JP2023120361A - 衝撃特徴部 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の安全性特徴部を維持しながら、車両プラットフォーム自体の構成要素に変更を加える必要なしに、多数の車両ボディを容易に取り付けることができる汎用性のある機能的な車両プラットフォームを提供する。【解決手段】乗員区画並びにバッテリ区画及び車両シャシー構成要素を保護するように設計された前部及び後部衝撃特徴部並びに側面衝撃特徴部を含む様々な衝撃安全特徴部を有する車両プラットフォーム。いくつかの特徴部は、クランプルゾーン構成要素、偏向要素及びモジュール式エネルギー吸収ユニットを含み得る。【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年７月２日に提出された米国仮特許出願第６２／８６９，８２３号明細書に対する優先権を主張するものであり、その開示は、参照によりその全体が本明細書に含まれる。

本発明は、概して、多くの場合に車両に関連する安全性特徴部に関し、より具体的には、いくつかの異なる車両構成を考慮するように調節及び／又は調整され得る、車両で使用するための衝撃エネルギー吸収構造に関する。

自動車は、乗員を囲むように設計されるボディ又はキャビンと、車両の動作を可能にする様々な電気的、機械的及び構造的なシステム、サブシステム及び構成要素とに関連して一般に記載することができる。多くの場合、自動車の機能的特徴部の背後には、自動車の安全な運転を可能にするだけでなく、衝突時に車両のフレームワークが乗員区画に侵入することを防ぐように設計された多くの安全性特徴部が隠されている。さらに、多くのそのような要素は、従来の自動車の設計において、バッテリ、パワートレイン、シャシー、その他など、他の多くの機能的構成要素への損傷を軽減することに役立ち、ボディ及び様々な機能的システム及び構成要素が密接に絡み合っている。例えば、機械的な連結は、ホイールと乗員との間で操舵システム及びブレーキシステムを直接的に相互接続する。また、モータ及び冷房システムなどの要素は、車両のボディへ上方に延びる前部区画内に配置される。自動車の設計に組み込まれているすべてのシステム及びサブシステムの中でも、乗員の安全性が最も重要である。衝突時に乗員区画を可能な限り確実に保護するために多くの努力がなされてきた。

ボディと、車両の機能的構成要素との間の多数の相互接続は、特に車両の機能に必要な安全性特徴部の複雑さに関連して多くの製造及び設計上の非効率性をもたらす。例えば、モータを変更すると、ボディの寸法を変更する必要がある場合がある。それに伴って安全性特徴部の変更も不可欠になる可能性がある。同様に、例えば車両のプロファイル又は乗員の着座位置を変更するなど、新たに所望の特徴部を含むように乗員区画を変更することにより、車両の機能的システムの１つ又はすべての再設計が必要になり得る。加えて、車両設計の変更は、乗員に対する車両の基本的な安全性に影響を与える可能性がある。したがって、同じ所望の安全性特徴部を維持しながら、車両プラットフォーム自体の構成要素に変更を加える必要なしに、多数の車両ボディ（当技術分野では「トップハット」とも呼ばれる）を容易に取り付けることができる汎用性のある機能的な車両プラットフォーム（当技術分野では「スケートボード」とも呼ばれる）を設計するために、多大な努力がなされてきた。

これを達成するために、車両プラットフォームの設計者は、車両ボディと車両プラットフォームとの間の相互接続の数を減らすことができるように、車両の機能的構成要素のできるだけ多くを車両プラットフォームに位置付けるように努めている。加えて、汎用性のある車両プラットフォームに異なる車両ボディを一体化すると、従来の車両設計で想定していなかった多くの問題が発生する可能性がある。例えば、従来の車両は、ＳＵＶなどの特定の車両クラス内で特定の安全基準を維持するように設計することができる、特定の車両クラス向けの単一のフレームワークを開発することができる。しかしながら、従来の設計では、ＳＵＶのボディをセダンフレーム上に配置して、なおも乗員にとって望ましい安全性レベルを維持することはできないであろう。これは、ＳＵＶの追加荷重がセダンフレームの機能を変更し得るためである。

電気モータ及びバッテリの技術の最近の進歩により、電気自動車の製造が実用化された。電気自動車には、従来の内燃機関車両と比較して、ドライブトレイン構成要素の設置面積の劇的な減少及び車両のボディ内の乗員スペースを拡大できる可能性を含む多くの利点がある。しかしながら、多くの利点があるにもかかわらず、多くの製造業者は、過去の設計要素を依然として維持している。その結果、安全システム及び構成要素の設計及び機能において同じ非効率性が生じている。

多くの実施形態は、電気自動車プラットフォーム及び電気自動車プラットフォーム内に実装可能な様々な安全特徴部に向けられている。多くの実施形態は、本質的にモジュール式である特徴部であって、したがって関連する広範な構造的及び機能的考慮事項を必要とし得る広範な異なる車両構成に対応するように調節可能な特徴部を含む。いくつかの実施形態は、材料、構成要素システム及び製造方法に向けられ得る。

多くの実施形態は、前部部分と、後部部分と、中央部分と、前部部分及び後部部分を中央部分に接続する前部及び後部移行部分とを有する平坦なボディを概ね形成する、複数の相互接続された構造要素で構成されたフレーム構造を有する車両プラットフォームを含む。前部部分は、上部横方向構成要素とフレーム構造の一部とに接続された細長いボディを有する上部エネルギー吸収ユニットを有する。上部エネルギー吸収ユニットは、それがフレーム構造の長手方向軸と長手方向に平行であり、且つ横方向フレーム構成要素と整列されるように配置される。上部エネルギー吸収ユニットのボディは、圧潰ゾーンを有し、それにより、衝撃力が導入されると、圧潰ゾーンは、衝撃力からのエネルギーを吸収しながら、所定の距離を圧縮される。

前部部分は、フレーム構造の横方向の前部構成要素に接続された第１の端部と、第１の端部の反対側の第２の端部であって、フレーム構造の一部に接続される第２の端部とを有する細長いボディを有する下部エネルギー吸収ユニットで構成された下部荷重経路も有する。下部エネルギー吸収ユニットは、指定された圧潰ゾーン及び曲げゾーンをボディとともに有し、それにより、衝撃力が導入されると、指定された圧潰ゾーンは、衝撃力からのエネルギーを吸収しながら、所定の距離を圧縮され、曲げゾーンは、曲がり、且つ指定された圧潰ゾーンによって吸収されない後続のエネルギーを偏向するように構成される。上部荷重経路における上部エネルギー吸収ユニット又は下部荷重経路における下部エネルギー吸収ユニットの少なくとも一方は、衝撃力を受けることから、所定の距離範囲で圧潰するように構成可能なボディを有する調節可能な制御要素を有する。

他の実施形態において、前部部分の上部荷重経路における上部エネルギー吸収ユニット及び下部荷重経路における下部エネルギー吸収ユニットは、衝撃力を受けることから、所定の距離範囲で圧潰するように構成可能な調節可能な制御要素を含む。

さらに他の実施形態において、下部制御要素は、圧潰ゾーンと曲げゾーンとの間の界面内に配置され、制御要素は、圧潰ゾーンで発生する圧縮の量を制御する。

さらに他の実施形態において、上部及び下部制御要素の少なくとも一方は、界面から圧潰ゾーンに延びる長さを有し、制御要素の長さは、異なる衝撃力を考慮するように調節され得る。

なおもさらなる他の実施形態において、制御要素は、複数の機械的留め具を使用して圧潰ゾーンに接続される。

他の実施形態において、複数の機械的留め具は、リベット及びボルトからなる群から選択される。

さらに他の実施形態において、上部制御要素は、上部エネルギー吸収ユニットと車両フレーム構造との間の接続界面内に配置される。

さらに他の実施形態において、上部及び下部制御要素は、それぞれ上部及び下部エネルギー吸収ユニット内の圧潰の積み重ねを制御するように調整され得る寸法を有する。

なおもさらなる他の実施形態において、車両プラットフォームは、角体、インボード側及びアウトボード側を有する下部偏向要素を有し、インボード側は、フレーム構造の一部に沿って平行且つ後方に延び、及びアウトボード側は、それがフレーム構造から徐々に発散するような角度でフレームワークの前端部から外側且つ後方に延び、それにより、衝撃力が導入されると、下部偏向要素は、フレーム構造から離れる方向に衝撃エネルギーを偏向する。

他の実施形態において、車両プラットフォームは、外面と内面とを有する細長いボディを有する上部偏向ユニットを有し、細長いボディは、フレームから外側に延び、且つ外面への衝撃中、細長いボディがフレーム構造に向かって内側に移動するように変形するように構成され、上部偏向ユニットは、変形中、上部のより後ろのフレーム構成要素に接触することにより、偏向ユニットの変形を止めるように構成された所定のボディ形状を有する、内面に配置されたスペーシング要素を有する。

さらに他の実施形態において、所定のボディ形状は、三角形である。

さらに他の実施形態において、車両プラットフォームは、フレーム構造にわたり、相互接続された構造要素の内部空間内に配置された複数の支持要素を有する。

なおもさらなる他の実施形態において、複数の支持要素の少なくとも２つは、前部移行部分内に配置され、且つ所定の距離だけ分離され、それにより、衝撃力にさらされる間、少なくとも２つの支持要素は、それらが接触するまで互いに向かって移動することができ、それによりフレーム構造の他の構成要素に分配される衝撃エネルギーの量を減少させる。

他の実施形態において、移行要素は、少なくとも２つの支持要素間で車両フレーム構造内に配置された溝を有して構成され、溝は、移行部分における所望の量の曲げを可能にする。

さらに他の実施形態において、少なくとも２つの支持要素の少なくとも１つは、細長いボディであって、それが中央部分の少なくともセクション内に延びるように、フレーム構造の横方向の支持要素に沿って実質的に延びる細長いボディを有する。

なおもさらなる他の実施形態において、支持要素の１つは、移行点を越えて延びるボディを有する。

他の実施形態において、支持要素は、隔壁要素である。

さらに他の実施形態において、中央部分は、空間によって分離された少なくとも第１の横方向要素及び第２の横方向要素と、空間内に配置され、且つ第１の横方向要素と第２の横方向要素との間に延びる複数の中央スペーシング要素とで形成され、第１及び第２の横方向要素は、フレーム構造の横方向外側部分の近くに配置される。

なおもさらなる他の実施形態において、複数の中央スペーシング要素のそれぞれは、フレーム構造がいくつかの衝撃エネルギーに対応することができるように調節可能な寸法を有する。

他の実施形態において、車両プラットフォームは、複数の中央スペーシング要素の少なくとも１つと、フレーム構造の横方向支持部との間に配置される複数の長手方向スペーシング要素を有し、それにより、長手方向スペーシング要素は、中央スペーシング要素に対して実質的に垂直である。

さらに他の実施形態において、車両プラットフォームは、内面と外面とを有する細長いケーシング要素を有する側面衝撃エネルギー吸収ユニットを有する。さらに、第１の開放端部及び第２の開放端部を有する外殻を形成する細長いボディをそれぞれ有する複数の中空構造容器が存在し、第１の端部は、後部バッキングプレートに取り付けられ、及び第２の端部は、前部バッキングプレートに取り付けられ、それにより、前部及び後部バッキングプレートは、複数の中空構造容器を閉鎖する。前部及び後部バッキングプレートのそれぞれは、構造容器の細長いボディがケーシング要素の長手方向軸に対して実質的に垂直に延在するように、ケーシング要素の内面に取り付けられる。また、複数の側面構造支持要素であって、それらが中空構造容器の少なくとも一方の側に配置され、且つ構造容器の細長いボディと平行に延在するように、ケーシング要素の長手方向の長さに沿って配置された複数の側面構造支持要素が存在する。

なおもさらなる他の実施形態において、少なくとも１つの側面衝撃エネルギー吸収ユニットは、第１及び第２の横方向要素のそれぞれの外面に配置される。

他の実施形態において、複数の側面衝撃エネルギー吸収ユニットは、第１及び第２の横方向要素のそれぞれの外面に配置される。

さらに他の実施形態において、車両プラットフォームは、前部又は後部移行部分の上に配置された複数の補強パッチを有し、補強パッチは、細長いボディを有し、且つ複数の位置で実質的に移行部分に沿って延びる。

なおもさらなる他の実施形態において、寸法が衝撃力に対応するように調節可能である補強パッチの細長いボディである。

他の実施形態は、内面と外面とを有する細長いケーシング要素を有する側面衝撃エネルギー吸収ユニットを含む。さらに、側面衝撃ユニットは、第１の開放端部及び第２の開放端部を有する外殻を形成する細長いボディをそれぞれ有する複数の中空構造容器を有し、第１の端部は、後部バッキングプレートに取り付けられ、及び第２の端部は、前部バッキングプレートに取り付けられ、それにより、前部及び後部バッキングプレートは、複数の中空構造容器を閉鎖する。前部及び後部バッキングプレートのそれぞれは、構造容器の細長いボディがケーシング要素の長手方向の軸に対して実質的に垂直に延在するように、ケーシング要素の内面に取り付けられる。また、複数の側面構造支持要素であって、それらが中空構造容器の少なくとも一方の側に配置され、且つ構造容器の細長いボディと平行に延在するように、ケーシング要素の長手方向の長さに沿って配置された複数の側面構造支持要素が存在する。

他の実施形態において、ケーシングは、側面エネルギー吸収ユニットが車両プラットフォーム構造に相互接続可能であるように複数の取り付け点を含む。

さらに他の実施形態において、複数の中空構造容器の少なくとも一部は、ケーシング要素の長手方向軸に平行に延在する。

なおもさらなる他の実施形態において、複数の中空構造容器のそれぞれの寸法は、より高い又は低いレベルの衝撃エネルギー吸収を考慮するように調整可能である。

追加の実施形態及び特徴は、以下の記載に部分的に記載され、部分的には、本明細書の検討により当業者に明らかになるか、又は本開示の実施により知ることができる。本開示の性質及び利点のさらなる理解は、本開示の一部を形成する本明細書の残りの部分及び図面を参照することによって実現され得る。

本記載は、本発明の例示的な実施形態として提示され、本発明の範囲の完全な説明として解釈されるべきではない以下の図を参照してより詳細に理解されるであろう。

実施形態による車両を示す。 実施形態による車両プラットフォームを示す。 実施形態による、車両ボディと統合された電気自動車プラットフォームを示す。 実施形態による、車両ボディと統合された電気自動車プラットフォームを示す。 実施形態による、車両ボディと統合された電気自動車プラットフォームを示す。 実施形態による、車両ボディと統合された電気自動車プラットフォームを示す。 実施形態による、それと統合された車両キャビン構成の一実施形態を有する電気自動車プラットフォームを示す。 実施形態による車両プラットフォームフレームワークを示す。 実施形態による下部荷重経路エネルギー吸収ユニットを示す。 実施形態による下部荷重経路エネルギー吸収ユニットを示す。 図６Ｃ、図６Ｄ、図６Ｅ、図６Ｆは、実施形態による下部荷重経路エネルギー吸収ユニットを示す。 実施形態による下部荷重経路エネルギー吸収ユニットを示す。 実施形態による前部偏向要素を示す。 実施形態による車両プラットフォームフレームワークの移行セクションを示す。 実施形態による車両プラットフォームフレームワークの移行セクションを示す。 実施形態による車両プラットフォームフレームワークの後部を示す。 実施形態による車両プラットフォームフレームワークの後部を示す。 要素の衝撃後の位置を表現する実施形態による車両プラットフォームの後部を示す。 実施形態によるモジュール式バッテリ構成要素を示す車両プラットフォームフレームワークの一部を示す。 従来技術によるバッテリモジュールを囲むロッカーパネルを示す。 実施形態によるバッテリ区画に対する上面及び底面を有する車両プラットフォームフレームワークの断面図を示す。 実施形態による車両プラットフォームの底面図を示す。 実施形態によるモジュール式側面衝撃構成要素を示す。 実施形態によるモジュール式側面衝撃構成要素を示す。 実施形態によるモジュール式側面衝撃構成要素を示す。 実施形態による側面衝撃構成要素を備えた車両を示す。

ここで、図面を参照すると、本発明の実施形態は、車両の前部、後部及び側部のための様々な耐衝突特徴部を備えた車両プラットフォームを含む。具体的には、実施形態は、車両プラットフォームの乗員区画及び他の機能的構成要素に適切な保護を提供するように調節又は適応することができる様々な安全構成要素及び／又はシステムを含む。例えば、いくつかの実施形態は、車両の前部にクランプルゾーンを有し得る。クランプルゾーンは、フレームワーク又は車両の他の機能的構成要素の乗員区画への潜在的な侵入を低減するために、個別に又はグループとして実装することができる様々な特徴部で構成することができる。さらに、このような特徴部は、ドライブトレイン又はバッテリ区画などの構成要素への潜在的な損傷を軽減することができる。いくつかの実施形態は、圧縮ゾーン及び曲げゾーンなどの多数の調節可能な部分又は要素で設計された、フレームワークに接続された下部荷重経路構造を組み込み得る。さらに、いくつかの実施形態は、衝撃エネルギーを乗員区画及び／又は他の機能的構成要素からさらに逸らすように、特定のポイントまで圧縮及び／又は曲げを可能にし得る。他の実施形態は、車両前端部の圧縮を遅延、低減及び／又は停止する、フレームワークレール内に一体化された１つ又は複数の隔壁補強要素を含み得る。隔壁要素は、様々な異なる衝撃エネルギーに対応するために、サイズ、形状及び／又は間隔に関して調節又は調整することもできる。さらに、他の実施形態は、フレームワークの前部部分に取り付けられた１つ又は複数の偏向要素の使用を含み得る。この場合、上部構成要素が曲げられ、その後、フレームワークの主要本体を衝撃点から偏向するように設計される。同様に、いくつかの実施形態は、上部構成要素と同様の偏向角度に配置され、偏向を補助するように設計された、下部荷重経路に沿った下部構成要素を有し得る。

また、多くの実施形態は、衝撃からのエネルギーを吸収し、乗員区画への侵入を最小限に抑えるような方法でそれを行うために、背面衝撃保護システム及び構成要素を組み込み得る。例えば、いくつかの実施形態は、後端部の衝撃における後部トルクボックスの曲がりを最小限に抑えるように作用する、フレームワークのサイドレールに沿って配置された補強パッチを含み得る。追加の実施形態は、支持及び強度を追加する後部レール内に配置された様々な隔壁要素を含み得る。

様々な実施形態は、車両のボディとフレームワークとの間に配置された側面衝撃保護要素も含み得る。本明細書の実施形態に記載されるような側面衝撃保護は、密閉されたバッテリ区画と同様に、乗員区画への侵入を防止することに役立ち得る。

従来の車両は、車両のボディ及び／又はフレームだけでなく、様々な機能的構成要素に任意の数の衝突特徴部を採用し得る。場合により、特徴部は、車両プラットフォーム間で共有されることもあり、また同じ車両クラス内で同じ特徴部を共有することもある。従来の自動車は、ユニボディ又はボディオンフレームという２つの製造技術の一方を採用する。この２つの製造技術のそれぞれには、衝突シナリオにおける車両の強度を含めて様々な利点及び欠点がある。ユニボディ構造は、ボディ全体に応力を分散させる傾向がある。一方、ボディオンフレームは、衝突に伴うエネルギーを吸収するためにフレームを強化する必要がある。

電気自動車の進歩により、自動車製造業者は、電気自動車が提供する利点を利用するために、自動車の従来の製造方法を見直すことができるようになっている。いくつかの利点には、車両のホイールベース上の利用可能な空間の増加が含まれる。嵩高の内燃機関及び必要なトランスミッションがないため、車両の下部は、全体的にフラットになる。車両の機能的構成要素の多くは、一般にスケートボードと呼ばれる車両プラットフォームに収容される。したがって、本明細書の実施形態に関連して、車両プラットフォームは、多数のボディ構造での使用に適応することができる。このような進歩及び様々なボディ構造への適応性に伴い、そのような車両プラットフォームの安全特徴部は、乗員のための全体的な安全性のレベルが維持されるように適応可能である必要がある。このような電気自動車の主な関心事は、衝突時に乗員区画への侵入を防ぐように設計された、一般的にユニバーサルな車両プラットフォームを有することである。

フレームの１つ又は複数の構成要素又は他の車両構成要素に対する制御された変形により、衝撃からのエネルギーを吸収するために、車両設計においてクランプルゾーンと呼ばれる構造要素が多くの場合に使用される。一方、電気自動車においてそのようなクランプルゾーンを実装することは、車両の前部及び後部への乗員区画のさらなる拡張により、これらのクランプルゾーンのための変形空間の量が減少するため、いくつかの独特な課題を提示し得る。さらに、このような車両の多くは、潜在的に可燃性又は爆発性であるバッテリ要素を含むバッテリ区画を含んでいる。そのため、バッテリ区画を望ましくない侵入から保護するための新しい安全特徴部を実装する必要がある。

ここで、図面を参照すると、均一な車両プラットフォームを有する電気自動車に関連して多くの実施形態が示されている。図１は、前部部分及び後部部分を有するフレームワーク構造１０２を有する車両プラットフォーム１００の実施形態を示す。プラットフォーム１００は、最終的に車両の所望の保護ゾーンである（すなわち前部エンジン区画又はトランクがないことに起因する最小限のクランプルゾーンを有する）乗員スペース１１０を有するボディ構造１０８の実施形態を組み込んでいる。前部部分は、乗員区画を保護するような方法で正面衝突エネルギーを吸収するように設計され得る偏向要素及び前方クランプルゾーンなどの様々な要素を有し得る。

図２は、エネルギー貯蔵、ドライブトレイン、サスペンション、操舵、制動及び安全システム、追加の他のサブシステム及び構成要素を含む機能的システムを車両プラットフォームの境界内に実質的に統合する、実施形態による車両プラットフォーム２００の全体的なレイアウトを示す。本明細書で使用される場合、車両プラットフォームの境界は、車両プラットフォームの幅に広がり、最上部のフレーム構造２０６の上面２０４からフレーム構造２０８の底面２０７まで延びる概ね水平な車両プラットフォーム平面２０２を含むとみなされる。他の様々な実施形態において、車両プラットフォームの境界は、車両のホイール２１０及び／又はタイヤ２１１の上下の寸法内の任意の位置に位置決めされた領域も含み得る。プラットフォーム平面に関して、図２に示されるように、車両プラットフォームの多くの実施形態は、互いに異なる高さに配置された部分を有する（例えば、図２に示されるように、中央部分に対して上昇した前部及び後部部分を有する）フレームを含み得ることに留意するべきであり、そのような実施形態では、プラットフォーム平面２０２は、起伏のある平面として記載され得、それにより、いくつかの実施形態において、機能的構成要素は、車両プラットフォームフレームの対象部分の上面によって定められる起伏のある平面の上方に延びないと定義されることが理解されるであろう。車両プラットフォームの特定の境界に関わらず、様々な実施形態において、このプラットフォーム平面内の機能的構成要素は、車両プラットフォームの上に固定されたとき、車両ボディによって画定される内部容積内に延びないように配置され得ることが理解されるであろう。

実施形態によるそのような内蔵型レイアウトを可能にすることができる車両プラットフォームは、様々な内部車両プラットフォーム部分、すなわち一般的にホイール間に配置される中央部分及び中央部分の端部から車両の前端部及び後端部まで延びる前部及び後部部分を参照して記載され得る。さらに、多くの実施形態は、前部部分及び後部部分を中央部分に接続する移行部分を有し得る。特定のフレーム要素の記載は、後により詳細に記載する。しかし、図２に示すように、これらの部分は、細分化されており、内蔵型車両プラットフォームが実現されるように、システム、サブシステム及び構成要素は、内部に構成される。

図２に示す実施形態は、エネルギー貯蔵システム（例えば、バッテリパック）２１２）、前部２１４及び後部２１６のドライブトレイン（例えば、電気モータ及び関連するパワーエレクトロニクス、トランスミッション等）並びにサスペンション、操舵及び制動２１８などの制御システムを含む、電気自動車に適した１つの機能的レイアウトを含む。図２の実施形態に同様に例示できるように、ドライブトレイン要素（例えば、モータ、トランスミッション等）は、ホイールと直列に車両プラットフォームフレーム２０６の前部及び／又は後部の近くに配置され得、それにより車両キャビン内の乗員スペースを増やすことができる。車両プラットフォーム２００に組み込むことができる推進システム及びサスペンションシステムに加えて、多くの実施形態では、様々な他のシステム（例えば、ブレーキ、操舵、冷却等）を動作させるように設計された制御システムなどの様々な他の構成要素を組み込み得る。多くの実施形態において、車両プラットフォーム２００のフレーム２０６は、プラットフォーム２００のフレーム２０６内に組み込まれた様々な安全システム又は特徴部も含む。例えば、前部ドライブトレイン２１４を取り囲むか又は収容するフレーム２０６の前部部分は、様々な態様で衝撃エネルギーを吸収するように設計された上部荷重経路構成２２２及び下部荷重経路構成２２４を有する保護特徴部（例えば、クランプルゾーン）２２０を備え得る。

さらに、フレーム２０６の後部は、フレーム２０６に追加の強度を加えるために任意の数のフレーム要素取り付け点２２６の上に配置され得る補強パッチ２２８など、様々な安全特徴部又は要素を備え得る。さらに、いくつかの実施形態では、補強パッチ２２８は、いくつかの異なる衝撃力に対応するように長さ、幅及び／又は他の物理的寸法を調整することができる。

多くの実施形態は、任意の数のボディ構造を組み込み得るため、最適な乗員の安全性を確保するために、本明細書に記載される様々な安全システムが様々な車両ボディに使用及び／又は調節され得る方法及び理由を理解することが重要である。例えば、図３Ａ～図３Ｄは、機能的及び安全的な観点から、基礎となる車両プラットフォームに異なる効果を与えることができるボディ構造のいくつかの実施形態を示す。図３Ａ及び３Ｂは、任意の数の衝突シナリオにおいて車両が受ける可能性のある衝撃荷重の点において、図３Ｃに示されている実施形態と劇的に異なる可能性がある、車高がより高く、より開放的なコンセプトのボディ又はトップハット構造を有する車両の実施形態を示す。同様に、図３Ｄは、貨物輸送などの多くの異なる用途のために設計されたトップハット構造を有する車両の他の実施形態を示す。したがって、このような実施形態は、使用中に異なる荷重にさらされ、それにより異なる衝撃シナリオにさらされる可能性がある。したがって、図３Ａ～３Ｃに示されている実施形態の衝撃特徴部は、基礎となるプラットフォームが同様の形態及び構造を有し得るとしても、必然的に異なる可能性がある。したがって、異なる構造においてモジュール化の必要性が求められ得る。

図４は、実施形態による乗員区画の特定の例を示す。電気自動車の進歩に従い、多くの実施形態は、前部部分４１０が、非常に少数のインタラクティブな構成要素が存在し得るという点で比較的最小限である、開放的な乗員区画４００を組み込み得る。最小化されたダッシュパネルとともにステアリングコラム４０３が存在し得る。いくつかの状況において、最小限設計アプローチは、有益である。しかしながら、そのような実施形態は、様々な内部設計タイプに対応するためにさらなる適応性及び調節を必要とし得る、安全性の観点から独自の課題を提示し得る。前述のように、乗員の安全性は、安全特徴部の主要な機能であり、事故時に乗員区画が損なわれないようにするか、又は少なくとも最小限の侵入が生じるようにすることである。したがって、多くの実施形態は、任意の数の車両ボディタイプによる任意の数の衝突シナリオにおいて、車両が直面する衝撃エネルギーを低減し且つ又は方向転換することに役立ち得る様々な特徴部を組み込んでいる。

図５を参照すると、車両プラットフォームフレーム５００の一実施形態が示されている。フレーム５００内には、複数の相互接続されたフレーム要素が存在する。それらの複数の相互接続されたフレーム要素は、フレーム、車両プラットフォームの一体化された機能的要素及び上にあるボディ構造に強度及び支持を提供するように設計された様々な特徴部を含み得る。さらに、様々な相互接続された要素は、車両の全体的な安全性に織り込むことができる強度及び剛性を提供し得る。一般的に、これらの構造要素は、車両の前部５０４から後部５０６まで延びて車両の長さを定める左右のフレームレール５０２と、フレームレール間に延びて車両の室内幅を定める複数の横方向構造クロスメンバ要素（例えば、５０８、５１０、５１２、５１４、５１５、５１６、５１７、５１８、５１９）とに分けることができる。これらのフレームレール及び横方向構造要素は、集合的に記載されているが、多くの実施形態によれば、それらは、複数の相互接続された構造要素から形成され得、また多くの場合に形成されることが理解されるであろう。

様々な実施形態において、図５に示すように、フレームレール５０２は、車の前端部と後端部との間で長手方向に延びる複数の一体型又は別個の相互接続された構造部材に分割され得る。車両プラットフォームの前部５０４から始まり、左右の前部フレームレール５２２は、前部モータ支持クロスメンバ５１０の近傍から後方に延び得る。前部モータ支持クロスメンバ５１０の後方で、前部フレームレールは、外側に向かって傾斜し、前部トルクボックス５２３を通過して後方に延び、左右の中間ボディサイドレール５２４と交わる。中間ボディサイドレールの後方で、左右の後部フレームレール５２６（中間ボディサイドレールの延長線上にあるか又は中間ボディサイドレールと一緒に接合されている）が内側に向かって傾斜し、後部モータ支持クロスメンバ５１８の近傍まで延びる。追加の強度及び剛性のために、多数の横方向に配置されたクロスメンバ構造要素５１２、５１４、５１５、５１６及び５１７が中間ボディサイドレール及び前部／後部フレームレール（例えば、５２２、５２４、５２６）間で延び得る。図５では、特定の数の横方向クロスメンバ構造要素が中間ボディサイドレールにまたがって示されているが、実施形態は、車両プラットフォームフレームに十分な横方向の支持を提供するのに適した任意の数の部分において任意の数のそのようなクロスメンバ構造要素を組み込み得ることが理解されるであろう。さらに、横方向構造要素の多くは、衝突時に追加の衝撃支持を提供するために寸法的に調節又は調整することができる。さらに、正面又は背面衝撃の場合、中間ボディの内部空間が潰れないようにさらに強化するために、さらなる内側長手方向構造部材５２８を設けることができる。様々な実施形態において、レール及び構造部材は、様々な構造部材の製造に必要な工具を減らすことができるように共通の構造部材（例えば、要素５２４及び５３８）で形成することができる。

構造部材の特定の配置、材料及び製造方法が記載されている。しかし、複数の内部フレーム容積の創出をもたらす構造部材の多くの可能な配置を実施できることが理解されるであろう。具体的には、図５に示すように、左右の前部フレームレール要素５２２間に延びる横方向構造要素５０８～５１２は、車両プラットフォームの前車軸内及びその周囲に前部ボディ空間５３４を画定する。同様に、左右の後部フレームレール要素５２６間に延びる横方向構造要素５１７～５１９は、車両プラットフォームの後車軸内及びその周囲に後部ボディ空間５３６を画定する。前部ボディ空間と後部ボディ空間との間において、サイドレール５２２～５２６間に延びる横方向要素５１２～５１７が中間ボディ空間５３８を画定する。この中間ボディ空間５３８自体は、多くの実施形態において、内部の横方向及び長手方向の構造要素（図５に示される実施形態において要素５１４、５１５、５１６及び５２８によって示されるような）によって複数の別個の容量から形成され得る。様々な実施形態において、前部レール要素５２２及び後部レール要素５２６の一部並びにそれぞれの前部ボディ空間５３４及び後部ボディ空間５３６は、機能的なドライブトレイン構成要素を収容するとともに、衝撃吸収領域の最適な高さを設定するために、車両フレームの残りの部分に対して高くすることができる。また、フレームは、エネルギー変換システムを取り囲み、保護するための他の要素を含み得る。車両プラットフォームフレームの一部が互いに異なる高さに配置される場合、先に述べたように、水平プラットフォーム平面が起伏のある構造を取り得ることが理解されるであろう。

さらに、乗員の十分な安全性を提供するために、車両プラットフォームフレーム５００の実施形態は、様々な正面／背面及び側面衝撃クランプルゾーンを組み込み得る。例えば、前部５３２及び後部５３３のフレームレールは、前部５０８及び後部５１９のクロスメンバと連携して、車両の前部又は後部のいずれかに発生する衝撃を吸収又は方向転換するために衝撃吸収／偏向ゾーンとして協働し得る。衝撃吸収／偏向ゾーンは、エネルギー吸収材料で作られていること又は衝撃を受けたときに破砕若しくは変形するように別の方法で構成されていることを含むが、これらに限定されない、当技術分野で知られている様々な特徴部を組み込み得る。車両プラットフォームフレーム５００の製造には、例えば、鋼、アルミニウム、チタン、金属合金、複合材料、炭素繊維及びそれらの様々な組み合わせを含む様々な材料を使用することができる。いくつかの実施形態は、追加のエネルギー吸収ゾーンを提供するために、ハニカムパターン及び／又は構造を利用し得る。多くの実施形態は、様々な構成要素を接続するために、例えば溶接及び／又はボルト締めなどの様々な結合技術を利用し得る。さらに、いくつかの構成要素は、強度、機能及び／又は外観の点で所望の結果を満たすフレームワークの一部を製造するのに適した任意の方法で製造され得る。さらに、本明細書に記載される多くの実施形態は、安全特徴部の固有の数及び組み合わせだけでなく、異なる負荷を必要とし得る様々な異なる車両構成に対応するように適応又は調節され得ることを理解すべきである。

本明細書に記載される様々な実施形態は、本質的な快適性及び安全性の要件を維持しつつ、設計の柔軟性を劇的に向上させる車両プラットフォームを示す。実施形態は、様々な異なる安全特徴部を必要とし得る様々な動作環境に対する車両プラットフォームの適応性をさらに示す。本開示は、分かりやすくするために、いくつかの異なる機能及び安全要素を個別のセクションとして取り上げている。一方、実施形態による車両プラットフォームは、特定の車両設計で望まれるように、記載される機能及び安全要素のいずれかを組み合わせるか、含むか又は省略し得ることが理解されるであろう。

正面衝撃ゾーンを実装する実施形態
前部５０４及び後部５０６の空間を参照すると、多くの実施形態は、衝撃からのエネルギーを吸収するように設計された様々な安全特徴部及び／又は要素を組み込み得る。例えば、前部空間５０４は、車両衝撃時にそれぞれ異なる荷重を受ける上部荷重経路５４５及び下部荷重経路５５０を有し得る。本明細書に記載される荷重経路とは、衝撃事象時にエネルギーが向けられる経路を指す。車両は、あらゆる種類の衝撃にさらされる可能性があるため、異なる荷重経路が、衝撃のエネルギーを吸収又は偏向することに役立つよう、様々な方法で動作するように設計することができる。例えば、米国において、米国道路安全保険協会（ＩＩＨＳ）及び米国道路交通安全局（ＮＨＴＳＡ）は、車両の安全特徴を評価するために日常的に多くの車両衝撃試験を行っている。一般的には、車両の助手席側及び運転席側に対して０度の全正面衝撃試験及び部分的なオーバーラップ試験を行う。ＩＩＨＳでは、このような試験の中でもとりわけ乗員区画への侵入量を評価し、その侵入を防止することに役立ったか又は防止しなかった様々な構造要素を調べる。さらに、ＩＩＨＳは、同様の側面衝撃試験を実施し、同様の侵入の態様を調べる。他の国の規制当局は、その管轄区域で販売又は流通される車両に適用される同様の安全試験を実施している。

多くの正面衝撃試験は、車両の前部が高エネルギー吸収を経験できることを示している。したがって、多くの実施形態は、前部モータ区画の長さが短くなったとき、短い距離でより高いエネルギー吸収を必要とする可能性がある。したがって、多くの実施形態は、正面衝撃の早い段階で高エネルギー吸収を実行するために、上部レール要素５３２などの剛性バリアを実装し得る。しかしながら、衝撃事象中にエネルギー吸収が底をつくか又はピークに達したときに生じる積み重ねを荷重経路が経験することは、望ましくない。そのため、多くの実施形態は、衝撃事象の開始時に係合し、所望のポイントまで係合を維持して、そこから、後に衝撃方向から係合を解除できるように構成された追加の下部荷重経路構造要素５５５を利用し得る。この係合解除は、例えば、衝撃の偏向により、車両を衝撃の方向から取り除くことを支援し、車両を衝撃から逸らすことができる。

下部荷重経路要素５５５は、多くの実施形態によれば、従来の特徴部のものから非定型的に機能し得る。従来の特徴部は、フレームワークから離脱してフレームから切り離されることで偏向要素として機能するように設計される傾向がある。対照的に、多くの実施形態では、衝撃エネルギーを吸収し、衝撃エネルギーを偏向させながら、車両フレームワーク構造との接続を維持することができる下部荷重経路を利用し得る。この偏向構成要素は、完全な正面衝撃時に正面衝撃構成要素と連携して動作するとともに、オフセット又は部分的なオフセット衝撃時にも偏向することができる。

ここで、図６Ａ及び６Ｂを参照すると、下部荷重経路要素６００の実施形態が提示されている。多くの実施形態において、下部荷重経路要素６００は、固定長を有するフレーム６０２の一部に接続され、そこから取り外し可能であり得る。下部荷重経路要素は、異なる方法で衝撃からのエネルギーを吸収するように設計された複数の重要な要素を有し得る。例えば、下部荷重経路の前部は、衝撃時に潰れるように設計された下部荷重経路圧潰ゾーン要素６０４で構成され得る。圧潰ゾーン要素６０４は、従来のクランプルゾーンと同様の制御された変形を有し得る。しかし、圧潰は、所望の範囲又は距離にわたってのみ発生し得る。多くの実施形態によれば、所望の圧潰距離は、材料、全体的な形状及び設計などの様々な要素によって制御することができる。いくつかの実施形態は、圧潰制御要素６０６を利用し得る。圧潰制御要素６０６は、多くの実施形態によれば、衝撃力をいずれかの追加要素に伝達する前に、所望の圧潰ゾーン内に圧潰を維持するように設計される。これは、典型的なクランプルゾーンで多くの場合に発生し得る望ましくない積み重ねを防止することに役立ち得る。いくつかの実施形態によれば、圧潰制御要素６０６は、所望のレベルの積み重ねを達成するために、寸法及び／又は材料において調節又は調整することができる。下部荷重経路圧潰ゾーン６０４が所望の圧潰距離に達すると、次に、曲げ要素６０８が、衝撃の方向から車両を移動又は調整することを促進し得る方向に下部荷重経路要素６００を曲げるように設計することができる。さらに、このような要素は、フレーム構造６０２への衝撃を低減又は排除することに役立ち、それにより安全性を高めることができる。前述したように、下部荷重経路要素は、フレームワークから取り外し可能である。要素のそのような適応性及びモジュール性は、車両のメンテナンスだけでなく、異なる車両ボディ設計を含む様々な観点から評価することができる。

多くの実施形態によれば、圧潰ゾーン６０４及び制御要素６０６の長さは、車両が想定し得るトップハット構成の数に応じて変化し得る力の変化を考慮するように調整又は調節され得る。図６Ｂは、衝撃を受けた後の下部荷重経路要素６００を示す。圧潰ゾーン６０４が圧縮され、曲げ要素６０８は、車両の損傷を最小限にするように変形していることが分かる。これは、正面衝撃要素の重要な部分となり得る。したがって、正面衝撃要素の多くの実施形態は、発生する衝撃の量を低減し、乗員区画に影響を与える衝撃のリスクを低減するために、下部経路衝撃要素の異なる構成を組み込み得る。

図６Ｃ～図６Ｆは、車両衝突中に発生し得る衝撃エネルギー吸収のシーケンスの説明図を提供する。例えば、図６Ｃは、衝撃エネルギーが導入される前の下部荷重経路６００と、衝撃エネルギーの方向を示す矢印６１０とを示す。図６Ｄは、圧潰ゾーン６０４で発生し得る初期の潰れと、エネルギーが曲げ要素６０８に伝達される前に制御要素６０６が、発生し得る潰れの量をどのように制限できるかとを示す。図６Ｅは、衝撃エネルギーがフレーム構造６０２の部分に悪影響を与えないように、所望の範囲で曲げが発生することを可能にする曲げ要素６０８をさらに示す。フレームの損傷は、車両の機能性に永続的な影響を与える可能性がある。そのため、これは、あらゆる車両の機能において重要であり得る。さらに、フレームへの衝撃の影響を低減することにより、圧潰ゾーン、制御要素及び曲げ要素を使用することは、乗員区画への影響を低減することに役立ち得る。最後に、図６Ｆは、衝撃エネルギー６１０を吸収した後の下部荷重経路の最終状態の一実施形態を示す。多数の実施形態は、フレーム及び乗員区画を保護することに役立つように、下部荷重経路に沿って衝撃制御機能を組み込み得ることを理解することができる。

図６Ａ～図６Ｆに示されているような下部荷重経路要素は、本明細書に例示されている多くの実施形態に記載されているように、電気自動車及び／又は電気自動車プラットフォームに見られる多くの事項を活用することに役立ち得る。例えば、いくつかの実施形態に示されているように、上部ボディをプラットフォームの両端近くまで拡張して、乗員区画内の空間の容積を増加させることができる。このような拡張は、本明細書に記載される様々な実施形態のモジュール性によって支援することができる。さらに、多くの実施形態において、下部荷重経路要素は、短いモータ区画からの短い距離で乗員区画への侵入を防止することに役立ち得る。これにより、車両の全体的な設置面積を小さくしつつ、その設置面積内の利用可能な空間を活用し、プラットフォームのためのボディの設計能力を劇的に向上させることができる。

ここで、図６Ｇを参照すると、圧潰制御要素６０６の実施形態を下部荷重経路内に見ることができる。上述したように、圧潰制御要素６０６は、衝撃時に車両フレームの部分が最終的に見ることになる圧縮の量を減らすことを促進するように、下部荷重経路６００内に位置決めすることができる。多くの実施形態では、制御要素６０６は、圧潰ゾーン６０４と曲げ要素との間の界面に配置される。理解できるように、いくつかの実施形態は、圧潰ゾーン６０４又は曲げ要素のいずれかの部分が他方と協働的に係合するように重なり合う界面を組み込み得る。多くの実施形態において、制御要素６０６は、その係合セクション内に配置され得る。

さらに、前述のように、圧潰制御要素６０６の長さ及び／又はサイズは、様々な異なる車両構成を考慮するように調整可能であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、圧潰制御要素は、上部６１２及び下部６１４の構成要素から構成され得る。上部６１２及び下部６１４の構成要素のそれぞれは、多くの実施形態に従い、軽量化及び強度の向上を可能にする様々な設計を有するように構成することができる。さらに、多くの実施形態は、圧潰制御要素６０６が圧潰ゾーン部分６０４を下側荷重経路に沿って車両フレームの部分に固定することを促進し得るように、圧潰制御要素を貫通する１つ又は複数の取り付け穴６１６を組み込み得る。いくつかの実施形態では、圧潰制御要素６０６は、ブッシュ若しくはボルト又は圧潰ゾーンの所望の動作に十分な任意の数の固定要素で固定することができる。取り付け方法及び／又は取り付け穴の位置は、圧潰制御要素６０６の構成及び下部荷重経路の全体的な所望の耐衝撃性に応じて変化し得ることを理解することができる。様々な実施形態は、金属、プラスチック及び／又は複合材など、任意の数の材料及び／又は材料の組み合わせを下部荷重経路構造の様々な要素に使用し得ることを理解することができる。

図５を参照し直すと、フレームの前部ゾーン５０４の多くの実施形態は、先に記載したように、様々な衝突特徴又は衝撃保護特徴を有し得る。例えば、上部荷重経路５４５は、上部前部フレームレール５３２などの様々な構造要素内に構築されたクランプルゾーン又は圧潰構成要素を有し得る。このような要素は、正面衝撃に不可欠であり得、複数の圧潰要素を有することは、正面衝撃からのエネルギーを迅速に吸収することに役立ち得る。しかしながら、前述したように、一部の衝撃は、車両の前面に対してオフセットして発生することがある。そのため、ＩＩＨＳは、乗員区画への衝撃を評価するためにオフセット衝突試験を実施している。したがって、多くの実施形態は、偏向要素（５６０及び５６５）を上部及び下部荷重経路構成要素に組み込み得る。多くの実施形態によれば、偏向要素は、荷重経路に沿って衝撃の一部を吸収するが、その後、衝撃の主な方向から車両をそらすように主に作用することができる。浅いオフセットの剛性バリアとの相互作用を制限し、車両をバリアから可能な限り迅速に離脱させることがより好ましい。したがって、多くの実施形態は、偏向システムを実装し得る。

ここで、図７を参照すると、電気自動車プラットフォームのフレームワークの前部の実施形態を見ることができる。図７は、上部及び下部荷重経路の偏向要素７０２の実施形態の近接図を示す。上部偏向要素７０２は、多くの実施形態において、上部衝撃ビーム７０４に取り付けられ、上部衝撃ビーム７０４から外側に又は車両の中心線から離れる方に延び得る。多くの実施形態において、上部衝撃ビーム７０４は、溶接、ボルト又は他の適切なコネクタなどの何らかのタイプの留めるための機構により、車両フレームワーク７０５の一部に接続され得る。多くの実施形態は、設計の改良されたモジュール性を可能にし、さらに、損傷した場合又は新しい車両設計が望まれる場合、上部衝撃ビームを除去又は交換できるようにするために、取り外し可能な留め具方法を使用し得ることを理解することができる。さらに、上部衝撃ビーム７０４は、いくつかの異なる衝撃荷重を受けるように構成され得、様々な実施形態によれば、一定の距離を圧潰又は破砕して、車両フレームワーク７０５への衝撃を最小化するように設計され得る。したがって、図６Ａ～６Ｇに示された下部荷重経路要素と同様に、上部荷重経路の実施形態は、フレームワーク７０５と上部衝撃ビーム７０４との間の界面に据え付けられた上部圧潰制御要素を組み込み得る。様々な実施形態は、金属、プラスチック及び／又は複合材など、任意の数の材料及び／又は材料の組み合わせを上部荷重経路構造の様々な要素に使用し得ることを理解することができる。

多くの実施形態において、上部偏向要素７０２は、車両のボディに一致するように輪郭を形成することができる。図７に示すように、多くの実施形態は、上部偏向要素７０２の外側部分と上部衝撃ビーム７０４との間に空間７０６を維持し得る。いくつかの実施形態では、この空間７０６は、スペーサ要素７０８によって低減され得る。多くの実施形態におけるスペーサ要素７０８は、上部偏向要素７０２に形成又は取り付けられ得る剛性要素であり得る。スペーサ７０８は、例として三角形の形状などの様々な所望の形状を取り得る。スペーサの目的は、オフセット衝突による衝撃エネルギーが、スペーサが上部衝撃ビームに影響を与える地点まで、上部偏向要素に曲げモーメントを与えることを可能にすることである。スペーサ７０８と上部衝撃ビーム７０４との間で一部の衝撃エネルギーを吸収した後、全体的な衝撃からのエネルギーを方向転換して、剛性バリアなどの衝撃源から車両をそらすか、又は遠ざけるように作用することができる。

いくつかの実施形態における上部偏向要素７０２は、下部偏向要素７１０と連携して作用するように設計することができる。多くの実施形態における下部偏向要素７１０は、下部荷重経路衝撃ビーム７１２に取り付けられた剛性要素であり得る。多くの実施形態において、下部偏向要素７１０は、下部荷重経路衝撃ビーム７１２の前部と係合する成形前の部分７１４を有し得、前部クロスビーム７１６と接続することができ、車両の前部から離れる角度で後方及び外側に延び得る。いくつかの実施形態では、下部偏向要素７１０は、接続ブラケット７１８を介して下部荷重経路衝撃ビーム７１２に取り付けることができる。上部及び下部偏向要素７０２及び７１０の両方は、必要に応じて取り外され得ることを理解することができる。さらに、いくつかの実施形態では、下部偏向要素は、上部偏向要素７０２の形状と一致し得る様々な異なる形状を有し得る。下部偏向要素の多くの実施形態は、オフセット衝撃からのエネルギーを方向転換して、車両を衝撃源から可能な限り迅速に遠ざけるように設計することができる。多くの実施形態では、下部偏向要素の角度は、曲げられた上部偏向要素の角度と平行であり得る。換言すれば、上部偏向要素７０２が、スペーサ７０８が上部衝撃ビームに影響を与える地点まで変形された又は曲げられたとき、残りの衝撃力の矛先は、下部偏向要素７１０及び下部衝撃ビームに向けることができる。代わりに、下部偏向要素７１０が最初に係合すると、上部偏向要素７０２は、接触に連動して曲がるように構成することができる。下部偏向要素との係合が完了に近づくと、上部偏向要素スペーサ７０８がボディ要素に接触し、車両の偏向を継続し得る。上部及び下部偏向要素の角度をペアにすることは、下部及び上部偏向要素間の２つの別々の、しかし連続した押し付け間で車両を衝撃源からスムーズに迅速に遠ざけることに役立ち得る。これは、最終的に乗員区画への侵入の可能性を低減することに役立ち得る。偏向要素の特定の実施形態が示されているが、使用する上部ボディ構成要素の数に応じて、確認できる衝撃荷重の数に対応するように偏向要素を調整できることを理解するべきである。さらに、多くの実施形態によれば、スペーサ７０８及び他の偏向要素などの衝撃構成要素は、金属、複合材、炭素繊維等を含む様々な材料から製造することができる。さらに、多くの実施形態において、フレームワークの他の部分と同様の材料で製造された要素を有し得る。電気自動車プラットフォームの多くの実施形態は、前部衝撃ゾーンに関連して記載された１つ又は複数の衝撃特徴を組み込み得ることを理解すべきである。様々な実施形態は、金属、プラスチック及び／又は複合材など、任意の数の材料及び／又は材料の組み合わせを上部及び下部偏向要素の様々な要素に使用し得ることを理解することができる。

図５を参照し直すと、いくつかの実施形態は、後部及び／又は前部フレームレール（それぞれ５２２及び５２６）に組み込むことができる追加の衝突又は衝撃保護要素を組み込むこともできる。例えば、ここで、図８Ａ及び図８Ｂを参照すると、移行レール８００の断面図が提示されている。移行レール８００は、車両フレームワークの前部／後部と中央セクションとの間の移行部分として機能し得る。車両フレームワーク構造の多数の実施形態において、移行レール８００は、様々な方法で衝撃エネルギーを吸収するように構成することができる。例えば、図８Ａに示されるようないくつかの実施形態は、上部レール部分８１２と中間ボディレール部分８１４との間の移行点８１０の近くに、レール要素の中央に配置される多数の隔壁要素（８０２、８０４、８０６及び８０８）を含み得る。移行要素は、衝撃エネルギーが隔壁要素に伝達されることを可能にするために、ある程度の最小限の圧縮を可能にするための予め定義された応力低減器であり得る。隔壁要素（８０２、８０４、８０６及び８０８）は、移行領域に配置された隔壁のそれぞれの間に空間８１６が存在するように配置され得る。隔壁は、多くの実施形態によれば、衝撃による曲がり又は破砕を低減する停止機構として機能することができる。例えば、正面衝撃により、レールの長さに沿って曲がり又は破砕が発生し得る。隔壁は、多くの実施形態において、衝撃時、前部及び後部の隔壁が、隔壁間の空間８１６を満たすことによって接触又は接続するように設計できるように、レールに強度及び剛性を加えることができる。これは、衝撃の影響を停止又は軽減することに役立ち得る。基本的に、隔壁は、乗員区画への侵入を制御し、低減することに役立ち得る。前後の隔壁要素間の特定の間隔が示されている。しかし、様々な衝撃荷重に対応するために様々な方法で間隔を調整できることを認識すべきである。したがって、車両のボディの変化に応じて空間も調整することができる。

図８Ａに示されるように、隔壁は、複数の構成要素から構成することができる。前部隔壁は、２つの部品（８０２、８０４）を有し得る。これらの部品は、一方が他方に協働して係合するように設計されている。しかし、衝撃時、前部の２つの隔壁要素（８０２、８０４）は、ほとんど接触しないか又は全く接触しない可能性がある。他の実施形態では、２つの隔壁構成要素は、衝撃前及び衝撃中に互いに接触した状態を維持するような方法で接合され得る。いくつかの実施形態では、２つの前部隔壁構成要素は、２つの構成要素間の様々な相互接続点に重なるように設計された１つ又は複数のフランジ（８１８、８２０）を有し得る。例えば、一方又は両方は、隔壁要素とレールとの間の接続点を形成し得るような、レールの一部と重なるフランジ部分を有し得る。このような取り付けフランジは、前部及び後部の隔壁要素の両方に存在し得る。前後の隔壁要素の特定の設計を示しているが、隔壁の設計、重なり、レイアウト、接続及び／又は使用される材料は、安全要件に応じて変化し得ることを理解すべきである。さらに、多くの実施形態は、任意の数の衝撃荷重を考慮するように隔壁要素の構成、サイズ、形状及び／又は位置を調整し得ることが理解され得る。他の正面衝撃要素と同様に、レール内に隔壁要素を使用することは、所望の安全要件を維持しつつ、乗員区画内の空間を最大限に利用することを含む電気自動車の多くの特性を活用することに役立ち得る。

他の実施形態は、レール内に追加又は修正された隔壁要素を実装し得る。例えば、図８Ｂは、修正された隔壁構成要素８２２を有するレール要素の断面図を示す。いくつかの実施形態は、修正された隔壁内に移行点８１０又は曲げ点を組み込み得る。曲げ点８１０は、レール及び／若しくは隔壁８２２内のくぼみ又は衝撃荷重を主構造から遠ざけるように曲がることを可能にすることを意図したいくつかの他の特徴部であり得る。様々な実施形態において、修正された隔壁は、上部及び中間ボディレール（８１２及び８１４）間に延びることができ、それにより、レール内の衝撃吸収装置だけでなく、強化構成要素としても機能できる接続要素として作用する。いくつかの実施形態は、レールの長手方向軸に沿って延在する長手方向の隔壁８２４も使用し得る。他の実施形態では、長手方向の隔壁８２４は、潜在的な衝撃が発生する可能性があるレールのいずれか１つに配置することができる。さらに、多くの実施形態では、本出願に記載されているような車両プラットフォームに含まれるか又は省略され得る車両衝撃特徴が示されているが、このような特徴の様々な組み合わせが様々な車両設計に使用され得ることが理解されるであろう。このように、多くの実施形態は、車両の衝撃の全体的な影響を軽減するために、様々な異なる隔壁要素及び隔壁構成を利用し得ることを理解することができる。様々な実施形態は、金属、プラスチック及び／又は複合材など、任意の数の材料及び／又は材料の組み合わせを隔壁支持構造の様々な要素に使用し得ることを理解することができる。

上の考察は、多様な車両設計における適用に適した正面衝撃ゾーンの実施形態の特徴部を強調することに焦点を当ててきた。以下のセクションでは、所望の機能及び安全性能を達成するために個別に及び組み合わせて実装することができる、後部及び側面衝撃安全構成要素の特定の構成の実施形態に焦点を当てる。

後部衝撃ゾーンを実装する実施形態
車両プラットフォームの全体的なフレームに関連して図５を参照し直すと、多くの実施形態は、後部衝撃からのエネルギーを吸収及び／又は偏向するように設計された後部圧潰レール５３３及び左右の後部フレームレール５２６を有する。後部衝撃は、移動若しくは停止している間に接近してくる車若しくは他の移動体又は静止体への後方移動など、様々な事象から生じる可能性がある。そのため、乗員区画を後方からの侵入から守ることは、前方からの侵入と同様に重要であり得る。これは、乗員スペースを最大化する車両プラットフォームの多くの実施形態に関連して特に当てはまる。前述したように、スペースの最大化は、適切な安全特徴を設計する際に独特な課題をもたらす短い前部及び後部ドライブトレイン区画を作り出す。前方及び後方部分５０４、５０６は、いくつかの実施形態では、安全性の向上を提供するために強化され得るが、車両動作の効率に劇的な影響を与える可能性のある追加の重量を伴わない。

ここで、図９Ａ及び図９Ｂを参照すると、後部フレームレールの一実施形態がいくつかの断面図で示されている。いくつかの実施形態では、車両全体の機能的構成要素に必要な強度を維持しながら、車両プラットフォームの全体的な重量を低減することが望ましい場合がある。いくつかの実施形態は、後部フレームレール９００の内側部分の長さに沿って複数の補強隔壁９０２を組み込み得る。実施形態による補強隔壁９０２は、２つの異なるシナリオでフレームレール９００を強化し、剛性を高めることに役立ち得る。まず、車両の後部付近に位置決めされ得る隔壁９０２は、後部サスペンションシステムを支持するために、レール９００に追加の剛性及び強度を提供するように位置決めされ得る。さらに、最後部の隔壁は、後部衝撃からの衝撃エネルギーを吸収することに役立つ剛性材料を追加することができる。同様に、後部フレームレール９００の長さに沿って前方に延在する他の隔壁９０３を、後部フレームレール９００に強度及び剛性を追加するために様々な間隔で位置決めすることができる。多くの実施形態による追加の隔壁は、後部レールに追加の強度及び剛性を追加して、後部衝撃時にレールの長さに沿った曲がり及び圧縮を最小限に抑えることができる。補強隔壁９０２／９０３は、レール９００の中心線に沿って位置決めされ得、外壁と内壁との間に挟まれ得ることが図９Ａ及び図９Ｂから理解され得る。隔壁の特定の配置が図示されているが、後部フレームレール９００内の隔壁の任意の構成は、車両の重量を劇的に増加させることなく、レールを強化し、剛性を高めるために使用され得ることを理解することができる。多くの実施形態において、隔壁は、打抜き、モールディング、鋳造及び／又は冷間及び熱間の両方の成形を含む様々な方法によって製造することができる。同様に、隔壁は、金属、炭素繊維、複合材等を含む様々な材料から作ることができる。さらに、多くの実施形態は、レール内の隔壁要素の様々な組み合わせを利用し得る。例えば、いくつかの隔壁を最後部に集中させることができる一方、他の実施形態は、レールの起伏又は中央部分をより重視し得る。これにより、幅広い衝撃シナリオを考慮することができ、また幅広い車両構成を実現することができる。

衝撃エネルギーは、衝撃時、様々な方法において且つ様々な構成要素を介して吸収することができる。したがって、全体を通して強調されているように、乗員区画の保護は、車両の安全特徴における重要な要素である。図９Ａ及び図９Ｂに図示されており、後部フレームレールは、レール９００の長さに沿ってオフセットされた起伏９０４を有する。これは、図５に示すように、車両の前部の実施形態にも当てはまることができる。様々な実施形態による起伏９０４は、追加の機能的要素を支持するために車両プラットフォームに十分なスペースを提供しながら、乗員区画内のスペースを拡大することに役立ち得る。しかしながら、起伏９０４は、フレームレール９００の長さに沿って応力点を作る可能性があり、追加の剛性を必要とする場合がある。従来の車両は、レールに厚みを加えることがある。しかし、プラットフォームの多くの実施形態は、重なる補強パッチ９０６を組み込み得る。補強パッチ９０６は、後部衝撃時にレール９００の補強材として機能することができる。いくつかの実施形態では、１つ又は複数の補強パッチを使用して、起伏又はオフセットの全体的な強度を向上させることができる。補強パッチ９０６は、任意の数の構成を有し得ることをさらに理解することができる。例えば、いくつかの実施形態は、１つ又は複数の細長いパッチを有し得る。さらに、様々な実施形態は、背面衝撃ゾーンのエネルギー吸収能力を調整するために補強パッチ９０６の１つ又はすべての長さを変化させ得る。

追加された剛性は、多くの実施形態において、後部ドライブトレイン及び他の機能的構成要素が上に曲がって乗員区画に入ることを防止することに役立ち得る。同様に、そのようなパッチは、後部衝突時にレールによって見られる座屈を低減することに役立ち得る。多くの実施形態による補強パッチの有効性を図１０で示すことができる。示されるように、後部衝突をシミュレートした後のフレームの起伏には、小さい座屈領域又は最小の座屈が示されている。このような座屈の減少は、乗員区画への損傷の防止に関して非常に望ましいものである。多くの実施形態は、衝撃エネルギーの吸収を改善し、それにより乗員区画への衝撃の影響を低減するように機能する。これは、乗員にとってより安全な車両を保証することに役立つ。さらに、多くの実施形態は、車両の後部のための車両衝撃特徴を示すが、それは、特定の車両設計で必要とされるように、そのような特徴の様々な組み合わせを含めるか又は省略できることが理解されるであろう。

バッテリ区画の衝撃保護の実施形態
車両の前部及び後部に衝撃制御特徴部を実装することに加えて、車両の側面衝撃の可能性を考慮することは、さらに高い重要性を持ち得る。上述したように、車両プラットフォームの多くの実施形態では、バッテリ区画又はエネルギー貯蔵区画は、内部空間に配置され得、側面衝撃から脆弱になる可能性がある。ここで、図１１～１６を参照すると、車両プラットフォームのバッテリ区画の保護のために構成された要素及び構成要素が提示されている。図１１は、フレームワークの内部空間１１０４に配置されたエネルギー貯蔵システム１１０２を備えた電気自動車プラットフォームフレーム１１００を示す。車両の中間点及び車両の最下点にあるこのような配置は、いくつかの理由で有利である。ほとんどの代替燃料車（純粋な電気式又は燃料電池）のエネルギー貯蔵システムは、通常、車両の重量の大きい割合を占める。この重い構成要素を車両の中間部及びできるだけ地面に近いところに配置することで、車両の重心は、道路のより近くにシフトされる。この低い重心は、車両の操縦性及び耐横転性を向上させる傾向がある。しかしながら、このようにエネルギー貯蔵システムを地面近くに配置すると、潜在的な危険性も生じる。燃料電池及びバッテリの両方で、電気自動車、エネルギー貯蔵構成要素は、衝突時又は格納容器への物体の侵入など、道路障害物に起因する衝撃で損傷すると、燃焼する可能性がある。

この問題に対処するために、多くの電気自動車製造業者は、エネルギー貯蔵システムを一体型のシール前ユニットとして設計する。このユニットは、フレームの中間ボディ内部空間に挿入され、個別にシールされる。この二重外殻構造は、バッテリ区画に貫入するために必要な力を増加させ、エネルギー貯蔵システム容器のフレームは、広いオープンフレーム内で剛性の横方向の安定化要素として機能し得る一方、その欠点は、このような容器を車両に含めると、エネルギー貯蔵システムの重量が大幅に増加し、最終的に車両の安全性の改善を最小限に抑えながら、車両の航続距離に悪影響を及ぼす可能性があることである。同様に、従来の電気自動車は、プレシールされたバッテリ構成要素内中及びその周囲に従来の衝撃吸収材を実装している場合がある。さらに、一部の製造業者は、バッテリ構成要素の近く又は周囲に追加の強化材料を追加する場合がある。例えば、図１２は、追加の衝撃ビーム１２００をロッカーに追加したバッテリ区画の図を示す。これらの追加要素は、側面衝撃エネルギーの吸収を促進し得るが、車両にかなりの重量を追加し、その効率を低下させることもある。

図１１を参照し直すと、図５と同様の車両プラットフォームフレームの一実施形態が示されている。具体的には、図１１は、車両プラットフォーム１１００の中間ボディ空間１１０４の内部空間内に配置されたエネルギー貯蔵システム１１０２（例えば、区画化されたバッテリパック）を有する車両プラットフォームフレームを示す。図５に関連して前述したように、車両プラットフォームの内部空間は、任意の数の構成を取ることができる。同様に、エネルギー貯蔵システムの配置は、多数の実施形態に応じて任意の数の構成を有することができる。多数の実施形態では、プレシールされたバッテリユニットを組み込むのではなく、任意の数の車両構成を実現できるように、車両プラットフォームのフレームワーク内に配置されたモジュールユニットを組み込むことができる。したがって、衝撃時にバッテリ区画をシールして保護した状態に維持するために、安全対策の多くの異なる実施形態を講じることができる。

多数の実施形態によれば、バッテリ区画は、図１３のプラットフォームフレームの断面図に示されているように、上部プレート１３０２及び下部プレート１３０４を使用してシールされ得る。図１３で理解できるように、上部プレート１３０２は、前部レール１３２０と後部レール１３２５との間に配置され、車両プラットフォームにわたって横方向に延び得る。本明細書では十分に考察されていないが、上部プレート１３０２は、ボディ又は他の上部構成要素を車両プラットフォームに取り付けることができる多数の取り付け点１３０６を有して構成され得る。

多くの実施形態は、様々な理由からバッテリ区画を車両の低い方に配置し得る。そのため、車両の足回りからのバッテリ区画の保護を確保することが必要になることがある。例えば、図１４は、フレームワーク１４００の少なくとも一部に底部カバープレート１４０２が接続された車両プラットフォームフレームワーク１４００の図を示す。さらに、底部カバープレート１４０２は、エネルギー貯蔵システム空間への物体の侵入からの唯一の保護として機能するために追加の安全特徴部を組み込み得る。従来のアプローチは、衝撃のエネルギーを完全に吸収するために十分な厚さの底部カバープレートを設置することである。しかし、この解決策は、高い質量ペナルティをもたらす。したがって、様々な実施形態は、図１４に示されるように、底部カバープレート１４０２が衝撃を受けたときにせん断されるように構成された、エネルギー貯蔵システム区画の下に取り付けられた犠牲的なせん断パネル／層を採用し得る。多くのそのような実施形態では、底部カバープレート１４０２は、一緒に接着された材料の２つ以上のプライで形成され得る。そのような実施形態では、底部層は、衝撃を受けると底部カバープレートからせん断され、底部カバープレートへの最小限の損傷をもたらす犠牲層であるように構成される。

車両の側面衝撃は、あらゆる車両設計において重要な安全上の懸念事項である。しかしながら、電気自動車では、前述の様々な理由により、大部分のそのような車両が車両の底部近くにバッテリ区画を収容している。そのため、このような衝撃は、独特な設計上の課題を呈し得る。したがって、側面衝撃は、乗員区画への侵入を考慮する上で非常に重要であるだけでなく、バッテリ要素が損傷すると爆発又は発火する可能性があるため、バッテリ区画への侵入を防ぐ上でも問題を呈する。前述したように、多くの電気自動車製造業者は、プレシールされたバッテリ構成要素を使用し、その後、フレームの側面にかさばる重い追加材料を追加する。図１２を参照し直すと、従来技術は、ロッカー又はフレームの側面における、バッテリ区画を保護する追加の材料の厚さを示す。このような保護は、従来、鋼製であるロッカー部分にさらなる隔壁支持を追加するのみのものであり、それにより重量が増加し、車両の効率が低下する。したがって、車両の効率を向上させ、安全性を維持するために、軽量な解決策が必要となるであろう。

例えば、図１５Ａは、車両プラットフォームの全体的な設計における不必要なバルク及び重量の削減に役立ち得る側面衝撃エネルギー吸収ユニットの一実施形態を示す。多くの実施形態によれば、車両は、図１５Ａに示されるように、１つ又は複数のモジュール式エネルギー吸収モジュール１５００で構成され得る。多くの実施形態によれば、エネルギー吸収モジュール１５００は、取り付けの容易さ、モジュール性及び耐側面衝撃性の向上を可能にする様々な構成要素で構成することができる。例えば、モジュール１５００の多数の実施形態では、主構成要素は、前部バッキングプレート１５０４と後部バッキングプレート１５０６との間に収容される１つ又は複数の事前設計されたクラッシュカン１５０２を有し得る。さらに、モジュールは、追加の耐衝撃性を追加することができる１つ又は複数の隔壁要素１５０８間に配置され得る。

理解できるように、エネルギー吸収モジュールは、車両の全体的な設計に基づいて複数のクラッシュカンで構成することができる。例えば、図１５Ａに示すモジュール１５００は、ユニット内に水平方向に表示された４つのクラッシュカン１５０２を有するが、水平方向だけでなく、垂直方向にもカンの数を調整して、異なるレベルのエネルギー吸収に対応することができる。したがって、前部クラッシュカンバッキングプレート１５０４及び後部クラッシュカンバッキングプレート１５０６は、それらの間に配置されるクラッシュカン１５０２の数と協調するように修正することができる。さらに、選択されたボディの設計に基づいていくつかの制限が適用され得る。しかし、クラッシュカンの長さは、エネルギー吸収の所望のレベルに調節され得る。同様に、クラッシュカン１５０２の厚さは、所望の耐衝撃性又は圧縮性のレベルに応じてより薄く又はより厚くなるように調整することができる。さらに、図１５Ａ～１５Ｃに示されるように、いくつかの実施形態は、エネルギー吸収ユニットの端部を１つ又は複数の隔壁要素１５０８で密閉し得る。多くの実施形態によるクラッシュカン要素の調節可能性により、必要なレベルの安全性とバッテリ区画の保護を維持しつつ、様々な車両構成を組み込むことができる。

理解できるように、クラッシュカン１５０２は、様々な安全レベル又は衝撃吸収レベルに対応するために、断面アスペクト比（長さ、幅、高さ及び断面形状）、厚さ及びサイズの点で調節することができる。クラッシュカン１５０２の実施形態の最終的な目的は、車両の重量を軽減しつつ、バッテリ区画への侵入を防止することである。したがって、クラッシュカン１５０２の多くの実施形態は、バッテリ区画を侵入から保護するために必要な一定の力に耐えるように設計され得る。そのような実施形態は、広範な衝撃力に耐えるように構成され得る。いくつかの実施形態は、そのようなレベルに構成され得るが、クラッシュカン１５０２は、力の適合性の任意の所望のレベルに応じて調節できることを理解すべきである。

ここで、図１５Ｂに示されているのは、一般化されたケーシング１５１０内に配置された複数のエネルギー吸収モジュール１５００を有する、事前にパッケージ化されたエネルギー吸収ユニットの実施形態である。前述したように、エネルギー吸収モジュール１５００のそれぞれは、複数のクラッシュカン１５０２と、クラッシュカンを取り囲む後続の要素（１５０４、１５０６及び１５０８）とを含むことができる。多くの実施形態では、ケーシング１５１０は、エネルギー吸収モジュール１５００及び隔壁１５０８のような追加の支持構造体を取り囲むか又は部分的に取り囲むハウジングとして機能することができる。追加の隔壁１５０８は、ケーシング１５１０の長さに沿って配置されて、追加の強度を提供することができ、また車両内の騒音及び振動を低減する役割を果たすことができる。特定の構成が示されているが、クラッシュカン１５０２のモジュール性により、所望のレベルの衝撃エネルギー吸収のためにクラッシュカン１５０２及び隔壁１５０８の任意の変形形態又は構成が使用され得ることが理解されるべきである。図１５Ｃは、隔壁１５０８及びクラッシュカン（図示せず）の周りの完全なケーシング要素１５１０を示す実施形態によるエネルギー吸収ユニットを示す。また、ケーシング１５１０の多くの実施形態は、取り付けの容易さを可能にする多数の取り付け穴１５１２を備え得ることを理解すべきである。これは、エネルギー吸収ユニットの設置中に有益であり得る。さらに、取り付け穴１５１２は、改善されたメンテナンスプロセスを提供し得ることを理解することができる。側面衝撃特徴部のモジュール性を考慮すると、エネルギー吸収ユニットが損傷したとき、新しいモジュール式ユニットと容易に交換できることが理解できる。さらに、構成要素のモジュール性は、すべてのユニットを交換するのではなく、損傷したユニットのみを交換し得ることを意味する。

ユニットのモジュール性は、車両の実施形態が車両プラットフォームのために異なるボディを組み込む場合の柔軟性を高める。例えば、車両は、ロッカーの長さに沿った又はロッカー内で垂直に積み重ねられた（図示せず）、複数のエネルギー吸収ユニットで構成することができる。これにより、多くの実施形態に従い、車両の所望のボディに基づいて任意の数の車両構成を得ることができる。さらに、エネルギー吸収ユニットの実施形態は、アルミニウム又は鋼などの金属、複合材、炭素繊維等を含む任意の数の材料から製造される可能性があることを理解すべきである。使用される可能性のある様々な車両ボディに対応するために、任意のそのような構成が使用される可能性があることを広く理解することができる。

ここで、図１６を参照すると、車両の床だけでなく、基礎となるフレームを見ることができる、車両ボディプラットフォーム１６００の一実施形態の断面が図示されている。バッテリ区画１６０２の両側に沿って側面衝撃エネルギー吸収ユニット１６０４の実施形態が設けられている。エネルギー吸収ユニット１６０４は、車両のボディ１６０６と車両プラットフォームのフレーム１６０８との間に配置できることが分かる。一般に、車両のボディ１６０６は、強化されたＡ、Ｂ及びＣピラー（１６１０、１６１２、１６１４）などの他の側面衝撃特徴部も組み込み得る。したがって、そのような多くの実施形態は、エネルギー吸収ユニット１６０４をそれらの各位置で強化するように構成して、バッテリ区画だけでなく、乗員区画を保護するための何らかの追加の構造的サポートを提供し得る。この点をさらに示すために、いくつかの隔壁要素１６１６が側面エネルギー吸収ユニット１６０４の１つに表されている。前述したように、側面エネルギー吸収ユニット１６０４は、複数の隔壁１６１６で構成することができる。本明細書で考察するように、隔壁１６１６は、追加の耐衝撃性のために、車両ボディの様々な他のセクションと整列させることができる。さらに、クラッシュカンモジュール（図示せず）は、任意の数の隔壁１６１６の位置間に収まるように、任意の数の方法で構成することができる。モジュール式のクラッシュカン及び隔壁の無限の配置を使用することで、バッテリ区画の外縁に沿った重い材料の量を減らすことができる。その結果、車両の全体的な重量を減らすことができる。このような要素は、部品の総数を増加させる可能性がある。それにもかかわらず、軽量化及び車両効率におけるコスト削減は、生産のための部品の数を増やすことによって生じる複雑さを上回り得る。

多くの実施形態は、車両プラットフォームの実施形態内にエネルギー貯蔵システム及び関連する安全構成要素及び構造を示している。しかし、このようなシステム並びにそれらの構造的及び機能的構成要素の様々な組み合わせは、車両プラットフォーム及び関連する衝撃安全特徴部の多くの実施形態に含まれる任意の数の設計に含まれるか又は省略され得ることが理解されるであろう。

要約及び均等物の教義
上記の考察から推測できるように、上述の概念は、本発明の実施形態に従い、様々な配置で実施することができる。具体的には、実施形態による電気自動車は、車両の下部構造（例えば、車両プラットフォーム又はスケートボード）を車両ボディ（例えば、乗員キャビン）から分離して、モジュール式の車両プラットフォームを作り出すという考えに基づいている。車両ボディのモジュール性は、乗員と車両の機能的要素の安全性を維持するための複雑さを増す。したがって、多くの実施形態は、乗員と車両構成要素との両方の安全性の全体的な所望のレベルを維持するために、プラットフォーム及びボディと同様に、多くの構成においてモジュール化可能及び適応可能であり得る多くの異なる安全特徴部を組み込んでいる。

したがって、本発明を特定の具体的な態様で記載してきたが、多くの追加の修正形態及び変形形態が当業者に明らかであろう。したがって、本発明は、具体的に記載した以外の方法で実施できることを理解されたい。したがって、本発明の実施形態は、すべての点で例示的なものであり、限定的なものではないと考えるべきである。

Claims (29)

1. 車両プラットフォームであって、
   前部部分と、後部部分と、中央部分と、前記前部及び後部部分を前記中央部分に接続する前部及び後部移行部分とを有する概ね平坦なボディを形成する、複数の相互接続された構造要素を有するフレーム構造を含み、
   前記前部部分は、上部横方向構成要素に接続された前方端部と、前記フレーム構造の一部に接続された後方端部とを有する細長いボディを有する上部エネルギー吸収ユニットで構成された上部荷重経路を有し、前記上部エネルギー吸収ユニットは、それが前記フレーム構造の長手方向軸と長手方向に平行であり、且つ前記上部横方向フレーム構成要素と整列されるように配置され、前記上部エネルギー吸収ユニットの前記ボディは、圧潰ゾーンを有し、それにより、衝撃力が導入されると、前記圧潰ゾーンは、前記衝撃力からのエネルギーを吸収しながら、所定の距離を圧縮され、
   前記前部部分は、前記フレーム構造の横方向の前部構成要素に接続された第１の端部と、前記第１の端部の反対側の第２の端部であって、前記フレーム構造の一部に接続される第２の端部とを有する細長いボディを有する下部エネルギー吸収ユニットで構成された下部荷重経路をさらに含み、前記下部エネルギー吸収ユニットは、指定された圧潰ゾーン及び曲げゾーンをボディとともに有し、それにより、前記衝撃力が導入されると、前記指定された圧潰ゾーンは、前記衝撃力からのエネルギーを吸収しながら、所定の距離を圧縮され、前記曲げゾーンは、曲がり、且つ前記指定された圧潰ゾーンによって吸収されない後続のエネルギーを偏向するように構成され、
   前記上部荷重経路における前記上部エネルギー吸収ユニット及び前記下部荷重経路における前記下部エネルギー吸収ユニットの少なくとも一方は、衝撃力を受けることから、所定の距離範囲で圧潰するように構成可能なボディを有する調節可能な制御要素を含む、車両プラットフォーム。
2. 前記前部部分の前記上部荷重経路における前記上部エネルギー吸収ユニット及び前記下部荷重経路における前記下部エネルギー吸収ユニットの両方は、衝撃力を受けることから、所定の距離範囲で圧潰するように構成可能な調節可能な制御要素を含む、請求項１に記載の車両プラットフォーム。
3. 前記下部制御要素は、前記圧潰ゾーンと前記曲げゾーンとの間の界面内に配置され、
   前記制御要素は、前記圧潰ゾーンで発生する圧縮の量を制御する、請求項１に記載の車両プラットフォーム。
4. 前記上部及び下部制御要素の少なくとも一方は、界面から前記圧潰ゾーンに延びる長さを有し、前記制御要素の前記長さは、異なる衝撃力を考慮するように調節され得る、請求項１に記載の車両プラットフォーム。
5. 前記制御要素は、複数の機械的留め具を使用して前記圧潰ゾーンに接続される、請求項１に記載の車両プラットフォーム。
6. 前記複数の機械的留め具は、リベット及びボルトからなる群から選択される、請求項５に記載の車両プラットフォーム。
7. 前記上部制御要素は、前記上部エネルギー吸収ユニットと前記車両フレーム構造との間の接続界面内に配置される、請求項１に記載の車両プラットフォーム。
8. 前記上部及び下部制御要素は、それぞれ前記上部及び下部エネルギー吸収ユニット内の圧潰の積み重ねを制御するように調整され得る寸法を有する、請求項１に記載の車両プラットフォーム。
9. 角体、インボード側及びアウトボード側を有する下部偏向要素をさらに含み、
   前記インボード側は、前記フレーム構造の一部に沿って平行且つ後方に延び、及び前記アウトボード側は、それが前記フレーム構造から徐々に発散するような角度で前記フレームワークの前端部から外側且つ後方に延び、それにより、衝撃力が導入されると、前記下部偏向要素は、前記フレーム構造から離れる方向に前記衝撃エネルギーを偏向する、請求項１に記載の車両プラットフォーム。
10. 外面と内面とを有する細長いボディを有する上部偏向ユニットをさらに含み、
    前記細長いボディは、前記フレームから外側に延び、且つ前記外面への衝撃中、前記細長いボディが前記フレーム構造に向かって内側に移動するように変形するように構成され、
    前記上部偏向ユニットは、変形中、前記上部のより後ろのフレーム構成要素に接触することにより、前記偏向ユニットの変形を止めるように構成された所定のボディ形状を有する、前記内面に配置されたスペーシング要素を有する、請求項１に記載の車両プラットフォーム。
11. 前記所定のボディ形状は、三角形である、請求項１０に記載の車両プラットフォーム。
12. 前記フレーム構造にわたり、前記相互接続された構造要素の内部空間内に配置された複数の支持要素をさらに含む、請求項１に記載の車両プラットフォーム。
13. 前記複数の支持要素の２つは、前記前部移行部分内に配置され、且つ所定の距離だけ分離され、それにより、前記衝撃力にさらされる間、前記少なくとも２つの支持要素は、それらが接触するまで互いに向かって移動することができ、それにより前記フレーム構造の他の構成要素に分配される衝撃エネルギーの量を減少させる、請求項１２に記載の車両プラットフォーム。
14. 前記移行要素は、前記少なくとも２つの支持要素間で前記車両フレーム構造内に配置された溝を有して構成され、前記溝は、前記移行部分における所望の量の曲げを可能にする、請求項１３に記載の車両プラットフォーム。
15. 前記少なくとも２つの支持要素の少なくとも１つは、細長いボディであって、それが前記中央部分の少なくともセクション内に延びるように、前記フレーム構造の横方向の支持要素に沿って実質的に延びる細長いボディを有する、請求項１３に記載の車両プラットフォーム。
16. 前記支持要素の１つは、移行点を越えて延びるボディを有する、請求項１３に記載の車両プラットフォーム。
17. 前記支持要素は、隔壁要素である、請求項１２に記載の車両プラットフォーム。
18. 前記中央部分は、空間によって分離された少なくとも第１の横方向要素及び第２の横方向要素と、前記空間内に配置され、且つ前記第１の横方向要素と前記第２の横方向要素との間に延びる複数の中央スペーシング要素とで形成され、
    前記第１及び第２の横方向要素は、前記フレーム構造の横方向外側部分の近くに配置される、請求項１に記載の車両プラットフォーム。
19. 前記複数の中央スペーシング要素のそれぞれは、前記フレーム構造がいくつかの衝撃エネルギーに対応することができるように調節可能な寸法を有する、請求項１８に記載の車両プラットフォーム。
20. 前記複数の中央スペーシング要素の少なくとも１つと、前記フレーム構造の横方向支持部との間に配置される複数の長手方向スペーシング要素をさらに含み、それにより、前記長手方向スペーシング要素は、前記中央スペーシング要素に対して実質的に垂直である、請求項１８に記載の車両プラットフォーム。
21. 内面と外面とを有する細長いケーシング要素を有する側面衝撃エネルギー吸収ユニットをさらに含み、
    複数の中空構造容器は、第１の開放端部及び第２の開放端部を有する外殻を形成する細長いボディをそれぞれ有し、前記第１の端部は、後部バッキングプレートに取り付けられ、及び前記第２の端部は、前部バッキングプレートに取り付けられ、それにより、前記前部及び後部バッキングプレートは、前記複数の中空構造容器を閉鎖し、
    前記前部及び後部バッキングプレートのそれぞれは、前記構造容器の前記細長いボディが前記ケーシング要素の長手方向軸に対して実質的に垂直に延在するように、前記ケーシング要素の前記内面に取り付けられ、
    複数の側面構造支持要素は、それらが前記中空構造容器の少なくとも一方の側に配置され、且つ前記構造容器の前記細長いボディと平行に延在するように、前記ケーシング要素の長手方向の長さに沿って配置される、請求項１８に記載の車両プラットフォーム。
22. 少なくとも１つの側面衝撃エネルギー吸収ユニットは、前記第１及び第２の横方向要素のそれぞれの外面に配置される、請求項２１に記載の車両プラットフォーム。
23. 複数の側面衝撃エネルギー吸収ユニットは、前記第１及び第２の横方向要素のそれぞれの外面に配置される、請求項２１に記載の車両プラットフォーム。
24. 前記前部又は後部移行部の上に配置された複数の補強パッチをさらに含み、
    前記補強パッチは、細長いボディを有し、且つ複数の位置で実質的に前記移行部に沿って延びる、請求項１に記載の車両プラットフォーム。
25. 前記補強パッチの寸法は、前記衝撃力に対応するように調節可能である、請求項２４に記載の車両プラットフォーム。
26. 側面衝撃エネルギー吸収ユニットであって、
    内面と外面とを有する細長いケーシング要素と、
    第１の開放端部及び第２の開放端部を有する外殻を形成する細長いボディをそれぞれ有する複数の中空構造容器であって、前記第１の端部は、後部バッキングプレートに取り付けられ、及び前記第２の端部は、前部バッキングプレートに取り付けられ、それにより、前記前部及び後部バッキングプレートは、前記複数の中空構造容器を閉鎖し、前記前部及び後部バッキングプレートのそれぞれは、前記構造容器の前記細長いボディが前記ケーシング要素の長手方向の軸に対して実質的に垂直に延在するように、前記ケーシング要素の前記内面に取り付けられる、複数の中空構造容器と、
    複数の側面構造支持要素であって、それらが前記中空構造容器の少なくとも一方の側に配置され、且つ前記構造容器の前記細長いボディと平行に延在するように、前記ケーシング要素の長手方向の長さに沿って配置された複数の側面構造支持要素と
    を含む側面衝撃エネルギー吸収ユニット。
27. 前記ケーシングは、前記側面エネルギー吸収ユニットが車両プラットフォーム構造に相互接続可能であるように複数の取り付け点を含む、請求項２６に記載の側面衝撃エネルギー吸収ユニット。
28. 前記複数の中空構造容器の少なくとも一部は、前記ケーシング要素の前記長手方向軸に平行に延在する、請求項２６に記載の側面衝撃エネルギー吸収ユニット。
29. 前記複数の中空構造容器のそれぞれの寸法は、より高い又は低いレベルの衝撃エネルギー吸収を考慮するように調整可能である、請求項２６に記載の側面衝撃エネルギー吸収ユニット。

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