JP2019209954A - Battery support structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載されたバッテリを支持するバッテリ支持構造に関する。 The present invention relates to a battery support structure that supports a battery mounted on a vehicle.
従来から、バッテリを搭載する車両において、後方からの障害物の衝突(以下、車両後突という)により発生する衝撃から、バッテリを含む電気部品を保護するための様々な構造が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, various structures for protecting electric components including a battery from an impact caused by an obstacle collision from the rear (hereinafter referred to as a vehicle rear collision) in a vehicle equipped with a battery are known.
特許文献1の図1には、リアシートの下方にバッテリを搭載する配置構造が開示されている。具体的には、直方体形状のバッテリは、下面がフロアパネルの前方部に接し、後面がフロアパネルの縦壁部に沿って配置されている。 FIG. 1 of Patent Document 1 discloses an arrangement structure in which a battery is mounted below the rear seat. Specifically, the rectangular parallelepiped battery has a lower surface in contact with a front portion of the floor panel and a rear surface disposed along the vertical wall portion of the floor panel.
ところが、特許文献1に開示される配置構造では、フロアパネルの後壁部が前方に対して凸状に変形した場合、バッテリは、後壁部の変形に伴う荷重を後面からそのまま受けてしまう。例えば、バッテリの後部に耐衝撃性が低い部品(例えば、極柱)が配されている場合、この部品に応力集中が発生することでバッテリが破損しやすくなる。このように、上記した配置構造には、フロアパネルとの関係において後方からの荷重入力を抑制させるという改善の余地が残されている。 However, in the arrangement structure disclosed in Patent Document 1, when the rear wall portion of the floor panel is deformed in a convex shape with respect to the front, the battery receives the load accompanying the deformation of the rear wall portion as it is from the rear surface. For example, when a component (for example, a pole column) having low impact resistance is disposed at the rear part of the battery, stress concentration occurs in the component, so that the battery is easily damaged. Thus, the above-described arrangement structure leaves room for improvement in which load input from the rear is suppressed in relation to the floor panel.
そこで、本明細書では、車両後突時にフロアパネルの変形を伴う荷重入力が生じた場合であっても、バッテリへの応力集中を緩和することができるバッテリ支持構造を開示する。 Therefore, the present specification discloses a battery support structure that can alleviate the stress concentration on the battery even when a load input accompanied by a deformation of the floor panel occurs at the time of rearward collision of the vehicle.
本明細書が開示するバッテリ支持構造は、バッテリを収容するバッテリケースと、前記バッテリケースを搭載可能な車体の床面を形成するフロアパネルと、前記バッテリケースと前記フロアパネルを連結することで前記バッテリケースの後面下部を支持する第1ブラケットと、前記バッテリケースと前記フロアパネルの間に配された状態で前記バッテリケースの下面後部を支持する第2ブラケットと、車両前後方向に延びて前記フロアパネルの下側に配置され、車両前後方向から見て上方に開口した断面形状を有するリアサイドメンバと、を備え、前記第2ブラケットは、後端部が前記第1ブラケットに下側から固定されており、前記フロアパネルは、前記第1ブラケットが固定された前記床面の固定部と、前記第2ブラケットの後端部の間にある車両前後方向の位置から、前方に向かうにつれて下方に屈曲する屈曲部を有する。 The battery support structure disclosed in this specification includes a battery case that houses a battery, a floor panel that forms a floor surface of a vehicle body on which the battery case can be mounted, and the battery case and the floor panel connected to each other. A first bracket that supports a lower rear portion of the battery case; a second bracket that supports a lower rear portion of the battery case in a state of being disposed between the battery case and the floor panel; and the floor extending in the vehicle front-rear direction. And a rear side member having a cross-sectional shape that opens upward when viewed from the vehicle front-rear direction. The rear end of the second bracket is fixed to the first bracket from the lower side. And the floor panel is between a fixed portion of the floor surface to which the first bracket is fixed and a rear end portion of the second bracket. From there the vehicle longitudinal position, it has a bent portion that is bent downwardly toward the front.
車両後突時に後方から荷重が入力されると、リアサイドメンバが上に凸となるように変形する。すると、リアサイドメンバの上側に配置されたフロアパネルが押し上げられ、フロアパネルの屈曲部が上に凸となるように変形する。このフロアパネルの変形に伴って、第1ブラケットおよび第2ブラケットをロードパスとしてバッテリケースの後面下部および下面後部にそれぞれ荷重が入力される。 When a load is input from the rear at the time of a vehicle rear collision, the rear side member is deformed so as to protrude upward. Then, the floor panel arranged on the upper side of the rear side member is pushed up, and the bent portion of the floor panel is deformed so as to protrude upward. Along with the deformation of the floor panel, loads are input to the rear lower portion and the lower rear portion of the battery case using the first bracket and the second bracket as load paths, respectively.
ここで、第2ブラケットの後端部が第1ブラケットに下側から固定されているので、第2ブラケットは、フロアパネルの変形に応じて、第1ブラケットが固定された床面の固定部を回転中心として変位し、バッテリケースの下後部を押し上げるように作用する。その結果、第1ブラケットからの荷重入力方向が逸れるので、バッテリケースへの荷重が分散される。これにより、車両後突時にフロアパネルの変形を伴う荷重入力が生じた場合であっても、バッテリへの応力集中を緩和することができる。 Here, since the rear end portion of the second bracket is fixed to the first bracket from the lower side, the second bracket has a fixed portion of the floor surface to which the first bracket is fixed according to the deformation of the floor panel. It is displaced as the center of rotation and acts to push up the lower rear part of the battery case. As a result, the load input direction from the first bracket deviates, and the load on the battery case is dispersed. Thereby, even if it is a case where the load input accompanying a deformation | transformation of a floor panel arises at the time of a vehicle rear collision, the stress concentration to a battery can be relieved.
本明細書に開示するバッテリ支持構造によれば、車両後突時にフロアパネルの変形を伴う荷重入力が生じた場合であっても、バッテリへの応力集中を緩和することができる。 According to the battery support structure disclosed in the present specification, stress concentration on the battery can be alleviated even when a load input accompanied by deformation of the floor panel occurs at the time of rear-end collision of the vehicle.
<バッテリ支持構造10の構成>
図1は、本発明の実施形態におけるバッテリ支持構造10の一例を示す平面図である。以下、矢印Frの向きは車両の前方を、矢印Rrの向きは車両の後方をそれぞれ示している。また、矢印Rhの向きは車両の右方を、矢印Lhの向きは車両の左方をそれぞれ示している。また、矢印Upの向きは車両の上方を、矢印Dwの向きは車両の下方をそれぞれ示している。
<Configuration of
FIG. 1 is a plan view showing an example of a
このバッテリ支持構造10は、バッテリ12を搭載する車両、例えば、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、電気自動車等に適用することができる。具体的には、バッテリ支持構造10は、バッテリケース14と、フロアパネル16と、左右のリアサイドメンバ18R,18Lと、一体ブラケット20を含んで構成される。
The
バッテリケース14は、車両幅方向に長尺な概略直方体の形状を有し、バッテリ12を収容可能に構成される。バッテリケース14には、フロアパネル16または一体ブラケット20にボルト締結するための複数の締結孔が形成されている。
The
フロアパネル16は、バッテリケース14を搭載可能な床面を形成する。フロアパネル16の下面または側部には、リアサイドメンバ18R,18Lを含む骨格部材が接合されている。
The
リアサイドメンバ18R,18Lは、図示しない後輪を避けて車両幅方向の内側から外側に屈曲するように、後方から前方に延設されている。リアサイドメンバ18R,18Lは、軸方向から見て上方に開口するハット状の断面形状を有する。この断面形状は、ハット状に限られず、例えば、上方に開口するコ字状、C字状、U字状のいずれであってもよい。
The
リアサイドメンバ18R,18Lの前端はセンターフロアクロスメンバ24に、リアサイドメンバ18R,18Lの後端はリアバンパーリインフォースメント26にそれぞれ接続されている。また、リアサイドメンバ18R,18Lの中間位置には、両部材を架け渡すように、前方から順にリアクロスメンバ28,30が車両幅方向にそれぞれ接続されている。
The front ends of the
この実施形態では、バッテリケース14は、フロアパネル16の所定の位置(具体的には、センターフロアパン)にて、車両幅方向に長尺であって車両幅方向から見て三叉形状を有する一体ブラケット20により支持されている。
In this embodiment, the
図2は、図1に示す一体ブラケット20の斜視図である。一体ブラケット20は、バッテリケース14の後面側に配される後面ブラケット40(第1ブラケット)と、バッテリケース14の下面側に配される追加ブラケット50(第2ブラケット)が一体となった支持部品である。
FIG. 2 is a perspective view of the integrated
後面ブラケット40は、1枚の金属板材がL字状に屈曲されてなる。後面ブラケット40は、取り付けられた状態において上方に延びる上端部42と、後方に延びる後端部44を有する。上端部42には、バッテリケース14の後面下部にボルト締結するための締結孔が3箇所に4個ずつ形成されている。また、後端部44には、フロアパネル16にボルト締結するための3個の締結孔が形成されている。
The
追加ブラケット50は、2枚の金属板材の端部同士が接合されてなり、閉断面構造を有する。追加ブラケット50は、一方の接合部位である先端部52と、概略平行四辺形状の閉断面をなす閉断面部54と、他方の接合部位である後端部56を有する。ここでは、追加ブラケット50の後端部56を後面ブラケット40の外側屈曲面に溶接することで、後面ブラケット40と追加ブラケット50が一体化されている。
The
図3は、図1のA−A線断面の部分図である。後面ブラケット40の上端部42がバッテリケース14の後面下部に、後面ブラケット40の後端部44がフロアパネル16にそれぞれボルト締結されている。このように、後面ブラケット40は、バッテリケース14とフロアパネル16を連結することでバッテリケース14の後面下部を支持する。
FIG. 3 is a partial view of a cross section taken along line AA of FIG. The
追加ブラケット50の先端部52は、バッテリケース14とフロアパネル16の間に挟み込まれた状態で固定されている。一方、追加ブラケット50の後端部56は、後面ブラケット40に下側から溶接等により固定されている。このように、追加ブラケット50は、バッテリケース14とフロアパネル16の間に配された状態でバッテリケース14の後面下部を支持する。ここで、追加ブラケット50の閉断面部54により、バッテリケース14とフロアパネル16の隙間が埋められている点に留意する。
The
なお、必要に応じて、フロアパネル16と追加ブラケット50の間にゴム等の弾性部材を設けてもよいし、追加ブラケット50とバッテリケース14の間にゴム等の弾性部材を設けてもよい。これにより、例えば、車種によらず共通化した一体ブラケット20を用いることを前提として、車種に対応する弾性部材をそれぞれ設定することで、バッテリ支持構造10における剛性設計の調整が容易になる。
If necessary, an elastic member such as rubber may be provided between the
フロアパネル16は、リアサイドメンバ18R,18Lの形状にならった曲面形状を有する。フロアパネル16は、後面ブラケット40が固定された床面の部位(以下、固定部70)と、追加ブラケット50の後端部56の間にある車両前後方向の位置から、前方に向かうにつれて下方に屈曲する屈曲部72を有する。この屈曲部72は、後面ブラケット40が固定された上方平坦部74と、追加ブラケット50が固定された下方平坦部76を滑らかに連結している。
The
<バッテリ支持構造10の作用効果>
この実施形態におけるバッテリ支持構造10は、以上のように構成される。続いて、このバッテリ支持構造10による作用効果について、図4〜図6を参照しながら説明する。
<Operational effect of
The
図4は、車両後突の発生前におけるバッテリ支持構造10の状態図であり、図1のA−A線断面の全体図に相当する。この状態から車両後突が発生すると、図4→図5→図6に示す順にバッテリ支持構造10が変形する。
FIG. 4 is a state diagram of the
図5および図6に示すように、車両後突時に後方から荷重が入力されると、左右のリアサイドメンバ18R,18Lが上に凸となるように変形する。すると、リアサイドメンバ18R,18Lの上側に配置されたフロアパネル16が押し上げられ、フロアパネル16の屈曲部72が上に凸となるように変形する。このフロアパネル16の変形に伴って、後面ブラケット40および追加ブラケット50をロードパスとしてバッテリケース14の後面下部および下面後部にそれぞれ荷重が入力される。
As shown in FIGS. 5 and 6, when a load is input from the rear at the time of rearward collision of the vehicle, the left and right rear side members 18 </ b> R and 18 </ b> L are deformed so as to protrude upward. Then, the
ここで、追加ブラケット50の後端部56が後面ブラケット40に下側から固定されているので、追加ブラケット50は、フロアパネル16の変形に応じて、後面ブラケット40が固定された床面の固定部70を回転中心として変位し、バッテリケース14の下面後部を押し上げるように作用する。
Here, since the
特に、追加ブラケット50がなす閉断面がバッテリケース14とフロアパネル16の隙間を埋めているので、フロアパネル16(屈曲部72または下方平坦部76)からの荷重が、閉断面部54を介して、バッテリケース14の下面後部に効率よく伝達される。
In particular, since the closed cross section formed by the
その結果、後面ブラケット40からの荷重入力方向が逸れるので、バッテリケース14への荷重が分散される。これにより、車両後突時においてフロアパネル16の変形を伴う荷重入力が生じた場合であっても、バッテリ12への応力集中を緩和することができる。特に、バッテリ12の後部に耐衝撃性が低い部品(例えば、極柱13)が配されている場合、極柱13への応力集中を緩和することで、バッテリ12の破損が大幅に抑制される。
As a result, the load input direction from the
10 バッテリ支持構造、12 バッテリ、14 バッテリケース、16 フロアパネル、18R,18L リアサイドメンバ、20 一体ブラケット、40 後面ブラケット(第1ブラケット)、50 追加ブラケット(第2ブラケット)、70 固定部、72 屈曲部。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記バッテリケースを搭載可能な車体の床面を形成するフロアパネルと、
前記バッテリケースと前記フロアパネルを連結することで前記バッテリケースの後面下部を支持する第1ブラケットと、
前記バッテリケースと前記フロアパネルの間に配された状態で前記バッテリケースの下面後部を支持する第2ブラケットと、
車両前後方向に延びて前記フロアパネルの下側に配置され、車両前後方向から見て上方に開口した断面形状を有するリアサイドメンバと、
を備え、
前記第2ブラケットは、後端部が前記第1ブラケットに下側から固定されており、
前記フロアパネルは、前記第1ブラケットが固定された前記床面の固定部と、前記第2ブラケットの後端部の間にある車両前後方向の位置から、前方に向かうにつれて下方に屈曲する屈曲部を有することを特徴とするバッテリ支持構造。 A battery case that houses the battery;
A floor panel forming a floor surface of a vehicle body on which the battery case can be mounted;
A first bracket that supports a lower rear portion of the battery case by connecting the battery case and the floor panel;
A second bracket that supports a rear lower portion of the battery case in a state of being arranged between the battery case and the floor panel;
A rear side member extending in the vehicle front-rear direction and disposed on the lower side of the floor panel and having a cross-sectional shape opened upward as viewed from the vehicle front-rear direction;
With
The rear end of the second bracket is fixed to the first bracket from below,
The floor panel is a bent portion that bends downward from the position in the vehicle front-rear direction between the fixed portion of the floor surface to which the first bracket is fixed and the rear end portion of the second bracket. A battery support structure comprising:
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