行時におけるバッテリパックの車体に対する上下振動が抑制されるとともに、車体の剛性が向上する。
上記自動車車両において、前記クロスメンバーは、シートが固定されるシートクロスメンバーであってもよい。
この自動車車両によれば、シートクロスメンバーを利用して、側面衝突時のバッテリの保護が図られる。
上記自動車車両において、前記シートクロスメンバーは、前後に間隔をおいて複数設けられ、前記連結部材は、前記各シートクロスメンバーごとに設けられてもよい。
この自動車車両によれば、複数のシートクロスメンバーを利用して、前後に広い領域で側突対応を図ることができる。
本発明によれば、側面衝突時に、フロアパネルの下側に配置されているバッテリの損傷を抑制することができる。
（Ａ）は本発明の一実施形態を示す自動車車両の概略外観図であり、（Ｂ）は自動車車両の模式正面断面図である。 図１（Ａ）のＸ−Ｘ模式断面図である。 カバー部材、バッテリを外した状態のバッテリパックの一部模式説明図である。
図１から図３は本発明の一実施形態を示すものであり、図１（Ａ）は自動車車両の概略外観図、図１（Ｂ）は自動車車両の模式正面断面図、図２は図１（Ａ）のＸ−Ｘ模式断面図、図３はカバー部材、バッテリ等を外した状態のバッテリパックの一部模式説明図である。
図１（Ａ）に示すように、この自動車車両１０は車輪の駆動源としてモータを有し、図１（Ｂ）に示すようにモータに電力を供給するバッテリ３１，３２が搭載されている。本実施形態においては、バッテリ３１，３２は、おおよそ車両室内の前席及び後席の下方に配置される。バッテリ３１，３２の具体的構成は任意であるが、本実施形態においては、バッテリ３１，３２は、複数のバッテリセルと、各バッテリセルが配設されるバッテリケースと、により構成される。
図１（Ｂ）に示すように、自動車車両１０は、例えば鋼板をプレス成型したパネル状の部材を集成し、スポット溶接等で接合した車体を有している。車体は、左右一対に配置され正面視にて袋状の断面を有するサイドシル部２０と、車室下部をなし各サイドシル部２０に接続されるフロアパネル２１と、フロアパネル２１の上側に設けられ左右方向へ延びる左右一対のクロスメンバー２２と、サイドシル部２０の左右内側に配置されフロアパネル２１の下側に設けられる左右一対のサイドメンバー２３と、を有する。また、自動車車両１０は、フロアパネル２１の下側に、バッテリパック３０を備えている。図２に示すように、バッテリパック３０はボルト４０及びナット４１により脱着自在に車体に取り付けられている。
図２に示すように、フロアパネル２１は、サイドシル部２０の左右内側のパネルに接続される。フロアパネル２１は、左右一対の第１平坦部２４と、各第１平坦部２４の左右内端から上方へ傾斜して左右内側へ延びる左右一対の第１傾斜部２５と、各第１傾斜部２５の左右内端から左右内側へ延びる左右一対の第２平坦部２６と、各第２平坦部２６の左右内端から上方へ傾斜して左右内側へ延びる左右一対の第２傾斜部２７と、各第２傾斜部２７の左右内端を接続する中央上部２８と、を有する。本実施形態においては、各第２傾斜部２７及び中央上部２８が、前後方向へ延びるトンネル部２９をなしている。
クロスメンバー２２は、側面視にて略ハット状に形成され、フロアパネル２１の第１平坦部２４、第１傾斜部２５及び第２平坦部２６とともに閉断面をなす。クロスメンバー２２は、左右内側がトンネル部２９の第２傾斜部２７に接続され、左右外側がサイドシル部２０に接続される。本実施形態においては、クロスメンバー２２は、前後に間隔をおいて２つ設けられ、図１に示すように乗員用のシート５０の脚部５１が固定される、所謂シートクロスメンバーである。また、図２に示すように、クロスメンバー２２には、閉断面内に配置され、バッテリパック３０との締結用のブラケット２２ａが設けられる。本実施形態においては、ブラケット２２ａは、ボルト４０及びナット４１により、フロアパネル２１の第２平坦部２６及びバッテリパック３０のカバー部材３７を介して、バッテリパック３０の連結部材３５と直接締結される。
サイドメンバー２３は、正面視にて略逆ハット状に形成され、フロアパネル２１の第１平坦部２４とともに閉断面をなす。サイドメンバー２３は、フロアパネル２１の前後方向にわたって設けられる。
図２に示すように、バッテリパック３０は、下側バッテリ３１と、下側バッテリ３１の上方へ配置される上側バッテリ３２と、下側バッテリ３１を支持する支持パネル３３と、上側バッテリ３２を支持する支持フレーム３４と、正面視にて下側バッテリ３１の上方に配置され左右のクロスメンバー２２を連結する連結部材３５と、を有する。また、図３に示すように、バッテリパック３０は、支持パネル３３の上面から上方へ延び支持フレーム３４を支える支柱部材３６と、を有する。さらに、図２に示すように、バッテリパック３０は、バッテリパック３０の上側を覆うカバー部材３７を有する。
バッテリパック３０は、車両下側から車体に対して脱着自在であり、複数のボルト４０及びナット４１により車体に締結される。下側バッテリ３１及び上側バッテリ３２はそれぞれ略直方体状に形成され、下側バッテリ３１は前後及び左右方向に所定の間隔をおいて配列され、上側バッテリ３２は前後に所定の間隔をおいて配列される。本実施形態においては、上側バッテリ３２はトンネル部２９の内部のスペースを利用して搭載されている。
支持パネル３３は、例えば鋼板等の金属製であり、車両のフロアパネル２１の下側を覆い、外縁部分で車体にボルト４０及びナット４１に締結される。支持パネル３３は、左右両端の所定箇所で、サイドメンバー２３にボルト４０及びナット４１により締結されている。
支持フレーム３４は、所定の左右寸法で前後に延び、前後に並んだ各上側バッテリ３２を支持する。連結部材３５は、左右へ延び、両端側がそれぞれクロスメンバー２２に接続される。本実施形態においては、連結部材３５は、トンネル部２９の左右外側にてクロスメンバー２２に接続される。また、連結部材３５は前後に並んだクロスメンバー２２ごとに設けられ、それぞれ支持フレーム３４と接続されている。
支柱部材３６は、例えば鋼板等の金属製であり、板状に形成され、車両の左右中央に配置される。本実施形態においては、支柱部材３６は、前後方向についてバッテリパック３０の一部区間に設けられている。
以上のように構成された自動車車両１０によれば、各クロスメンバー２２は左右へ延びる連結部材３５と接続されており、側面衝突時に、一方のクロスメンバー２２から左右内側へ向かって荷重が入力されても、連結部材３５が容易に変形することはない。これにより、側面衝突時に、一方のクロスメンバー２２は連結部材３５との接続部分で的確に支持され、当該クロスメンバー２２における接続部分から左右外側が変形する。このように、側面衝突時に一方のサイドシル部２０及びクロスメンバー２２の左右外側を確実に変形させ、車体による衝突エネルギの吸収量を増大させることができる。従って、一方のクロスメンバー２２の左右内側方向への移動を抑制し、連結部材３５に搭載される上側バッテリ３２の損傷を抑制することができる。ここで、側面衝突時に一方のクロスメンバー２２に作用する荷重は、連結部材３５を介して他方のクロスメンバー２２に伝達される。
本実施形態の自動車車両１０では、シートクロスメンバーを利用して、側面衝突時のバッテリ３１，３２の保護が図られる。また、複数のシートクロスメンバーを利用して、前後に広い領域で側突対応を図ることができる。
また、下側の支持パネル３３及び上側の連結部材３５が上下に異なる高さで車体側に固定されることから、バッテリパック３０の車体への固定点は立体的となり、車両走行時におけるバッテリパック３０の車体に対する上下振動が抑制されるとともに、車体の剛性が向上する。
尚、前記実施形態においては、バッテリパック３０をボルト４０及びナット４１により車両下側から車体に締結したものを示したが、他の固定手段により固定されていたり、他の方向から取り付けられるものであってもよい。
また、前記実施形態においては、フロアパネル２１に前後方向へ延びるトンネル部２９が形成され、トンネル部２９の内側に上側バッテリ３２が配置されるものを示したが、フロアパネル２１のトンネル部以外の凹部、凸部等に上側バッテリ３２が配置されていてもよい。前記実施形態のようにトンネル部２９の内側に上側バッテリ３２が配置される場合、上側バッテリ３２と、カバー部材３７と、トンネル部２９の中央上部２８とを連結する構成としてもよく、この構成により走行時の振動抑制性能及び車体の剛性のさらなる向上を図ることも可能である。
また、前記実施形態においては、全てのシートクロスメンバーが連結部材３５により連結されているものを示したが、少なくとも１つのクロスメンバーが連結されていればよい。さらに、連結部材３５により連結されるクロスメンバーは、シートクロスメンバー以外のクロスメンバーであってもよい。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
１０ 自動車車両
２０ サイドシル部
２１ フロアパネル
２２ クロスメンバー
２２ａ ブラケット
２３ サイドメンバー
２４ 第１平坦部
２５ 第１傾斜部
２６ 第２平坦部
２７ 第２傾斜部
２８ 中央上部
２９ トンネル部
３０ バッテリパック
３１ 下側バッテリ
３２ 上側バッテリ
３３ 支持パネル
３４ 支持フレーム
３５ 連結部材
３６ 支柱部材
３７ カバー部材
４０ ボルト
４１ ナット
５０ シート
５１ 脚部

Claims (7)

  1. フロアパネルと、前記フロアパネルと接続され左右方向へ延びる左右一対のクロスメンバーと、を含む車体と、前記フロアパネルの下方へ配置されるバッテリパックと、を備え、
    前記バッテリパックは、
    下側バッテリと、
    前記下側バッテリの上方へ配置される上側バッテリと、
    正面視にて車両の左右中央における前記下側バッテリの上方に配置され、左右へ延び、両端側がそれぞれ前記クロスメンバーに接続される連結部材と、を有する自動車車両。
  2. 前記フロアパネルは、左右中央に上方へ凸に形成され前後方向へ延びるトンネル部を有し、
    前記上側バッテリは、前記トンネル部の内部に配置され、
    前記連結部材は、前記トンネル部の左右外側にて前記クロスメンバーに接続される請求項１に記載の自動車車両。
  3. 前記バッテリパックは、車両下側から前記車体に対して脱着自在であり、複数のボルト及びナットにより前記車体に締結される請求項１または２に記載の自動車車両。
  4. 前記連結部材は、ボルト及びナットにより前記各クロスメンバーと締結される請求項３に記載の自動車車両。
  5. 前記車体は、前後方向へ延びる左右一対のサイドメンバーを含み、
    前記バッテリパックは、前記下側バッテリを支持し左右へ延び、両端側がそれぞれ前記サイドメンバーにボルト及びナットにより締結される支持パネルを有する請求項３または４に記載の自動車車両。
  6. 前記クロスメンバーは、シートが固定されるシートクロスメンバーである請求項１から５のいずれか１項に記載の自動車車両。
  7. 前記シートクロスメンバーは、前後に間隔をおいて複数設けられ、
    前記連結部材は、前記各シートクロスメンバーごとに設けられる請求項６に記載の自動車車両。
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