JP2020131971A

JP2020131971A - 車両下部構造

Info

Publication number: JP2020131971A
Application number: JP2019028695A
Authority: JP
Inventors: 大介村井; Daisuke Murai
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-02-20
Filing date: 2019-02-20
Publication date: 2020-08-31
Anticipated expiration: 2039-02-20
Also published as: JP7131426B2

Abstract

【課題】車両下部において高圧配線の着脱を行う際の作業性を向上することができる車両下部構造を提供する。【解決手段】車両下部構造１０を、車室１４の床部を構成するフロアパネル２２と、フロアパネル２２の車両下方側に設けられ、複数の電池モジュール６４を収容すると共に、配線部材８６と電気的に接続されたコネクタ８４と電源回路を遮断するサービスプラグ８０が車両上方側から取り付けられた電池パック６０と、フロアパネル２２のコネクタ８４及びサービスプラグ８０と平面視で重なる位置に形成され、車両上下方向に開口されたサービスホール５０と、を含んで構成する。【選択図】図２

Description

本発明は、車両下部構造に関する。

下記特許文献１には、車両床下に電池パックを備える車両下部構造が開示されている。電池パックには、電動モータを駆動するための複数のバッテリが収容されている。各バッテリの端子は、電池パックの車両前方側においてフロントコンパートメント内の電気装置とハーネスを介して電気的に接続されている。

特開２０１３−０６７３８１号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたような車両下部構造では、ハーネス等の高圧配線の着脱を行う際には、床下側から作業をする必要がある。床下側からの作業を行うためには車両のリフトアップ等が必要となるため、作業工数が増加する。このため、車両下部において高圧配線の着脱を行う際の作業性を向上する上で改善の余地がある。

本発明は、上記事実を考慮し、車両下部において高圧配線の着脱を行う際の作業性を向上することができる車両下部構造を得ることが目的である。

請求項１に記載の発明に係る車両下部構造は、車室の床部を構成するフロアパネルと、前記フロアパネルの車両下方側に設けられ、複数の電池モジュールを収容すると共に、配線部材と電気的に接続されたコネクタと電源回路を遮断するサービスプラグが車両上方側から取り付けられた電池パックと、前記フロアパネルの前記コネクタ及び前記サービスプラグと平面視で重なる位置に形成され、車両上下方向に開口されたサービスホールと、を含んで構成されている。

請求項１に記載の発明によれば、フロアパネルには、コネクタ及びサービスプラグと平面視で重なる位置に、車両上下方向に開口されたサービスホールが形成されている。このため、車両のリフトアップ等を行うことなくサービスプラグとコネクタの着脱をすることができる。さらに、サービスホールを通じてサービスプラグとコネクタの着脱をすることができるため、これらの着脱を一連の作業として行うことができる。これにより、車両下部に設けられた電池パックの高圧配線の着脱を行う際の作業性を向上することができる。

本発明に係る車両下部構造は、車両下部において高圧配線の着脱を行う際の作業性を向上することができるという優れた効果を有する。

本実施形態に係る車両下部構造を車両前方側から車両後方側へ向かって見た状態を示す斜視図である。図１に示した２−２線に沿って切断した縦断面図である。

本実施形態に係る車両の車両下部構造の一例について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印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ＯＵＴは車幅方向外側を示している。

（車両下部構造）
図１に示されるように、車両１２の前部には、車幅方向に延設された略角柱状のフロントバンパリンフォース１６が設けられている。フロントバンパリンフォース１６の車幅方向両端部には、略角柱状に形成され、車両後方側へ向けて延設されたフロントサイドメンバ１８がそれぞれ取り付けられている。フロントサイドメンバ１８の車両後方側には、エンジンコンパーメントルームと車室１４を区切るダッシュパネル２０が設けられている。

ダッシュパネル２０の車両下方側には、車両１２の床部を構成し、車両後方側へ向けて延在されたフロアパネル２２がダッシュパネル２０と連続して設けられている。また、フロアパネル２２の車両前方側には、ダッシュパネル２０を介してフロントサイドメンバ１８の後端部と結合された前端部から車両後方側へ向けて延在された図示しないフロアフレームが配置されている。

フロアパネル２２の前端部には、車両幅方向に沿って延在された図示しないフロントクロスメンバが配置されており、フロアパネル２２の後端部には、車両幅方向に沿って延在されたリヤクロスメンバ２６が配置されている。また、フロアパネル２２には、平面視で車両前後方向を長手方向とする略矩形状のビード部２２Ａが突設されている。ビード部２２Ａは、車両幅方向に沿って複数配列されると共に、車両前後方向に沿って断続的に配列されている。ビード部２２Ａが形成されることにより、フロアパネル２２自体の剛性が向上されている。

ダッシュパネル２０の車幅方向両端部には、車両上下方向に沿って延設された略平板状のフロントピラーインナ２８が取り付けられている。また、フロントピラーインナ２８の下部は、車両前後方向後側へ延設されている。

フロアパネル２２の車幅方向両端部には、車両前後方向に延在された左右一対のロッカ３０が設けられている。ロッカ３０の車幅方向内側部分は、車幅方向かつ車両上下方向に沿って切断した断面が車幅方向外側へ開口した略ハット状に形成されたロッカインナ３２により構成されている。ロッカインナ３２の車両下方側には、車幅方向内側へ向けてクランク状に曲げられた下部３２Ｃが形成されている。ロッカ３０の車両幅方向外側部分は、車幅方向かつ車両上下方向に沿って切断した断面が車幅方向内側へ開口した略ハット状に形成されたロッカアウタ３４により構成されている。

ロッカ３０は、ロッカインナ３２とロッカアウタ３４が接合されることにより一体で形成されている。具体的には、ロッカインナ３２の車両上方側に形成された上側フランジ部３２Ａとロッカアウタ３４の車両上方側に形成された上側フランジ部３４Ａは、溶接等により接合されている。また、ロッカインナ３２の車両下方側に形成された下側フランジ部３２Ｂとロッカアウタ３４の車両下方側に形成された下側フランジ部３４Ｂは、溶接等により接合されている。

フロアパネル２２の上面には、車幅方向に沿って延在された複数のフロントクロス部材４２が配置されている。フロントクロス部材４２は、車両前後方向かつ車両上下方向に沿って切断した断面が車両下方側へ開口した略ハット状に形成され、左右一対のロッカ３０の車幅方向内側部分を連結するように配置されている。具体的には、フロントクロス部材４２の車幅方向両端部は、ロッカインナ３２にそれぞれ接合され、下端部はフロアパネル２２に接合されている。なお、フロアクロス部材４２は、車両前後方向に沿って所定の間隔で配置されており、ビード部２２Ａは、これらのフロアクロス部材４２等と干渉しないように形成されている。

フロアパネル２２の車幅方向略中央部の上面には、車両上下方向に沿って貫通成形されたサービスホール５０が形成されている。サービスホール５０は、フロアパネル２２において車両前方側と車両後方側から複数のフロントクロス部材４２に挟まれた位置に形成されている。また、図２に示されるように、フロアパネル２２には、サービスホール５０の外周に沿ってボルト挿通孔２２Ｂ（図２参照）が貫通形成されている。

サービスホール５０の車両上方側には、サービスホール５０の開口を覆うように略平板状に形成されたサービスホールカバー５２が配置されている。サービスホールカバー５２の外縁部には、フロアパネル２２のボルト挿通孔２２Ｂに対応する位置において、カバー側ボルト挿通孔５２Ａが車両上下方向に沿って貫通形成されている。サービスホールカバー５２は、ボルト挿通孔２２Ｂとカバー側ボルト挿通孔５２Ａに挿通されたボルト５６とフロアパネル２２のボルト挿通孔２２Ｂの車両下方側に取り付けられたウェルドナット５４によりフロアパネル２２に固定されている。

（電池パック）
図１に示されるように、フロアパネル２２の車両下方側には、モータ等のパワーユニットに電力を供給するための電池パック６０が配設されている。電池パック６０は、扁平な略直方体状に形成されており、車室１４の床下の略全面に搭載されている。電池パック６０の車幅方向両端部は、左右一対のロッカ３０に取り付けられている。

電池パック６０は、車両前後方向を長手方向とし、車両上下方向に扁平な略箱状に形成された電池ケース６２と、電池ケース６２の内部に収容された複数の電池モジュール６４と、を備えている。電池モジュール６４は、複数の角型の蓄電池を纏めることにより扱いやすい形状（略直方体状）に構成されている。

電池ケース６２は、その外側部を形成する周壁６６と、その上端部を形成し、内部を覆うように配置された天板６８（蓋部）（図２参照）と、底部を形成する底板７０と、を含んで構成されている。周壁６６は、例えば、アルミニウム合金等の軽金属の押出成形により平面視で矩形枠状に形成されている。具体的には、周壁６６は、長尺状に押出された成形品が、矩形枠状に曲げられると共に、その両端部を互いに接合することにより形成されている。

周壁６６は、車幅方向に対向する左右一対の側壁部７２Ａ、７２Ｂと、車両前後方向に対向し側壁部７２Ａと側壁部７２Ｂの前端同士を繋ぐ前壁部７４と、側壁部７２Ａと側壁部７２Ｂの後端同士を繋ぐ後壁部７６と、を含んで構成されている。また、側壁部７２Ａと側壁部７２Ｂの間には、クロスメンバ７８Ａ、７８Ｂ、７８Ｃが架け渡されている。クロスメンバ７８Ａ、７８Ｂ、７８Ｃは、前壁部７４と後壁部７６との間に略等間隔に配置されている。

図２に示されるように、周壁６６の周方向と直交する方向かつ車両上下方向に沿って切断した断面は、略中空状に形成されている。このため、周壁６６は、その外周面を形成する外周壁部６６Ａと、その内周面を形成する内周壁部６６Ｂと、を含んで構成されている。また、外周壁部６６Ａの上端部と内周壁部６６Ｂの上端部を車両水平方向に繋ぐ上壁部６６Ｃと、底板７０の車両上方側に配置され、外周壁部６６Ａの下端部及び内周壁部６６Ｂの下端部を車両水平方向に繋ぐ下壁部６６Ｄと、を含んで構成されている。さらに、周壁６６の略中空状に形成された内部には、車両水平方向に延在され、外周壁部６６Ａと内周壁部６６Ｂの車両上下方向略中間部同士を繋ぐ仕切壁部６６Ｅが形成されている。この仕切壁部６６Ｅによって周壁６６の内部が上空間６６Ｆと下空間６６Ｇとに区画されている。

天板６８は、例えば、アルミニウム合金等の軽金属の板材がプレス成形されることにより構成され、周壁６６の上壁部６６Ｃの上面に複数の図示しないボルト（図示省略）により固定されている。

天板６８においてサービスホール５０の車両下方側に位置する部分には、電池パック６０の電源回路（図示省略）を遮断するためのサービスプラグ８０を電池モジュール６４に取り付けるための天板開口部８２が車両上下方向に沿って貫通形成されている。サービスプラグ８０は、天板開口部８２を通じて電池パック６０の車両上方側に取り付けられている。このため、サービスプラグ８０は、サービスホール５０と平面視にて重なる位置に配置されている。

電池パック６０には、天板開口部８２の内側かつサービスプラグ８０に隣接する位置に、コネクタとしての高電圧コネクタ８４が取り付けられている。このため、高電圧コネクタ８４は、サービスホール５０と平面視にて重なる位置に配置されている。高電圧コネクタ８４は、エンジンコンパーメントルーム側に設けられた制御装置としての図示しないパワーコントロールユニット（Power Control Unit: PCU）と配線部材としてのハーネス８６等を介して電気的に接続されている。さらに、例えば、パワーコントロールユニットを介して車両１２の駆動装置としてのモータ（図示省略）へ電気的に接続されている。

電池ケース６２の底板７０は、例えば、アルミニウム合金等の軽金属の板材がプレス成形されることにより構成されている。底板７０は、周壁６６の下壁部６６Ｄの下面に、例えば、溶接、リベット止め等の手段により固定されている。底板７０の外縁部には、その全周に亘って周壁６６の外周壁部６６Ａよりも電池ケース６２の外側へ張り出すように結合フランジ部７０Ａが形成されている。結合フランジ７０Ａには、その周方向に沿って複数のボルト孔７０Ａ１（図１参照）が形成されている。

図１に示されるように、電池パック６０は、電池ケース６２の結合フランジ部７０Ａとロッカインナ３２の下部３２Ｃの下面３２Ｃ１とを重ね合わせるようにフロアパネル２２の車両下方側に配置されている。電池パック６０は、例えば、ロッカインナ３２の下部３２Ｃの下面３２Ｃ１に形成された図示しないボルト孔と結合フランジ７０Ａのボルト孔７０Ａ１を介して左右一対のロッカ３０にボルト締結により固定されている。

なお、ここでは、結合フランジ部７０Ａは、底板７０の外周部の全周に亘って形成されているとして説明したが、これに限らず、底板の車幅方向両端部だけに形成されてもよい。

（作用及び効果）
次に、本実施形態の車両下部構造１０の作用及び効果について説明する。

はじめに、対比例として、図２に２点鎖線で示されるように、高電圧コネクタ９４が電池パック６０の車両前方側から電池モジュール６４に連結されている場合について説明する。なお、前述した本実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。

対比例によれば、高電圧コネクタ９４が電池パック６０の車両前方側から電池モジュール６４に接続されている。このため、高電圧コネクタ８４を着脱するためには、車両１２の床下側から作業を行う必要があるため、車両１２をリフトアップする必要がある。これにより、高電圧コネクタ８４を着脱するための作業工数が増加する。

また、対比例のように、高電圧コネクタ８４が電池パック６０の車両前方側に配置された場合は、例えば、電池パック６０の上面側に配置されたサービスプラグ８０と高電圧コネクタ８４とは、離れた位置に配置される。このため、サービスプラグ８０の着脱作業と高電圧コネクタ８４の着脱作業を一連の作業として行うことができず、作業工数が増加する場合が生じる。

これに対して、本実施形態に係る車両下部構造１０によれば、フロアパネル２２に形成されたサービスホール５０は、電池パック６０の上面側に配置されたサービスプラグ８０及び高電圧コネクタ８４と平面視にて重なるように開口されている。このため、車両１２をリフトアップすることなくサービスホール５０を通じて車室１４の床上側からサービスプラグ８０と高電圧コネクタ８４の着脱をすることができる。これにより、車両下部に設けられた電池パック６０の高圧配線の着脱を行う際の作業工数の増加を抑制することができる。

また、本実施形態に係る車両下部構造１０によれば、サービスプラグ８０と高電圧コネクタ８４は、どちらもサービスホール５０と平面視にて重なる位置に隣接して配置されている。このため、サービスプラグ８０の着脱と電池パック６０の高電圧コネクタ８４の着脱を一連の作業として同時に行うことができる。これにより、サービスプラグ８０と電池パック６０を着脱する際の作業性を向上することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る車両下部構造１０は、車両１２下部において高圧配線の着脱を行う際の作業性を向上することができる。

さらに、本実施形態に係る車両下部構造１０によれば、高電圧コネクタ８４の取付位置を対比例９４と比べて車両後方側へ配置することができる。これにより、車両１２の前面衝突時に高電圧コネクタ８４とサービスプラグ８０に伝達される前突荷重を低減することができ、正面衝突時のサービスプラグ８０と高電圧コネクタ８４の損傷を抑制又は防止することができる。

また、本実施形態に係る車両下部構造１０によれば、サービスホール５０は、フロアパネル２２において車両前方側と車両後方側から複数のフロントクロス部材４２に挟まれた位置に形成されている。このため、例えば、車両１２の側面衝突時の側突荷重は、サービスホール５０が設けられたフロアパネル２２よりもフロントクロス部材４２に伝達される。これにより、サービスプラグ８０と高電圧コネクタ８４に側突荷重が伝達されることを抑制することができ、側面衝突時のサービスプラグ８０と高電圧コネクタ８４の損傷を抑制又は防止することができる。

なお、本実施形態では、高電圧コネクタ８４及びサービスプラグ８０は、フロントクロス部材４２の車両前後方向の位置と略同一位置で電池パック６０に取り付けられているとして説明したが、これに限らず、他の位置で電池パックに取り付けられてもよい。

１０車両下部構造
１４車室
２２フロアパネル
５０サービスホール
６０電池パック
６４電池モジュール
８０サービスプラグ
８４高電圧コネクタ（コネクタ）
８６ハーネス（配線部材）

Claims

車室の床部を構成するフロアパネルと、
前記フロアパネルの車両下方側に設けられ、複数の電池モジュールを収容すると共に、配線部材と電気的に接続されたコネクタと電源回路を遮断するサービスプラグが車両上方側から取り付けられた電池パックと、
前記フロアパネルの前記コネクタ及び前記サービスプラグと平面視で重なる位置に形成され、車両上下方向に開口されたサービスホールと、
を含んで構成された車両下部構造。