JP2023122913A - 車体前部構造 - Google Patents
車体前部構造 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023122913A JP2023122913A JP2022026690A JP2022026690A JP2023122913A JP 2023122913 A JP2023122913 A JP 2023122913A JP 2022026690 A JP2022026690 A JP 2022026690A JP 2022026690 A JP2022026690 A JP 2022026690A JP 2023122913 A JP2023122913 A JP 2023122913A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frame
- battery
- vehicle
- battery frame
- width direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 51
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 14
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 20
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 5
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 5
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
- B62D25/20—Floors or bottom sub-units
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
- B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/0007—Measures or means for preventing or attenuating collisions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
- B60L50/66—Arrangements of batteries
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
- B60K1/02—Arrangement or mounting of electrical propulsion units comprising more than one electric motor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
- B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
- B60K2001/0405—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion characterised by their position
- B60K2001/0438—Arrangement under the floor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2306/00—Other features of vehicle sub-units
- B60Y2306/01—Reducing damages in case of crash, e.g. by improving battery protection
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
- B62D25/20—Floors or bottom sub-units
- B62D25/2009—Floors or bottom sub-units in connection with other superstructure subunits
- B62D25/2018—Floors or bottom sub-units in connection with other superstructure subunits the subunits being front structures
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Abstract
【課題】電動車両においてポール衝突時のポールの進入量を低減する。【解決手段】電動車両の車体前部構造Aは、車幅方向に延びる前側バッテリフレーム32と、前側バッテリフレーム32から前方へ延びる左右一対のサイドフレーム11、12と、左右のサイドフレーム11、12に架設されるクロスメンバ19と、クロスメンバ19から前側バッテリフレーム32へ向けて車両後方へ延びる補強部材19A、19Bとを備えている。【選択図】図7
Description
本開示は、例えば電動車両の車体前部構造に関する。
例えば特許文献1に開示されている自動車の車体前部では、車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームが設けられ、これらフロントサイドフレームの下方でかつエンジンルームの後方にフロントサブフレームが設けられている。フロントサブフレームの左側前端部及び右側前端部には、それぞれ左パイプフレーム及び右パイプフレームが車両前方へ向けて延びるように設けられている。左パイプフレーム及び右パイプフレームは、前側へ行くほど車幅方向外側に位置するように車両の前後方向に延びる中心線に対して傾斜している。
特許文献1では、左パイプフレーム及び右パイプフレームが前側へ行くほど車幅方向外側に位置するように傾斜していることで、車両の斜め前方から衝撃荷重が入力するオフセット衝突の場合に衝撃荷重を良好に吸収することができるとされている。
ところで、特許文献1に開示されているようなオフセット衝突以外にも、例えば鉛直に延びるポールに自動車が正面から衝突するポール衝突での安全性も確保する必要がある。この点、従来のエンジンが搭載された車両では、車体前部のエンジンルームに、エンジンと共に吸排気系部品等、多くの補機部品も一緒に配設されていたので、ポール衝突のような局所的に大きな衝撃荷重が入力した場合に、補機部品も変形させることによって衝撃荷重を吸収していた。
ところが、エンジンの無い電動車両では、従来のエンジンルームに相当する空間にエンジンよりも小型の走行用モータが搭載されるケースが多く、また、エンジンほど多くの補機部品が必要無いため、ポール衝突時におけるポールの進入量が増加する懸念があった。
本開示は、かかる点に鑑みたものであり、その目的とするところは、電動車両においてポール衝突時のポールの進入量を低減することにある。
上記目的を達成するために、本開示の第1の態様では、走行用モータを備えるとともに、当該走行用モータに電力を供給するバッテリが収容されたバッテリケースがフロアパネルの下方に配設された電動車両の車体前部構造を前提とすることができる。車体前部構造は、前記バッテリケースの前部に設けられ、車幅方向に延びる前側バッテリフレームと、前記前側バッテリフレームから車両前方へ向かって延びる左右一対のサイドフレームと、左の前記サイドフレームにおける前記前側バッテリフレームから車両前方に離れた部分と、右の前記サイドフレームにおける前記前側バッテリフレームから車両前方に離れた部分とに架設されるクロスメンバと、前記クロスメンバから前記前側バッテリフレームへ向けて車両後方へ延びる補強部材とを備えている。
この構成によれば、ポール衝突を想定した場合、進入したポールがクロスメンバに対して後向きの衝撃荷重を作用させることがある。後向きの衝撃荷重が作用したクロスメンバは後へ屈曲しようとするが、クロスメンバよりも後方に位置している前側バッテリフレームへ向けて延びる補強部材が設けられていることで、補強部材によってクロスメンバが後から支持される。これにより、衝撃荷重が前側バッテリフレームにも伝達することが可能になるので、クロスメンバの変形が抑制され、ひいてはポールの進入量が低減される。
本開示の第2の態様では、左右のサイドフレームが前方へ行くほど車幅方向外側に位置するように延びている。この構成によれば、例えば左斜め前方から衝撃荷重が入力する左側オフセット衝突を想定した場合、左のサイドフレームが衝撃荷重の入力方向に対応するように延びているので、左斜め前方からの衝撃荷重が左のサイドフレームの軸方向に概ね沿うように入力し、左のサイドフレームで衝撃荷重が吸収される。加えて、左のサイドフレームに入力された衝撃荷重は前側バッテリフレームに伝達されるので、前側バッテリフレームによっても吸収される。右側のオフセット衝突も同様である。
本開示の第3の態様では、左右の前記サイドフレームの後部を前記前側バッテリフレームに連結するフレームブラケットを備えていてもよい。この場合、前記補強部材の後部は、前記フレームブラケットに当接させることができる。
この構成によれば、補強部材の後部をフレームブラケットによって後方から支持できるので、後向きの衝撃荷重が作用したクロスメンバの変形抑制効果を高めることができる。
本開示の第4の態様に係る補強部材は、車幅方向に互いに間隔をあけて設けられた左側補強部材及び右側補強部材を含んでいてもよい。前記左側補強部材及び前記右側補強部材は、後方へ行くほど車幅方向外側に位置するように設けることができる。
この構成によれば、後向きの衝撃荷重が作用したクロスメンバを左側補強部材及び右側補強部材によって強固に支持できるので、後向きの衝撃荷重が作用したクロスメンバの変形抑制効果をより一層高めることができる。
本開示の第5の態様では、前記フレームブラケットの車幅方向外側に、フロントサスペンション装置を構成するサスペンションアームが揺動自在に支持されるように構成することもできる。
この構成によれば、サスペンションアームを支持する部分もフレームブラケットに設けられることになるのでフレームブラケットの剛性を全体として高めることができる。
本開示の第6の態様に係る走行用モータの前部は、前記クロスメンバの前部よりも車両後方に位置付けることができる。
この構成によれば、衝突時に進入したポールが走行用モータに当たる前にクロスメンバに当たることになる。これにより、クロスメンバ及び補強部材によるポールの進入抑制効果が十分に発揮される。
本開示の第7の態様に係るクロスメンバは、車幅方向中間部が前記サイドフレームの下面よりも下方に位置するように形成されていてもよい。また、前記補強部材は、前記クロスメンバの車幅方向中間部から前記サイドフレームの下方を通って前記前側バッテリフレームへ向けて延びていてもよい。
この構成によれば、補強部材とサイドフレームとが高さ方向に並ぶようにレイアウトされるので、前方へ行くほど車幅方向外側に位置するようにサイドフレームを配置することと、前側バッテリフレームへ向けて延びるように補強部材を配置することとの両立が容易になる。
以上説明したように、左右のサイドフレームに架設されるクロスメンバから前側バッテリフレームへ向けて延びる補強部材を備えているので、電動車両であってもポール衝突時のポールの進入量を低減することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
図1は、本発明の実施形態に係る車体前部構造Aを備えた電動車両(電気自動車)1の左側面図である。この電動車両1は、図2に示すように、下部構造体2と、上部構造体3とを備えている。図1では、フロントバンパー、リヤバンパー、前後の車輪等を省略し、それらを仮想線で示すとともに、各部を模式的に示している。図2では、図1で省略した部品に加えて、ドア、ボンネットフード、フロントフェンダ、ウインドガラス、前後の灯火装置、内装材等を省略するとともに、各部を模式的に示している。
尚、この実施形態の説明では、車両前側を単に「前」といい、車両後側を単に「後」といい、車両右側を単に「右」といい、車両左側を単に「左」というものとする。車両の左右方向が車幅方向である。
図1に示すように、電動車両1は乗用自動車である。電動車両1は、例えばセダンタイプ、ハッチバックタイプ、ワンボックスタイプ等のいずれであってもよく、その形状は特に限定されない。図2に示すように、電動車両1には、乗員の居住スペースとなる車室R1が形成されている。図1に示すように、車室R1内の前側には前席シートS1が設けられ、車室R1内の前席シートS1の後方には後席シートS2が設けられている。後席シートS2の後方には、必要に応じて荷室R2が設けられている。車室R1及び荷室R2は、上部構造体3に設けられている。尚、車室R1内には、前席シートS1のみが設けられていてもよいし、後席シートS2の後方に3列目シート(図示せず)が設けられていてもよい。
一方、電動車両1の前部である車室R1よりも前方の空間は、例えば動力室R3とすることができる。すなわち、車体前部構造Aは、前側走行用モータM1及び後側走行用モータM2と、当該走行用モータM1、M2に電力を供給するバッテリBと、バッテリBが収容されたバッテリケース10とを備えた電動車両1に設けられている。バッテリケース10は、後述するフロアパネル70の下方に配設されている。
前側走行用モータM1は、左右の前輪FTを駆動する駆動力を発生するものであり、この前側走行用モータM1のみ、または前側走行用モータM1と減速機や変速機等とによって前側パワートレインPT1が構成されている。また、後側走行用モータM2は、左右の後輪RTを駆動する駆動力を発生するものであり、この後側走行用モータM2のみ、または後側走行用モータM2と減速機や変速機等とによって後側パワートレインPT2が構成されている。
この実施形態では、後側走行用モータM2が前側走行用モータM1に比べてより高い最高出力(最大トルク)を発生するように構成されており、後側走行用モータM2は前側走行用モータM1よりも大型化されている。これに伴い、後側パワートレインPT2は前側パワートレインPT1よりも大きくなる。尚、後側走行用モータM2が前側走行用モータM1に比べて低い最高出力を発生するものであってもよいし、後側走行用モータM2と前側走行用モータM1とが同等の最高出力を発生するものであってもよい。また、前側パワートレインPT1のみが設けられていてもよいし、後側パワートレインPT2のみが設けられていてもよい。
図2に示すように、下部構造体2は、バッテリケース10と、バッテリケース10の前方において前方へ向かって延びる左右一対の前部サイドフレーム11、12と、バッテリケース10の後方において後方へ向けて延びる左右一対の後部フレーム13、14とを備えている。符号11は左の前部サイドフレームを示し、符号12は右の前部サイドフレームを示している。また、符号13は左の後部フレームを示し、符号14は右の後部フレームを示している。
一般的な電気自動車の場合、バッテリケースを車体とは別体としてフロア下に着脱可能にしている場合が多いが、本実施形態では、バッテリケース10だけではなく、そのバッテリケース10に左右の前部サイドフレーム11、12及び左右の後部フレーム13、14を一体化しておき、前部サイドフレーム11、12及び後部フレーム13、14もバッテリケース10と共に、上部構造体3に対して着脱可能になっている。
具体的には、本実施形態の電動車両1は、バッテリケース10を有する下部構造体2と、車室R1や荷室R2を形成する上部構造体3とに上下分割可能に構成されている。上下分割可能とは、溶接や接着等を用いることなく、下部構造体2を上部構造体3に対してボルト及びナットやネジ等の締結部材を利用して一体化することである。これにより、電動車両1がユーザの手に渡ってから整備や修理を行う際に、必要に応じて下部構造体2を上部構造体3から分離することができるので、メンテナンス性が良好になる。尚、以下の説明で使用する締結部材も、ボルト及びナットやネジ等を含んでいる。
ここで、自動車の車体構造として、ラダーフレームタイプの車体構造が知られている。ラダーフレームタイプの車体構造の場合、ラダーフレームとキャビンとに上下分割可能になっているが、ラダーフレームは前後方向に連続して延びているものであることから、前面衝突時及び後面衝突時に主に衝突荷重を受ける。側面衝突時には、ラダーフレームは補助的に衝突荷重を受けるだけであり、主に衝突荷重を受けるのはキャビンである。このように、ラダーフレームタイプの車体構造では、前面衝突時及び後面衝突時と、側面衝突時とで衝突荷重を受ける部材が分かれているのが通常である。
これに対し、本実施形態の電動車両1の場合、前部サイドフレーム11、12及び後部フレーム13、14を有する下部構造体2と、上部構造体3とが分割可能になっているが、前面衝突時及び後面衝突時と、側面衝突時の両方の場合で、衝突荷重を下部構造体2及び上部構造体3で受けることにより、当該衝突荷重を両構造体2、3に分散して吸収可能している点で、従来のラダーフレームタイプの車体構造とはその技術的思想が大きく相違している。以下、下部構造体2及び上部構造体3の構造について詳細に説明する。
(上部構造体)
まず、上部構造体3について説明する。図2に示すように、上部構造体3は、フロアパネル70と、ダッシュパネル71と、左右一対のフロントメインフレーム72、73と、左右一対のサイドシル74、75とを備えている。符号72は左のフロントメインフレームを示し、符号73は右のフロントメインフレームを示している。符号74は左のサイドシルを示し、符号75は右のサイドシルを示している。
まず、上部構造体3について説明する。図2に示すように、上部構造体3は、フロアパネル70と、ダッシュパネル71と、左右一対のフロントメインフレーム72、73と、左右一対のサイドシル74、75とを備えている。符号72は左のフロントメインフレームを示し、符号73は右のフロントメインフレームを示している。符号74は左のサイドシルを示し、符号75は右のサイドシルを示している。
フロアパネル70は、車室R1の床面を構成するものであり、前後方向に延びるとともに左右方向にも延びる鋼板等からなる。フロアパネル70の上方空間が車室R1となる。車室R1の上部にはルーフ80が設けられている。また、上部構造体3の左右両側部には、それぞれ前部開口部3a及び後部開口部3bが形成されている。図1に示すように、前部開口部3a及び後部開口部3bはそれぞれフロントドア81及びリヤドア82によって開閉自在となっている。尚、図示しないが、上部構造体3の右側にもフロントドアと、リヤドアとが開閉自在に配設されている。
ダッシュパネル71は、車室R1と動力室R3とを前後方向に仕切るための部材である。このダッシュパネル71は、例えば鋼板等で構成されており、左右方向に延びるとともに上下方向にも延びている。上部構造体3の前部の左右両側には、それぞれ、左右の前輪FTを収容するための左右のフロントホイールハウス部85、86が設けられている。ダッシュパネル71の左端部は左のフロントホイールハウス部85に接続され、また、ダッシュパネル71の右端部は右のフロントホイールハウス部86に接続されている。
左右のフロントメインフレーム72、73は、車体前部に配設されており、前後方向に延びる高強度な部材である。すなわち、左右のフロントメインフレーム72、73は、フロアパネル70よりも前方に位置付けられるとともに、フロアパネル70よりも上方に位置付けられており、具体的にはダッシュパネル71の下部における左右両側からそれぞれ前方に向けて延びるように配設されている。
左右のフロントメインフレーム72、73は左右対称構造であり、例えば複数のプレス成形材を接合することによって構成することや、押出材で構成することができる。各フロントメインフレーム72、73の前後方向に直交する方向の断面は、下部構造体2の前部サイドフレーム11、12の同方向の断面よりも大きく設定されている。これにより、各フロントメインフレーム72、73が前部サイドフレーム11、12に比べて太く高強度な部材となる。
左右のフロントメインフレーム72の前端部は、それぞれ、前面衝突時に圧縮変形して衝突エネルギを吸収するクラッシュカン72a、73aを有している。クラッシュカン72a、73aは、前後方向に延びる筒状の部材である。クラッシュカン72a、73aは、前方からの衝撃荷重により、フロントメインフレーム72、73が変形する前の段階で圧縮変形し、衝撃荷重を吸収する。左右のクラッシュカン72a、73aの前端部には、左右方向に延びるフロントバンパーレインフォースメント87が固定されている。
左右のサイドシル74、75は、それぞれフロアパネル70の左右両端部において前後方向に延びるように配設される。左のサイドシル74の上下方向中間部にフロアパネル70の左端部が接続されており、また、右のサイドシル75の上下方向中間部にフロアパネル70の右端部が接続されている。サイドシル74、75の上側部分はフロアパネル70の接続部位から上方へ突出し、またサイドシル74、75の下側部分はフロアパネル70の接続部位から下方へ突出している。フロアパネル70の下方にはバッテリケース10が配置されるので、車両側面視では、サイドシル74、75の下側部分と、バッテリケース10とが重複するように配置される。バッテリケース10は、サイドシル74、75に固定される。
(下部構造体)
次に、下部構造体2について説明する。下部構造体2は、バッテリケース10、前部サイドフレーム11、12及び後部フレーム13、14の他にも、前後のパワートレインPT1、PT2、前輪FT、後輪RT、フロントサスペンション装置20及びリヤサスペンション装置21等も備えている。フロントサスペンション装置20及びリヤサスペンション装置21の形式は特に問わない。
次に、下部構造体2について説明する。下部構造体2は、バッテリケース10、前部サイドフレーム11、12及び後部フレーム13、14の他にも、前後のパワートレインPT1、PT2、前輪FT、後輪RT、フロントサスペンション装置20及びリヤサスペンション装置21等も備えている。フロントサスペンション装置20及びリヤサスペンション装置21の形式は特に問わない。
バッテリケース10は、上部構造体3のフロアパネル70の下方において、フロアパネル70の左端部近傍から右端部近傍に渡るとともに、フロアパネル70の前端部近傍から後端部近傍に渡るように形成された大型のケースである。このように、バッテリケース10をフロアパネル70の下方領域の広範囲に設けることで、大容量のバッテリBを電動車両1に搭載することが可能になる。バッテリBは、例えばリチウムイオン電池や全固体電池等であってもよいし、他の二次電池であってもよい。また、バッテリBは、いわゆるバッテリセルであってもよいし、複数のバッテリセルを収容したバッテリパックであってもよい。本実施形態では、バッテリパックによってバッテリBが構成されており、複数のバッテリパックが前後方向及び左右方向に並んだ状態で搭載されている。
バッテリケース10は、左側バッテリフレーム30と、右側バッテリフレーム31と、前側バッテリフレーム32と、後側バッテリフレーム33と、底板34と、蓋体35(図3に示す)とを備えている。図2では、蓋体35を取り外した状態を示している。
左側バッテリフレーム30、右側バッテリフレーム31、前側バッテリフレーム32及び後側バッテリフレーム33は、例えばアルミニウム合金製の押出材等で構成されているが、その他にもアルミニウム合金製板材や鋼板のプレス成形材で構成されていてもよい。底板34も押出材で構成することができる。以下の説明で「押出材」という場合はアルミニウム合金製の押出材であり、また、「プレス成形材」という場合はアルミニウム合金製板材や鋼板のプレス成形材である。また、各部材は、例えば鋳物で構成されていてもよい。
左側バッテリフレーム30、右側バッテリフレーム31、前側バッテリフレーム32及び後側バッテリフレーム33の各々の長手方向に直交する方向の断面形状は、全て矩形状とされている。また、左側バッテリフレーム30、右側バッテリフレーム31、前側バッテリフレーム32及び後側バッテリフレーム33は、全て同じ高さに配置されていて、略水平に延びている。
左側バッテリフレーム30は、バッテリケース10の左側部に設けられ、前後方向に延びている。右側バッテリフレーム31は、バッテリケース10の右側部に設けられ、前後方向に延びている。また、前側バッテリフレーム32は、バッテリケース10の前部に設けられ、左右方向に延びている。後側バッテリフレーム33は、バッテリケース10の後部に設けられ、左右方向に延びている。
前側バッテリフレーム32の左端部と、左側バッテリフレーム30の前端部とが接続され、前側バッテリフレーム32の右端部と、右側バッテリフレーム31の前端部とが接続されている。後側バッテリフレーム33の左端部と、左側バッテリフレーム30の後端部とが接続され、後側バッテリフレーム33の右端部と、右側バッテリフレーム31の後端部とが接続されている。従って、左側バッテリフレーム30、右側バッテリフレーム31、前側バッテリフレーム32及び後側バッテリフレーム33は平面視で全てのバッテリBを囲む枠型をなす。
底板34は、略水平に延びており、左側バッテリフレーム30、右側バッテリフレーム31、前側バッテリフレーム32及び後側バッテリフレーム33の下面に固定されている。また、蓋体35は、左側バッテリフレーム30、右側バッテリフレーム31、前側バッテリフレーム32及び後側バッテリフレーム33の下面に固定されている。したがって、左側バッテリフレーム30、右側バッテリフレーム31、前側バッテリフレーム32、後側バッテリフレーム33、底板34及び蓋体35により、バッテリBを収容するバッテリ収容空間S(図2に示す)が区画形成される。
搭載するバッテリBの容量に応じてバッテリ収容空間Sの大きさを変えることができる。バッテリ収容空間Sの大きさは、左側バッテリフレーム30、右側バッテリフレーム31、前側バッテリフレーム32及び後側バッテリフレーム33の長さ及び底板34の形状を変えることで容易に変更可能となっている。例えば、小型車でホイールベースが短く、トレッドが狭い場合には、左側バッテリフレーム30、右側バッテリフレーム31、前側バッテリフレーム32及び後側バッテリフレーム33を短くし、それに合わせて底板34や蓋体35の形状を小さくすることでバッテリ収容空間Sが小型車に応じて小さくなる。一方、大型車の場合には、左側バッテリフレーム30、右側バッテリフレーム31、前側バッテリフレーム32及び後側バッテリフレーム33を長くし、それに合わせて底板34及び蓋体35の形状を大きくすることでバッテリ収容空間Sが大型車に応じて大きくなる。左側バッテリフレーム30、右側バッテリフレーム31、前側バッテリフレーム32及び後側バッテリフレーム33が押出材で構成されている場合には、長さの変更が容易に行える。また、底板34も押出材で構成することができ、これにより形状の変更が容易に行える。
バッテリ収容空間Sの上部は、上記蓋体35で閉塞してもよいし、上部構造体3のフロアパネル70で閉塞してもよい。バッテリ収容空間Sには、バッテリB以外にも、バッテリBを冷却する冷却装置やバッテリBを加温する加温装置等(温調装置)を設けることもできる。また、バッテリBの電力は、図示しない制御装置を介して走行用モータM1、M2に供給されるようになっている。さらに、図示しない充電ソケットや非接触充電器等を介してバッテリBの充電が可能になっている。
図2に示すように、バッテリケース10の内部には、左右方向に延びる強度部材として、第1~第3ケース内メンバ25A、25B、25Cが設けられている。第1~第3ケース内メンバ25A、25B、25Cの高さは全て同じであり、左側バッテリフレーム30等の高さと略同じである。ケース内メンバ25A、25B、25Cは、押出材で構成されていてもよいし、プレス成形材で構成されていてもよい。この実施形態では、3本のケース内メンバ25A、25B、25Cが設けられているが、バッテリケース10の前後方向の寸法に応じてケース内メンバ25A、25B、25Cの数を増減することができる。
第1~第3ケース内メンバ25A、25B、25Cは、前後方向に互いに間隔をあけて配置されており、第1ケース内メンバ25Aが最も前に、第3ケース内メンバ25Cが最も後に位置付けられている。各ケース内メンバ25A、25B、25Cの下部は、底板34の上面に固定されている。また、各ケース内メンバ25A、25B、25Cの左端部は、左側バッテリフレーム30の内面(右側面)に固定され、各ケース内メンバ25A、25B、25Cの右端部は、右側バッテリフレーム31の内面(左側面)に固定されている。つまり、ケース内メンバ25A、25B、25Cは、左側バッテリフレーム30と右側バッテリフレーム31とを繋ぐ部材である。
バッテリケース10の内部には、前後方向に延びる強度部材として、前部中央メンバ26と、第1~第3後部中央メンバ(後部補強メンバ)27~29とが設けられている。前部中央メンバ26及び第1~第3後部中央メンバ27~29は、略同じ高さに配置され、バッテリケース10の左右方向中央に設けられている。前部中央メンバ26及び第1~第3後部中央メンバ27~29の下端部が底板34の上面に取り付けられている。
前部中央メンバ26は、前側バッテリフレーム32と第1ケース内メンバ25Aとの間に配置されており、前部中央メンバ26の前端部が前側バッテリフレーム32の左右方向中央部に固定され、前部中央メンバ26の後端部が第1ケース内メンバ25Aの左右方向中央部に固定されている。したがって、前側バッテリフレーム32は、左側バッテリフレーム30及び右側バッテリフレーム31の前端部と前部中央メンバ26の前端部とを繋ぐように延びる部材である。
第1後部中央メンバ27は、第1ケース内メンバ25Aと第2ケース内メンバ25Bとの間に配置されており、第1後部中央メンバ27の前端部が第1ケース内メンバ25Aの左右方向中央部に固定され、第1後部中央メンバ27の後端部が第2ケース内メンバ25Bの左右方向中央部に固定されている。また、第2後部中央メンバ28は、第2ケース内メンバ25Bと第3ケース内メンバ25Cとの間に配置されており、第2後部中央メンバ28の前端部が第2ケース内メンバ25Bの左右方向中央部に固定され、第2後部中央メンバ28の後端部が第3ケース内メンバ25Cの左右方向中央部に固定されている。また、第3後部中央メンバ29は、第3ケース内メンバ25Cと後側バッテリフレーム33との間に配置されており、第3後部中央メンバ29の前端部が第3ケース内メンバ25Cの左右方向中央部に固定され、第3後部中央メンバ29の後端部が後側バッテリフレーム33の左右方向中央部に固定されている。したがって、第1~第3ケース内メンバ25A、25B、25Cと、前部中央メンバ26及び第1~第3後部中央メンバ27~29とが、バッテリケース10の内部において格子状に配設されて互いに連結されることになるので、バッテリケース10の補強効果がより一層高まる。
平面視で前後方向に延びる仮想直線を想定したとき、前部中央メンバ26及び第1~第3後部中央メンバ27~29は、その仮想直線上に配置されるように各々の左右方向の位置が設定されている。つまり、前部中央メンバ26の後方への仮想延長線上に、第1~第3後部中央メンバ27~29は位置するように設けられている。尚、前部中央メンバ26及び第1~第3後部中央メンバ27~29は、前後方向に連続した1つの部材で構成されていてもよい。
図4~6等に示すように、車体前部構造Aは、左右一対の前部サイドフレーム11、12、フレームブラケット40、第1クロスメンバ15、左右一対の衝撃吸収部材16、17及び第2クロスメンバ19を備えている。本実施形態では、上記各部材に加えて、フロントメンバ18、補強部材19A、19B等も備えている。車体前部構造Aを構成する部材は、上述した部材に限られるものではなく、他の部材や機器、装置等を含んでいてもよい。また、上述した部材のうち、本発明に必須な構成要素とならない部材については省略されていてもよい。
前部サイドフレーム11、12は、上部構造体3が有する左右のフロントメインフレーム72、73の下方において略水平に直線状に延びている。前部サイドフレーム11、12は、例えば押出材やプレス成形材等で構成することができる。この実施形態では、前部サイドフレーム11、12を押出材で構成しているので、前後方向に直交する方向の断面形状は前端部から後端部まで略等しくなっている。
左右の前部サイドフレーム11、12は、バッテリケース10の前部を構成する前側バッテリフレーム32に対し、フレームブラケット40を介して取り付けられている。つまり、左右の前部サイドフレーム11、12の後部はフレームブラケット40によって前側バッテリフレーム32に連結される。このフレームブラケット40は、金属の一体成形品であり、前側バッテリフレーム32の前面に沿って左右方向に延びている。フレームブラケット40に、左右の前部サイドフレーム11、12の後部が固定される。フレームブラケット40を構成する金属は特に限定されるものではないが、例えばアルミニウム等を挙げることができ、この場合、フレームブラケット40をアルミダイキャスト製とすることができる。
左右の前部サイドフレーム11、12はフレームブラケット40を介して前側バッテリフレーム32に取り付けられているが、前部サイドフレーム11、12の後部は前側バッテリフレーム32の前面に突き当てられている。従って、前部サイドフレーム11、12は前側バッテリフレーム32から前方へ向かって延びている。尚、前部サイドフレーム11、12の後部が前側バッテリフレーム32の前面から前方へ多少離れていてもよく、この場合も全体として見ると、前部サイドフレーム11、12が前側バッテリフレーム32から前方へ向かって延びていると言える。
左の前部サイドフレーム11の後部は、前側バッテリフレーム32の左右方向中央よりも左寄りの部位に対応するように配置されている。また、右の前部サイドフレーム12の後部は、前側バッテリフレーム32の左右方向中央よりも右寄りの部位に対応するように配置されている。これにより、左右の前部サイドフレーム11、12の間隔は、所定の間隔となる。前部サイドフレーム11、12の後部の間隔は、バッテリケース10の左側バッテリフレーム30と右側バッテリフレーム31との間隔よりも狭く設定されている。
左右の前部サイドフレーム11、12の高さは略同じである。また、左右の前部サイドフレーム11、12と、バッテリケース10の前部中央メンバ26、左側バッテリフレーム30及び右側バッテリフレーム31とは、略同じ高さに配設されている。
左右の前部サイドフレーム11、12は、前方へ行くほど車幅方向外側に位置するように延びている。すなわち、左の前部サイドフレーム11は、前方へ行くほど左側に位置するように、平面視で車両の前後方向に延びる仮想直線に対して傾斜している。また、右の前部サイドフレーム12は、前方へ行くほど右側に位置するように、平面視で車両の前後方向に延びる仮想直線に対して傾斜している。これにより、左右の前部サイドフレーム11、12の間隔(車幅方向の離間距離)は、前方へ行くほど広くなり、左右の前部サイドフレーム11、12の間には、各種部品や機器、装置等の全部または一部を配置可能な空間Cが形成される。そして、その空間Cは、前方へ行くほど車幅方向に拡大するような形状になる。
左の前部サイドフレーム11の上記仮想直線に対する傾斜角度と、右の前部サイドフレーム11の上記仮想直線に対する傾斜角度とは等しくなっている。左の前部サイドフレーム11の前部は、バッテリケース10の左側バッテリフレーム30よりも車幅方向内側に配置されている。また、右の前部サイドフレーム12の前部は、バッテリケース10の右側バッテリフレーム31よりも車幅方向内側に配置されている。
また、図1に示すように、左右の前部サイドフレーム11、12の前部と、上部構造体3の左右のフロントメインフレーム72の前部とは、前後方向の位置が略同じに設定されている。
図7に示すように、フレームブラケット40は、前側バッテリフレーム32の前面に沿って車幅方向及び上下方向に延びる縦板部40aと、縦板部40aの下縁部から前側バッテリフレーム32の下面に沿って後方へ延びるとともに車幅方向にも延びる下板部40bとを備えている。縦板部40a及び下板部40bが前側バッテリフレーム32に対して締結材等によって固定されている。このように、フレームブラケット40の縦板部40a及び下板部40bをそれぞれ前側バッテリフレーム32の前面及び下面に固定することで、フレームブラケット40の前側バッテリフレーム32に対する取付剛性を高めることができる。
フレームブラケット40の縦板部40aには、左の前部サイドフレーム11の後部が差し込まれる左側差込孔40cと、右の前部サイドフレーム12の後部が差し込まれる右側差込孔40dとが車幅方向に間隔をあけて形成されている。左の前部サイドフレーム11の後部は、左側差込孔40cに差し込まれた状態で例えば接着剤や締結部材等によってフレームブラケット40に固定される。
図5に示すように、フレームブラケット40は、左の前部サイドフレーム11の上面を覆うように前後方向に延びる左側上板部40eと、右の前部サイドフレーム12の上面を覆うように前後方向に延びる右側上板部40fとを備えている。左側上板部40eと左の前部サイドフレーム11の上面とが例えば接着剤等で接着され、また、右側上板部40fと右の前部サイドフレーム12の上面とが同様に接着される。これにより、左右の前部サイドフレーム11、12をフレームブラケット40に対して強固に固定できる。
フレームブラケット40は、左側支持部41及び右側支持部42を有しており、左側支持部41及び右側支持部42は、縦板部40a及び下板部40bと一体成形されている。左側支持部41は、左の前部サイドフレーム11の車幅方向外側(左側)に配置され、当該前部サイドフレーム11を車幅方向外側から支持する部分である。具体的には、左側支持部41は、縦板部40aにおける左側差込孔40cの左側部分から前方へ向かって突出しており、左の前部サイドフレーム11の左側面に沿って延びている。左側支持部41の前部は、左の前部サイドフレーム11の前後方向中央部近傍に達しており、したがって、左側支持部41の広い範囲を左側支持部41で支持することが可能になっている。左側支持部41に対して左の前部サイドフレーム11を接着することも可能である。
また、右側支持部42は、右の前部サイドフレーム12の車幅方向外側(右側)に配置され、当該前部サイドフレーム12を車幅方向外側から支持する部分である。具体的には、右側支持部42は、縦板部40aにおける右側差込孔40dの右側部分から前方へ向かって突出しており、右の前部サイドフレーム12の右側面に沿って延びている。右側支持部42の前部は、右の前部サイドフレーム12の前後方向中央部近傍に達しており、したがって、右側支持部42の広い範囲を右側支持部42で支持することが可能になっている。右側支持部42に対して右の前部サイドフレーム12を接着することも可能である。
フレームブラケット40の車幅方向外側には、フロントサスペンション装置20を構成する左右のサスペンションアーム20Aが上下方向に揺動自在に支持される。すなわち、フレームブラケット40における左側支持部41よりも左側部分には、左側アーム取付部43が左側へ突出するように設けられている。この左側アーム取付部43には、左のサスペンションアーム20Aの基端部が前後方向に延びる軸周りに回動可能に取り付けられている。また、フレームブラケット40における右側支持部42よりも右側部分には、右側アーム取付部44が右側へ突出するように設けられている。この右側アーム取付部44には、右のサスペンションアーム20Aの基端部が前後方向に延びる軸周りに回動可能に取り付けられている。
第1クロスメンバ15は、左の前部サイドフレーム11における前側バッテリフレーム32から前方に離れた部分と、右の前部サイドフレーム12における前側バッテリフレーム32から前方に離れた部分とに架設される部材であり、車幅方向に直線状に延びている。第1クロスメンバ15も押出材やプレス材等で構成することができる。この実施形態では、左の前部サイドフレーム11の前部に第1クロスメンバ15の左側部分が固定され、また、右の前部サイドフレーム12の前部に第1クロスメンバ15の右側部分が固定されており、従って、左右の前部サイドフレーム11、12の前部同士が第1クロスメンバ15によって連結されることになる。
また、第1クロスメンバ15と、前側バッテリフレーム32とは略平行である。これにより、平面視で、第1クロスメンバ15、左右の前部サイドフレーム11、12及び前側バッテリフレーム32によって矩形状(本例では台形状)が形成され、水平断面を見ると閉じられた断面が構成される。
第1クロスメンバ15の左側は左の前部サイドフレーム11の前部よりも車幅方向外側へ突出している。また、第1クロスメンバ15の右側は右の前部サイドフレーム12の前部よりも車幅方向外側へ突出している。
本発明のクロスメンバに相当する第2クロスメンバ19は、第1クロスメンバ15と前側バッテリフレーム32との間に配置され、左の前部サイドフレーム11と、右の前部サイドフレーム12とに架設される部材であり、車幅方向に直線状に延びている。第2クロスメンバ19も押出材やプレス材等で構成することができる。第2クロスメンバ19の車幅方向の寸法は、第1クロスメンバ15の車幅方向の寸法よりも短くなっている。
図7にも示すように、第2クロスメンバ19の左端部は、左の前部サイドフレーム11の右側面に対して接着や溶接、締結部材等によって固定されている。第2クロスメンバ19の右端部は、右の前部サイドフレーム12の左側面に対して同様に固定されている。これにより、左右の前部サイドフレーム11、12の前後方向中間部同士が連結されることになる。
前側走行用モータM1は、第2クロスメンバ19の上方に位置している。前側走行用モータM1の前部は、第2クロスメンバ19の前部よりも車両後方に位置付けられている。
第2クロスメンバ19の形状は特に限定されるものではないが、本実施形態では、車幅方向中間部を構成する中間部19aと、左側を構成する左側部19bと、右側を構成する右側部19cとを備えており、中間部19aが前部サイドフレーム11、12の下面よりも下方に位置するように形成されている。左側部19bの左端部が左の前部サイドフレーム11の右側面に固定され、右側部19cの右端部が右の前部サイドフレーム12の左側面に固定されている。左側部19b及び右側部19cは、車幅方向内側へ行くほど下に位置するように傾斜している。左側部19bの右端部及び右側部19cの左端部がそれぞれ中間部19aの左端部及び右端部と連続している。第2クロスメンバ19は、例えば1本の筒状部材を屈曲させることにより得ることができる。
また、第2クロスメンバ19と、前側バッテリフレーム32とは略平行である。これにより、平面視で、第2クロスメンバ19、左右の前部サイドフレーム11、12及び前側バッテリフレーム32によって矩形状(本例では台形状)が形成され、水平断面を見ると閉じられた断面が構成される。また、平面視で、第2クロスメンバ19、左右の前部サイドフレーム11、12及び第1クロスメンバ15によっても矩形状が形成される。
図5に示すように、本実施形態では車幅方向に互いに間隔をあけて設けられた左側補強部材19A及び右側補強部材19Bを含んでいる。左側補強部材19A及び右側補強部材19Bは、第2クロスメンバ19の車幅方向中間部からそれぞれ前部サイドフレーム11、12の下方を通って前側バッテリフレーム32へ向けて延びている。
すなわち、左側補強部材19Aは、第2クロスメンバ19における車幅方向中央部よりも左寄りの部分から前側バッテリフレーム32へ向けて後方へ延びている。また、右側補強部材19Bは、第2クロスメンバ19における車幅方向中央部よりも右寄りの部分から前側バッテリフレーム32へ向けて後方へ延びている。
また、左側補強部材19A及び右側補強部材19Bは後方へ行くほど車幅方向外側に位置するように設けられており、左側補強部材19A及び右側補強部材19Bの後部は、フレームブラケット40に当接されている。具体的には、フレームブラケット40の左側部分には、下方へ突出するとともに前後方向に延びる左側固定板部46が形成されている。この左側固定板部46は、左側支持部41と左側アーム取付部43との境界部分近傍に位置しており、左側アーム取付部43の下面よりも下まで延びている。この左側固定板部46の右側面に左側補強部材19Aの左端部が接着や溶接等により固定されている。左側補強部材19Aの延びる方向と、左側固定板部46の延びる方向とが互いに交差しており、左側補強部材19Aの左端部の左側固定板部46に対する接着または溶接範囲を広く確保している。
同様に、フレームブラケット40の右側部分には、下方へ突出するとともに前後方向に延びる右側固定板部47が形成されている。この右側固定板部47は、右側支持部42と右側アーム取付部44との境界部分近傍に位置しており、右側アーム取付部44の下面よりも下まで延びている。この右側固定板部47の左側面に右側補強部材19Bの右端部が接着や溶接等により固定されている。
左の衝撃吸収部材16は、左の前部サイドフレーム11の前方に設けられており、前方へ延びる筒状の部材で構成されている。また、右の衝撃吸収部材17は、右の前部サイドフレーム12の前方に設けられており、前方へ延びる筒状の部材で構成されている。衝撃吸収部材16、17は、上部構造体3のクラッシュカン72a、73aと同様に、前方からの衝撃荷重により、前部サイドフレーム11、12が変形する前の段階で圧縮変形し、衝撃荷重を吸収する。図1に示すように、左右の衝撃吸収部材16、17の後部と、上部構造体3のクラッシュカン72a、73aの後部とは、前後方向の位置が略同じに設定されている。
左の衝撃吸収部材16の後部が左の前部サイドフレーム11の前部に固定されている。左の衝撃吸収部材16の延びる方向は、左の前部サイドフレーム11の長手方向に沿っており、前部サイドフレーム11の前方への延長線上に、衝撃吸収部材16の軸線が位置するようになっている。また、右の衝撃吸収部材17の後部が右の前部サイドフレーム12の前部に固定されている。右の衝撃吸収部材17の延びる方向は、右の前部サイドフレーム12の長手方向に沿っており、前部サイドフレーム12の前方への延長線上に、衝撃吸収部材17の軸線が位置するようになっている。
図3及び図4等に示すように、フロントメンバ18は、左右の衝撃吸収部材16、17に架設される部材である。フロントメンバ18の車幅方向中央部よりも左側の部分が左の衝撃吸収部材16の前部に固定され、フロントメンバ18の車幅方向中央部よりも右側の部分が右の衝撃吸収部材17の前部に固定されている。これにより、左右の衝撃吸収部材16、17がフロントメンバ18によって連結されることになる。図1に示すように、フロントメンバ18と、上部構造体3のフロントバンパーレインフォースメント87とは、前後方向の位置が略同じに設定されており、フロントバンパーレインフォースメント87の真下にフロントメンバ18が位置付けられている。
(変形例)
図8は、実施形態の変形例を示すものである。この変形例では、第2クロスメンバ19が車幅方向に直線状に延びていて、第2クロスメンバ19の左端部は、左の前部サイドフレーム11の右側面に対して接着や溶接、締結部材等によって固定され、また、第2クロスメンバ19の右端部は、右の前部サイドフレーム12の左側面に対して同様に固定されている。
図8は、実施形態の変形例を示すものである。この変形例では、第2クロスメンバ19が車幅方向に直線状に延びていて、第2クロスメンバ19の左端部は、左の前部サイドフレーム11の右側面に対して接着や溶接、締結部材等によって固定され、また、第2クロスメンバ19の右端部は、右の前部サイドフレーム12の左側面に対して同様に固定されている。
左側補強部材19A及び右側補強部材19Bは前側バッテリフレーム32へ向けて延びている。左側補強部材19A及び右側補強部材19Bの前部は、第2クロスメンバ19の後面に固定されている。左側補強部材19Aの後部は、左の前部サイドフレーム11の右側面に固定される。右側補強部材19Bの後部は、右の前部サイドフレーム12の左側面に固定される。つまり、この変形例では、左側補強部材19A及び右側補強部材19Bが前部サイドフレーム11、12と同じ高さに配置されることになる。
(実施形態の作用効果)
次に、上記のように構成された電動車両1の衝突時について説明する。まず、鉛直に延びるポール(図示せず)に電動車両1が正面から衝突するポール衝突を想定する。ポール衝突時には、衝撃荷重が上部構造体3のフロントバンパーレインフォースメント87を介して左右のクラッシュカン72a、73a及び左右のフロントメインフレーム72、73に入力する。このとき、フロントバンパーレインフォースメント87は車幅方向中央部が最も後に位置するように屈曲変形することで、ポールが進入する。また、衝撃荷重は、下部構造体2のフロントメンバ18を介して左右の衝撃吸収部材16、17及び左右の前部サイドフレーム11、12に入力し、フロントメンバ18が屈曲変形することで、ポールが進入する。
次に、上記のように構成された電動車両1の衝突時について説明する。まず、鉛直に延びるポール(図示せず)に電動車両1が正面から衝突するポール衝突を想定する。ポール衝突時には、衝撃荷重が上部構造体3のフロントバンパーレインフォースメント87を介して左右のクラッシュカン72a、73a及び左右のフロントメインフレーム72、73に入力する。このとき、フロントバンパーレインフォースメント87は車幅方向中央部が最も後に位置するように屈曲変形することで、ポールが進入する。また、衝撃荷重は、下部構造体2のフロントメンバ18を介して左右の衝撃吸収部材16、17及び左右の前部サイドフレーム11、12に入力し、フロントメンバ18が屈曲変形することで、ポールが進入する。
進入したポールは第1クロスメンバ15を屈曲させることがあり、これによりポールはより深く進入することになる。より深く進入したポールは、第2クロスメンバ19に対して後向きの衝撃荷重を作用させる。後向きの衝撃荷重が作用した第2クロスメンバ19は後へ屈曲しようとする。このとき、第2クロスメンバ19よりも後方に位置するとともに、前側バッテリフレーム32へ向けて延びる補強部材19A、19Bが設けられていることで、第2クロスメンバ19が補強部材19A、19Bによって後から支持される。これにより、衝撃荷重が前側バッテリフレーム32に伝達されて吸収されるので、第2クロスメンバ19の変形が抑制され、ひいてはポールの進入量が低減される。
補強部材19A、19Bの後部をフレームブラケット40によって後方から支持できるので、後向きの衝撃荷重が作用した第2クロスメンバ19の変形抑制効果をさらに高めることができる。
また、前側走行用モータM1の前部が第2クロスメンバ19の前部よりも車両後方に位置付けられているので、衝突時に進入したポールが前側走行用モータM1に当たる前に第2クロスメンバ19に当たることになる。これにより、第2クロスメンバ19及び補強部材19A、19Bによるポールの進入抑制効果が十分に発揮される。
次に、例えば左斜め前方から衝撃荷重が入力する左側オフセット衝突を想定する。この場合、左斜め前方からの衝撃荷重は、上部構造体3のフロントバンパーレインフォースメント87を介して左のクラッシュカン72a及び左のフロントメインフレーム72に入力して吸収される。また、左斜め前方からの衝撃荷重は、下部構造体2のフロントメンバ18を介して左の衝撃吸収部材16及び左の前部サイドフレーム11に入力する。
このとき、左の前部サイドフレーム11は、前方へ行くほど左に位置しており、衝撃荷重の入力方向に対応するように延びているので、左斜め前方からの衝撃荷重が左の前部サイドフレーム11の軸方向に概ね沿うように入力することになる。これにより、左の前部サイドフレーム11で衝撃荷重が吸収される。加えて、左の前部サイドフレーム11に入力された衝撃荷重は、バッテリケース10を構成している前側バッテリフレーム32に伝達されるので、前側バッテリフレーム32によっても吸収される。特に、前側バッテリフレーム32の後方には前部中央メンバ26及び第1~第3後部中央メンバ27~29が配置されていて後方から支持されているので、衝撃荷重を前部中央メンバ26及び第1~第3後部中央メンバ27~29にも伝達して吸収できる。さらに、前側バッテリフレーム32に入力した衝撃荷重は、左側バッテリフレーム30及び右側バッテリフレーム31にも伝達して吸収できる。このように、衝撃荷重を上部構造体3だけでなく、下部構造体2でも吸収することができ、下部構造体2では衝撃荷重を高強度なバッテリケース10の各部に分散させることができる。尚、右側のオフセット衝突も同様である。
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
以上説明したように、本開示に係る車体前部構造は、例えば電動車両に設けることができる。
1 電動車両
10 バッテリケース
11、12 前部サイドフレーム
19 第2クロスメンバ
19A 左側補強部材
19B 右側補強部材
20 フロントサスペンション装置
32 前側バッテリフレーム
40 フレームブラケット
41 左側支持部
42 右側支持部
70 フロアパネル
A 車体前部構造
B バッテリ
M1 走行用モータ
10 バッテリケース
11、12 前部サイドフレーム
19 第2クロスメンバ
19A 左側補強部材
19B 右側補強部材
20 フロントサスペンション装置
32 前側バッテリフレーム
40 フレームブラケット
41 左側支持部
42 右側支持部
70 フロアパネル
A 車体前部構造
B バッテリ
M1 走行用モータ
Claims (7)
- 走行用モータを備えるとともに、当該走行用モータに電力を供給するバッテリが収容されたバッテリケースがフロアパネルの下方に配設された電動車両の車体前部構造において、
前記バッテリケースの前部に設けられ、車幅方向に延びる前側バッテリフレームと、
前記前側バッテリフレームから車両前方へ向かって延びる左右一対のサイドフレームと、
左の前記サイドフレームにおける前記前側バッテリフレームから車両前方に離れた部分と、右の前記サイドフレームにおける前記前側バッテリフレームから車両前方に離れた部分とに架設されるクロスメンバと、
前記クロスメンバから前記前側バッテリフレームへ向けて車両後方へ延びる補強部材とを備えている車体前部構造。 - 請求項1に記載の車体前部構造において、
左右の前記サイドフレームは、前方へ行くほど車幅方向外側に位置するように延びている車体前部構造。 - 請求項1または2に記載の車体前部構造において、
左右の前記サイドフレームの後部を前記前側バッテリフレームに連結するフレームブラケットを備え、
前記補強部材の後部は、前記フレームブラケットに当接されている車体前部構造。 - 請求項1から3のいずれか1つに記載の車体前部構造において、
前記補強部材は、車幅方向に互いに間隔をあけて設けられた左側補強部材及び右側補強部材を含んでおり、
前記左側補強部材及び前記右側補強部材は、後方へ行くほど車幅方向外側に位置するように設けられている車体前部構造。 - 請求項3に記載の車体前部構造において、
前記フレームブラケットの車幅方向外側には、フロントサスペンション装置を構成するサスペンションアームが揺動自在に支持される車体前部構造。 - 請求項1から5のいずれか1つに記載の車体前部構造において、
前記走行用モータの前部は、前記クロスメンバの前部よりも車両後方に位置付けられている車体前部構造。 - 請求項1から6のいずれか1つに記載の車体前部構造において、
前記クロスメンバは、車幅方向中間部が前記サイドフレームの下面よりも下方に位置するように形成され、
前記補強部材は、前記クロスメンバの車幅方向中間部から前記サイドフレームの下方を通って前記前側バッテリフレームへ向けて延びている車体前部構造。
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022026690A JP2023122913A (ja) | 2022-02-24 | 2022-02-24 | 車体前部構造 |
US18/109,363 US20230264557A1 (en) | 2022-02-24 | 2023-02-14 | Vehicle-body front structure with side frame support |
US18/109,863 US20230264746A1 (en) | 2022-02-24 | 2023-02-15 | Vehicle-body front structure including side frame protrusions |
US18/109,867 US20230264560A1 (en) | 2022-02-24 | 2023-02-15 | Vehicle-body front structure including a contactless charger |
US18/109,857 US20230264559A1 (en) | 2022-02-24 | 2023-02-15 | Vehicle-body front structure including a cross member |
US18/109,854 US20230264558A1 (en) | 2022-02-24 | 2023-02-15 | Vehicle-body front structure including reinforcement members |
CN202310120839.8A CN116638959A (zh) | 2022-02-24 | 2023-02-16 | 车体前部构造 |
EP23157163.9A EP4234376A1 (en) | 2022-02-24 | 2023-02-17 | Vehicle-body front structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022026690A JP2023122913A (ja) | 2022-02-24 | 2022-02-24 | 車体前部構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023122913A true JP2023122913A (ja) | 2023-09-05 |
Family
ID=85415207
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022026690A Pending JP2023122913A (ja) | 2022-02-24 | 2022-02-24 | 車体前部構造 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP4234376A1 (ja) |
JP (1) | JP2023122913A (ja) |
CN (1) | CN116638959A (ja) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4966815B2 (ja) | 2007-10-25 | 2012-07-04 | 本田技研工業株式会社 | 車体前部構造 |
JP5982843B2 (ja) * | 2012-02-06 | 2016-08-31 | マツダ株式会社 | 車両の下部車体構造 |
JP7014092B2 (ja) * | 2018-08-07 | 2022-02-01 | トヨタ自動車株式会社 | 車両前部構造 |
DE102020003013B3 (de) * | 2020-05-19 | 2021-03-18 | Daimler Ag | Befestigungsanordnung eines Integralträgers an einer Karosserie für einen Personenkraftwagen sowie Personenkraftwagen |
-
2022
- 2022-02-24 JP JP2022026690A patent/JP2023122913A/ja active Pending
-
2023
- 2023-02-16 CN CN202310120839.8A patent/CN116638959A/zh active Pending
- 2023-02-17 EP EP23157163.9A patent/EP4234376A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116638959A (zh) | 2023-08-25 |
EP4234376A1 (en) | 2023-08-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN115871429A (zh) | 车体构造 | |
JP2022184592A (ja) | 車体構造 | |
JP2022184595A (ja) | 車体構造 | |
JP2022184594A (ja) | 車体構造 | |
JP2022184597A (ja) | 車体構造 | |
JP2022184593A (ja) | 車体構造 | |
CN116638955A (zh) | 后部车体构造 | |
JP2023122913A (ja) | 車体前部構造 | |
JP2023122926A (ja) | 車体前部構造 | |
JP2023122930A (ja) | 車体前部構造 | |
JP2023122908A (ja) | 車体前部構造 | |
JP2023122932A (ja) | 車体前部構造 | |
JP2023122982A (ja) | 車体前部構造 | |
JP2023122974A (ja) | 車体前部構造 | |
JP2023122971A (ja) | 車体前部構造 | |
JP2023122972A (ja) | 車体前部構造 | |
JP2023122976A (ja) | 車体前部構造 | |
US20230264558A1 (en) | Vehicle-body front structure including reinforcement members | |
EP4234301A1 (en) | Vehicle-body front structure | |
JP2023122978A (ja) | 車体前部構造 | |
US20230264552A1 (en) | Vehicle-body front structure including a reinforcement structure with a rear portion mounted to a floor panel | |
JP2022184589A (ja) | 車体構造 | |
JP2022184584A (ja) | 車体構造 | |
JP2023051648A (ja) | 車体前部構造 | |
JP2022184587A (ja) | 車体構造 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240423 |