JP2019156003A - 車両下部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】床下に蓄電池が配置された車両において、走行時の空気抵抗を低減することができる車両下部構造を得る。【解決手段】車両下部構造は、車両１０の床下に配置されて車両を駆動させるモータへ電力を供給する蓄電池５４と、蓄電池５４を車両下方側から覆うと共に、蓄電池５４と車両上下方向に対向する平面状の底壁５６Ａと、底壁５６Ａの車両幅方向両端部から車両上方側へ延出された側壁５６Ｂとを含んで構成されたアンダカバー５６と、アンダカバー５６の側壁５６Ｂに形成され、車両前部から蓄電池５４側へ送り込まれた風を車両外側へ排出させるスリット５８とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、車両下部構造に関する。

特許文献１には、センタコンソール部の内部に電池モジュールが配置された構造が開示されている。

特開２０１７−２１６０５８号公報

上記特許文献１では、空調装置から電池パックの筐体の内部へ送風することで、電池モジュールの冷却を行う構成となっている。

ところで、電気自動車などのように車両の床下に蓄電池が配置された車両では、排気管が不要となるため、アンダカバーを平面状に形成すれば、空力特性の観点で有利となる。一方で、車両前部から蓄電池へ送り込まれた走行風の逃げ場が無くなり、走行時の抵抗になる可能性がある。

本発明は上記事実を考慮し、床下に蓄電池が配置された車両において、走行時の空気抵抗を低減することができる車両下部構造を得ることを目的とする。

請求項１に記載の本発明に係る車両下部構造は、車両の床下に配置されて車両を駆動させるモータへ電力を供給する蓄電池と、前記蓄電池を車両下方側から覆うと共に、前記蓄電池と車両上下方向に対向する平面状の底壁と、前記底壁の車両幅方向両端部から車両上方側へ延出された側壁とを含んで構成されたアンダカバーと、前記アンダカバーの前記側壁に形成され、車両前部から前記蓄電池側へ送り込まれた風を車両外側へ排出させるスリットとを有する。

請求項１に記載の本発明に係る車両下部構造では、車両の床下に蓄電池が配置されている。そして、この蓄電池からモータへ電力を供給することで車両を駆動させる。また、蓄電池は、アンダカバーによって車両下方側から覆われており、このアンダカバーは、蓄電池と車両上下方向に対向する平面状の底壁と、この底壁の車両幅方向両端部から車両上方側へ延出された側壁とを含んで構成されている。このように、アンダカバーの底壁を平面状とすることで、アンダカバーの底壁が凹凸状の構成と比較して、路面とアンダカバーとの間の空気の流れを整えることができ、空力特性を向上させることができる。

また、アンダカバーの側壁にはスリットが形成されており、このスリットによって車両前部から蓄電池側へ送り込まれた風が車両外側へ排出される。これにより、蓄電池の周囲で走行風の逃げ場が無くなるのを抑制することができる。

以上、説明したように、本発明に係る車両下部構造によれば、床下に蓄電池が配置された車両において、走行時の空気抵抗を低減することができる、という優れた効果を有する。

実施形態に係る車両下部構造が適用された車両の側断面図である。 図１の２−２線で切断した状態を拡大して示す拡大断面図である。 実施形態に係るアンダカバーを車両下面側から見た斜視図である。

以下、図面を参照して、実施形態に係る車両下部構造について説明する。なお、各図に適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＲＨは車両右側を示している。また、以下の説明で特記なく前後、上下、左右の方向を用いる場合は、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、進行方向を向いた場合の左右を示すものとする。

図１に示されるように、本実施形態に係る車両下部構造が適用された車両１０の車両前部には、ダッシュパネル１２によって車室１４と区画されたパワーユニット室１６が設けられている。そして、このパワーユニット室１６には、車両前後方向に延在されたフロントサイドメンバ１８が設けられている。

フロントサイドメンバ１８は、左右一対設けられており、それぞれ閉断面構造とされて車両１０の骨格を構成している（図１では、車両右側のフロントサイドメンバ１８のみ図示している）。そして、フロントサイドメンバ１８の前端部は、車両幅方向に延在されたフロントバンパリインフォースメント２０に接合されており、フロントサイドメンバ１８の後端部は、ダッシュパネル１２に接合されている。

フロントバンパリインフォースメント２０よりも車両前方側には、フロントバンパカバー２９が設けられており、このフロントバンパカバー２９には開口２９Ａが形成されている。そして、この開口２９Ａから走行風などがパワーユニット室１６内へ取り込まれるように構成されている。

フロントサイドメンバ１８よりも車両下方側には、モータ２２が配置されており、このモータ２２を駆動させることで、前輪２４が回転される。すなわち、本実施形態では、モータ２２によって車両１０を走行させる所謂電気自動車となっている。ここで、モータ２２は、車両下部に配置された図示しないモータマウントなどを介して、サブフレーム２３に支持されている。

フロントサイドメンバ１８よりも車両上方側には、インバータ２６が設けられており、インバータ２６は、後述する蓄電池としてのバッテリ５４の電力を変調してモータ２２へ印加する電圧を生成する。また、インバータ２６と隣接して図示しないチャージャが設けられている。

フロントサイドメンバ１８の前部には、図示しないフレームによって熱交換器２８が固定されており、この熱交換器２８の車両後方側にファン３０が取り付けられている。熱交換器２８は、モータ２２との間を循環する冷却水との間で熱交換を行うための装置であり、ファン３０を回転させてフロントバンパカバー２９の開口２９Ａから熱交換器２８へ送風させることで冷却水を冷却させる。

ここで、パワーユニット室１６の下部にはフロントアンダカバー３２が設けられている。フロントアンダカバー３２は、車両上下方向を板厚方向として略平板状に形成されており、このフロントアンダカバー３２が車両本体に取り付けられることで、パワーユニット室１６が車両下方側から覆われている。

車室１４内には、床面を構成するフロアパネル３４が設けられている。フロアパネル３４は、車両上下方向を板厚方向として略平板状に形成されており、図２に示されるように、フロアパネル３４の車両幅方向端部が車両上方側へ折り曲げられてロッカ３６に接合されている。

ロッカ３６は、車両前後方向に延在されており、閉断面構造とされて車両１０の骨格を構成している。また、ロッカ３６は、車両幅方向内側のロッカインナパネル３８と車両幅方向外側のロッカアウタパネル４０とを含んで構成されている。ロッカインナパネル３８は、車両幅方向外側に開放された断面略ハット状に形成されており、ロッカアウタパネル４０は、車両幅方向内側に開放された断面略ハット状に形成されている。そして、ロッカインナパネル３８の上フランジ３８Ａとロッカアウタパネル４０の上フランジ４０Ａとが重ね合わされた状態で接合されている。また、ロッカインナパネル３８の下フランジ３８Ｂとロッカアウタパネル４０の下フランジ４０Ｂとが重ね合わされた状態で接合されている。

ロッカアウタパネル４０の車両幅方向外側には、ロッカ３６に沿って樹脂製のロッカモール４２が設けられており、このロッカモール４２によってロッカ３６が車両幅方向外側から覆われている。

ここで、フロアパネル３４の下方側（床下）には、バッテリモジュール４４が配置されており、このバッテリモジュール４４は、モジュールケース４６とバッテリ５４とを含んで構成されている。

モジュールケース４６は、アッパパネル４８とロアパネル５０と横壁部５２とを含んで構成されており、アッパパネル４８は、バッテリ５４の車両上方側に配置されている。また、アッパパネル４８は、車両上下方向を板厚方向として略板状に形成されており、このアッパパネル４８の車両幅方向両端部は、バッテリ５４よりも車両幅方向外側まで延出されている。そして、アッパパネル４８におけるバッテリ５４よりも車両幅方向外側の部位は、一般部よりも車両下方側に位置しており、アッパ側フランジ４８Ａとされている。なお、図２では、車両右側のアッパ側フランジ４８Ａのみが図示されているが、車両左側にも同様のアッパ側フランジが設けられている。

ロアパネル５０は、バッテリ５４の車両下方側に配置されており、このロアパネル５０によってバッテリ５４が車両下方側から支持されている。また、ロアパネル５０は、車両上下方向を板厚方向として略板状に形成されており、このロアパネル５０の車両幅方向両端部は、バッテリ５４よりも車両幅方向外側まで延出されている。そして、ロアパネル５０におけるバッテリ５４よりも車両幅方向外側の部位は、一般部よりも車両上方側に位置しており、ロア側フランジ５０Ａとされている。なお、図２では、車両右側のアッパ側フランジ４８Ａのみが図示されているが、車両左側にも同様のアッパ側フランジが設けられている。

アッパパネル４８とロアパネル５０との間には、横壁部５２が設けられている。横壁部５２は、押出成形などによって形成された閉断面構造の金属部材であり、車両前後方向から見て「日」の字状に形成されている。そして、この横壁部５２の上面５２Ａにアッパパネル４８のアッパ側フランジ４８Ａが重ね合わされて接合されている。一方、横壁部５２の下面５２Ｂにロアパネル５０のロア側フランジ５０Ａが重ね合わされて接合されている。また、上面５２Ａと下面５２Ｂとの間に仕切部５２Ｃが設けられており、側面衝突に対する横壁部５２の耐衝撃性能を高めた構造とされている。なお、車両左側にも横壁部５２と同様の横壁部が設けられている。

モジュールケース４６の内部にはバッテリ５４が収容されている。バッテリ５４は、複数のセルを含んで構成されており、このバッテリ５４にはモータ２２へ供給するための電力が蓄えられている。

ここで、バッテリモジュール４４の車両下方側には、このバッテリモジュール４４を車両下方側から覆うセンタアンダカバー５６が設けられている。図１に示されるように、センタアンダカバー５６は、フロントアンダカバー３２と同様に略平板状に形成されており、フロントアンダカバー３２の車両後方側に隙間をあけて設けられている。なお、フロントアンダカバー３２とセンタアンダカバー５６との間に隙間を設けない構成としてもよい。

図２及び図３に示されるように、センタアンダカバー５６は、底壁５６Ａと側壁５６Ｂとを含んで構成されている。底壁５６Ａは、バッテリ５４（バッテリモジュール４４）と車両上下方向に対向して配置されて略平面状に形成されており、車両上下方向を板厚方向として車両幅方向及び車両前後方向に延在されている。

側壁５６Ｂは、底壁５６Ａの車両幅方向両端部から車両上方側へ延出されている。より具体的には、側壁５６Ｂは、底壁５６Ａの車両幅方向両端部から車両上方側かつ車両幅方向外側へ斜めに延出されており、側壁５６Ｂの上端部は、図示しない固定手段によってロッカ３６に固定されている。

ここで、側壁５６Ｂには複数のスリット５８が形成されている。スリット５８は、車両上下方向を長手方向として車両前後方向に間隔をあけて左右の側壁５６Ｂにそれぞれ４つずつ形成されている。そして、図３の矢印Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３に示されるように、スリット５８によって、車両前部からバッテリ５４側へ送り込まれた風を車両外側へ排出させる構造となっている。

（作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

本実施形態に係る車両下部構造では、車両１０の床下にバッテリ５４が配置されており、このバッテリ５４からモータ２２へ電力を供給することで車両１０を駆動させる。また、バッテリ５４は、センタアンダカバー５６によって車両下方側から覆われており、このセンタアンダカバー５６は、平面状の底壁５６Ａと、底壁５６Ａの車両幅方向両端部から車両上方側へ延出された側壁５６Ｂとを含んで構成されている。このように、センタアンダカバー５６の底壁５６Ａを平面状とすることで、センタアンダカバー５６の底壁５６Ａが凹凸状の構成と比較して、路面とセンタアンダカバー５６との間の空気の流れを整えることができ、空力特性を向上させることができる。

また、センタアンダカバー５６の側壁５６Ｂにはスリット５８が形成されており、このスリット５８によって車両前部からバッテリ５４側へ送り込まれた風が車両外側へ排出される。これにより、バッテリ５４の周囲で走行風の逃げ場が無くなるのを抑制することができ走行時の空気抵抗を低減することができる。この結果、車両１０の後続距離を延長させることができる。

上記効果について、詳細に説明する。図１に示されるように、フロントバンパカバー２９には開口２９Ａが設けられており、この開口２９Ａからパワーユニット室１６内へ走行風が入り込むように構成されている。そして、パワーユニット室１６内へ入り込んだ走行風が熱交換器２８を通過することにより、熱交換器２８内の冷却水と走行風とで熱交換を行うことができる。換言すれば、冷却水の熱交換を行うためにパワーユニット室１６内へ走行風が取り込まれる構成となっており、冷却水の熱交換が行われることで、モータ２２を効果的に冷却することができ、モータ２２の温度を適正な温度範囲に維持するように構成されている。

ここで、図３の矢印Ｗ１に示されるように、車両１０が走行することで、又はファン３０が作動することで、車両前方側からパワーユニット室１６内へ風が取り込まれる。パワーユニット室１６内に取り込まれた風は、矢印Ｗ２に示されるように、フロントアンダカバー３２よりも車両上方側を車両前方から車両後方側へ流れる。

次に、フロントアンダカバー３２からセンタアンダカバー５６へ流れた風は、バッテリモジュール４４（図２参照）によって遮られるため、バッテリモジュール４４の車両幅方向両側へ回り込むように流れる。すなわち、センタアンダカバー５６の側壁５６Ｂに沿って風が流れる。

そして、側壁５６Ｂに複数のスリット５８が形成されているため、センタアンダカバー５６に沿って流れている風の少なくとも一部を、スリット５８を通じて車両１０の外側へ排出させることができる。このとき、車両幅方向外側へ風が排出されるため、車両１０の下面側へ積極的に風を排出させる構成と比較して、操縦安定性の低下を抑制することができる。

また、本実施形態では、フロントアンダカバー３２とセンタアンダカバー５６との間に隙間が設けられているため、この隙間からパワーユニット室１６内の風の一部が車両１０の外部へ排出される。これにより、スリット５８のみから走行風を排出させる構成と比較して、走行時の空気抵抗を抑制することができる。

以上、実施形態及び変形例に係る車両下部構造について説明したが、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。例えば、上記実施形態では、センタアンダカバー５６の側壁５６Ｂに４つのスリット５８が形成されていたが、スリット５８の数や形状は特に限定されない。すなわち、左右の側壁５６Ｂにそれぞれ５つ以上のスリット５８を形成してもよく、逆に左右の側壁５６Ｂに１〜３つのスリット５８を形成してもよい。

また、それぞれのスリット５８を車両上下方向に対して斜めに形成してもよい。例えば、車両上方側から車両下方側へ向かうにつれて車両後方側へ傾斜するように斜めにスリット５８を形成してもよい。また逆に、車両上方側から車両下方側へ向かうにつれて車両前方側へ傾斜するように斜めにスリット５８を形成してもよい。

さらに、上記実施形態では、車両前部にパワーユニット室１６を備え、モータ２２で前輪２４を駆動させる構成としたが、これに限定されない。例えば、車両後部にモータ２２を備えて後輪を駆動させる構成としてもよく、前輪２４及び後輪の両方をモータ２２で駆動させる構成としてもよい。

さらにまた、上記実施形態では、センタアンダカバー５６を開口のないフルフラットな形状で形成したが、これに限定されない。例えば、スリット５８からの走行風の排出だけでは空気抵抗を十分に低減できない場合、センタアンダカバー５６に開口を形成し、開口を通じて車両下面側からも走行風を排出させる構成としてもよい。この場合であっても、走行風の全てを車両下面側へ排出させる構成と比較して、車両の操縦安定性の低下を抑制することができる。

１０ 車両
２２ モータ
５４ バッテリ（蓄電池）
５６ センタアンダカバー（アンダカバー）
５６Ａ 底壁
５６Ｂ 側壁
５８ スリット

Claims (1)

1. 車両の床下に配置されて車両を駆動させるモータへ電力を供給する蓄電池と、
   前記蓄電池を車両下方側から覆うと共に、前記蓄電池と車両上下方向に対向する平面状の底壁と、前記底壁の車両幅方向両端部から車両上方側へ延出された側壁とを含んで構成されたアンダカバーと、
   前記アンダカバーの前記側壁に形成され、車両前部から前記蓄電池側へ送り込まれた風を車両外側へ排出させるスリットと
   を有する車両下部構造。