JP2023552779A - 車両構造体 - Google Patents

Abstract

車体中央下部に配置される車両構造体であって、バッテリーカバーと、バッテリートレイと、衝撃エネルギーを吸収する構造部材Ａとを備える。バッテリーカバーおよびバッテリートレイは、それぞれ一体成形された繊維強化プラスチックで構成されている。構造部材Ａは、少なくともバッテリーカバー及びバッテリートレイの車幅方向外側に位置する。構造部材Ａは、バッテリーカバー及びバッテリートレイと共締めされる。【選択図】図１０

Description

本発明は、車体中央下部に配置されたバッテリートレイと、バッテリーカバーと、衝撃エネルギーを吸収する構造部材とを備えた車両構造体に関する。

電気自動車では、車載バッテリーが相当な重量と搭載スペースを占めるため、車載バッテリーの構造について多くの研究が行われている。
特許文献１では、バッテリーを収容するケースを繊維強化プラスチックで構成し、バッテリートレイの軽量化を図っている。
特許文献２には、金属製の枠状フレームによってバッテリートレイの強度・剛性を高めたバッテリーボックスが記載されている。
特許文献３には、電気自動車に収納されたバッテリーを保護するために、バッテリーの車幅方向外側に配置される衝撃エネルギー吸収用部品が記載されている。

特開２０１３－２０１１１２号公報 特開２０１１－１２４１０１号公報 特開２０２０－５５５０４号公報

しかしながら、特許文献１に記載のバッテリートレイのケースでは、バッテリートレイが衝突エネルギーを吸収するための単層構造となっており、衝突時にバッテリーボックスの気密性が失われる。その結果、雨水等によってバッテリーが損傷し、爆発等の危険性がある。

また、特許文献２に記載のバッテリートレイの場合、車両の側面が衝撃を受けたときに、金属製の枠状フレームが外力によって変形しやすく、バッテリーが損傷するおそれがある。

特許文献３に記載の衝撃吸収用構造部材は、バッテリーボックスではなく車体側に締結されているため、バッテリートレイやバッテリーカバーの構造剛性を全く利用することができない。

本発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、バッテリートレイ及びバッテリーカバーと共に構造部材を共締めした車両構造を提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意検討の結果、以下の手段により上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。

１．車体中央下部に配置される車両構造体であって
バッテリーカバーと、バッテリートレイと、衝撃エネルギーを吸収する構造部材とを備え、
前記バッテリーカバー及び前記バッテリートレイは、それぞれ一体成形された繊維強化プラスチックで構成され、
前記構造部材は、前記バッテリーカバー及び前記バッテリートレイの少なくとも一方の車幅方向外側に位置し
前記構造部材は、前記バッテリーカバー及び前記バッテリートレイと共締めされている、車両構造体。

２．前記構造部材は、段付きボルトによって前記バッテリートレイ及び前記バッテリーカバーと共締めされている、上記１に記載の車両構造。

３．前記バッテリーカバー、前記バッテリートレイ及び前記構造部材は、この順に重ねられて共締めされている、上記２に記載の車両構造。

４．前記構造部材、前記バッテリーカバー及び前記バッテリートレイは、この順に重ねられて共締めされている、上記２に記載の車両構造。

５．前記構造部材は、第１縦壁と、前記第１縦壁の車幅方向内側に位置する第２縦壁と、を有し
前記第１縦壁及び前記第２縦壁は、前記車体の前後方向に延びており
前記第１縦壁の最小厚みは、前記第２縦壁の最大厚みよりも小さい、上記１～４のいずれか１つに記載の車両構造体。

６．前記バッテリーカバー及び前記バッテリートレイは、それぞれ、シートモールディングコンパウンドを用いて一体成形された繊維強化プラスチックで構成されている、上記１～５の何れか１項に記載の車両構造体。

７．前記バッテリートレイには、クロスメンバーが挿入されており
（１）前記バッテリートレイは、第１底部と、前記第１底部の外周に立設された周壁と、前記第１底部に接続された第１内壁と、前記第１底部に接続された第２内壁と、前記第１内壁及び前記第２内壁の双方に接続され、前記第１底部から立設された第２底部と、を有し
（２）前記第１底部、前記周壁、前記第１内壁、前記第２内壁及び前記第２底部は、一体成形された繊維強化プラスチックで構成されており
（３）前記第１内壁、前記第２内壁及び前記第２底部によって車幅方向に延びる凹部が形成され、前記凹部の少なくとも１箇所に前記クロスメンバーが挿入されている、上記１～６の何れか１つに記載の車両構造体。

８．前記クロスメンバーは、前記構造部材に接合されている、上記７に記載の車両構造体。

９．前記第１底部と前記第１内壁とのなす角度、および、前記第１底部と前記第２内壁とのなす角度は、９０度以上１３５度以下である、上記７または８に記載の車両構造体。

１０．前記第１底部と前記第１内壁との境界領域、前記第１底部と前記第２内壁との境界領域、および、前記第１底部と前記周壁との境界領域には、不連続繊維が連続的に分散されている、上記７～９のいずれか１つに記載の車両構造体。

１１．前記バッテリーカバーは、リブを有し、一次モードの固有振動数が２５Ｈｚ以上である、上記１～１０のいずれか１つに記載の車両構造体。

１２．前記繊維強化プラスチックは、比熱が０．５Ｊ／ｋｇ・℃以上２．０ Ｊ／ｋｇ・℃以下であり、最小厚みが１～５ｍｍである、上記１に記載の車両構造。

１３．上記１～１２のいずれか１つに記載の車両構造を車体に固定してなるバッテリー搭載車体であって
前記構造部材と車体との固定点数ｎ１と、前記バッテリーカバーと車体との固定点数ｎ２との関係が、ｎ１＞ｎ２を満たす、バッテリー搭載車体。

１４．前記構造部材の最下部は、前記バッテリートレイの最下部よりも下方に位置する、上記１から１３のいずれか１つに記載の車両構造体。

１５．前記構造部材の前記第１縦壁の上端は、前記バッテリートレイの前記第１底部よりも上方に位置し、前記構造部材の前記第１縦壁の下端は、前記バッテリートレイの前記第１底部よりも下方に位置する、上記５に記載の車両構造体。

１６．前記構造部材の前記第２縦壁の上端は、前記バッテリートレイの前記第１底部よりも上方に位置し、前記構造部材の前記第２縦壁の下端は、前記バッテリートレイの前記第１底部よりも下方に位置する、上記５に記載の車両構造体。

１７．前記バッテリートレイの下方に保護壁をさらに備え、前記保護壁は、前記構造部材に接続されている、上記１４に記載の車両構造。

１８．前記構造部材は、第１縦壁と、前記第１縦壁の車幅方向内側に位置する第２縦壁と、を備え
前記第１縦壁及び前記第２縦壁は、前記車体の前後方向に延び
前記第１縦壁の強度は、前記第２縦壁の強度よりも低い、上記１～５のいずれか１つに記載の車両構造体。

本発明の車両構造体では、車両の側面に衝撃が加わった場合に、車体の構造剛性に加えてバッテリートレイの構造剛性を利用することができる。

バッテリートレイを用いた車両構造体の一例を示す概略分解斜視図である。 バッテリートレイの一例を示す概略斜視図である。 バッテリートレイの一例の模式的な断面図（図２の２０２－２０２線に沿った断面であって、スタッドボルト台が設けられていない位置の断面）である。 バッテリートレイの一例の模式的な断面図（図２の２０３－２０３線に沿った断面であって、スタッドボルト台が設けられている位置の断面）である。 バッテリートレイの一例の模式的な断面図である。 図５Ａの第１底部３０３と第１内壁２０６との境界領域、および、第１底部３０３と第２内壁２０７との境界領域の拡大図である。 図５Ａにおける第１の底部３０３と周壁２０５との拡大図である。 バッテリーカバーを用いた車両構造体の一例を示す概略図である。 図６の６０１－６０１線に沿った断面を示す概略図である。 図７Ａのクロスメンバーが見えるように拡大した模式図（リブが設けられていない位置の観察）である。 図７Ａのクロスメンバー及びリブが見えるように拡大した模式図である。 バッテリーカバーの一例を内側から見た模式図である。 バッテリートレイが撓みやすい方向を示す模式図である。 バッテリーカバー、バッテリートレイおよび構造部材Ａを締結した例を示す模式図である。 共締め部の拡大模式図である。 構造部材Ａを車両に締結するための固定部の一例を示す模式図である。 車体の前後方向においてバッテリーカバー及びバッテリートレイの外側に設けられた構造部材Ｂと、バッテリーカバー及びバッテリートレイの角部に設けられた構造部材Ｃとを示す模式図である。 バッテリートレイの下方に保護壁を備えた車両構造体の一例を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の車両構造体は、車体中央下部に配置される車両構造体であって、バッテリートレイ及びバッテリーカバーを有するバッテリーボックスと、衝撃エネルギーを吸収する構造部材と、を備える。前記バッテリートレイ及び前記バッテリーカバーは、それぞれ一体成形された繊維強化プラスチックで構成されている。

［一体成形］
ここで、一体成形とは、別部材を接合して成形するのではなく、継ぎ目なく連続的に成形することを意味する。このような一体成形は、繊維強化プラスチックを一度の成形で製造することによって実現することができ、好ましくは、プレス成形によって実現することができる。繊維強化プラスチックは、シートモールディングコンパウンド（ＳＭＣともいう）を一体成形して製造することができる。部品を一体成形することにより、異なる部品を１つの部品として処理することができ、部品の単価を低減することができる。また、組立工数が削減され、部品点数の削減により在庫に係るコストを低減することができる。
なお、バッテリートレイとバッテリーカバーとはそれぞれ一体成形されており、バッテリートレイはバッテリーカバーと一体成形されていない。バッテリートレイとバッテリーカバーとは別体である。

［繊維強化プラスチック］
１．強化繊維
繊維強化プラスチックに含まれる強化繊維は、特に限定されないが、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維及びバサルト繊維からなる群から選択される１種以上の強化繊維であることが好ましい。強化繊維はガラス繊維であることがより好ましい。強化繊維としてガラス繊維を用いる場合、ガラス繊維の平均繊維径は、１μｍ～５０μｍであることが好ましく、５μｍ～２０μｍであることがより好ましい。平均繊維径が大きいと繊維への樹脂の含浸が容易となり、上限以下であると成形性、加工性が向上する。

２．不連続繊維
強化繊維は、不連続繊維を含むことが好ましい。不連続繊維を用いると、連続繊維のみを用いた繊維強化プラスチックに比べて、成形性が向上し、複雑な成形品を成形しやすい。

３．強化繊維の重量平均繊維長
強化繊維の重量平均繊維長は、１ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましい。重量平均繊維長は、より好ましくは１ｍｍ～７０ｍｍであり、さらに好ましくは１ｍｍ～５０ｍｍである。

近年、車載用バッテリーは大型化しており、バッテリーボックスの縦横寸法は、１ｍ×１ｍ、１．５ｍ×１．５ｍ等である。重量平均繊維長が１ｍｍ以上であれば、大型のバッテリーボックスを製造した場合であっても、大型バッテリーを収納するための機械的特性を確保しやすい。

射出成形により製造される繊維強化プラスチックにおいて、強化繊維の重量平均繊維長は、０．１～０．３ｍｍ程度である。したがって、強化繊維の重量平均繊維長が１ｍｍ以上１００ｍｍ以下である場合には、プレス成形により繊維強化プラスチックを製造することが好ましい。

強化繊維の重量平均繊維長が１００ｍｍ以下であると、流動性に優れるため好ましい。本発明では、繊維長の異なる不連続強化繊維を併用してもよい。すなわち、本発明に用いられる不連続強化繊維は、重量平均繊維長の分布において単一のピークを有していてもよいし、複数のピークを有していてもよい。

４．繊維体積割合
強化繊維の繊維体積割合Ｖｆは、特に限定されないが、２０～７０％が好ましく、２５～６０％がより好ましく、３０～５５％がさらに好ましい。
繊維体積割合（Ｖｆ、単位：体積％）とは、強化繊維とマトリックス樹脂だけでなく、他の添加剤を含む繊維強化プラスチック全体の体積に対する、強化繊維の体積の割合をいう。

５．樹脂
本発明において、樹脂の種類は特に限定されず、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂が用いられる。熱硬化性樹脂を用いる場合、熱硬化性樹脂は、不飽和ポリエステル系樹脂、ビニルエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂であることが好ましい。
樹脂は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

６．他の薬剤
本発明で用いる繊維強化プラスチックは、本発明の目的を損なわない範囲で、有機繊維又は無機繊維の各種繊維状又は非繊維状充填剤、無機充填剤、難燃剤、耐紫外線剤、安定剤、離型剤、顔料、軟化剤、可塑剤、界面活性剤等の添加剤を含んでいてもよい。
熱硬化性樹脂を用いる場合には、増粘剤、硬化剤、重合開始剤、重合禁止剤等を含有させてもよい。
添加剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

７．シートモールディングコンパウンド
本発明の繊維強化プラスチックは、強化繊維を用いたシートモールディングコンパウンド（ＳＭＣともいう）を成形して得られることが好ましい。本発明のシートモールディングコンパウンドは、成形性が高いので、バッテリートレイやバッテリーカバーのような複雑な形状にも容易に成形することができる。

すなわち、シートモールディングコンパウンドを成形して繊維強化プラスチックを製造し、凹凸を有するバッテリートレイを製造することができる。シートモールディングコンパウンドは、連続繊維よりも高い流動性及び成形性を有し、リブ及びボスを容易に製造することができる。
シートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）を用いた繊維強化プラスチックとしては、Ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｐｌａｓｔｉｃｓ社（ＣＳＰと略すことがある）製のシートモールディングコンパウンドを用いることができる。

［繊維強化プラスチックの最小厚み］
本発明において、繊維強化プラスチックの最小厚みは、１．０ｍｍ以上５ｍｍ未満であることが好ましく、１．５ｍｍ以上５ｍｍ未満であることがより好ましく、２ｍｍ以上５ｍｍ以下であることがさらに好ましく、３ｍｍ以上５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。最小厚みが５ｍｍ以下であれば、バッテリーボックスの軽量化の観点から好ましい。繊維強化プラスチックの最小厚みが１．０ｍｍ以上であれば、バッテリー温度が外気温の影響を受けにくくなる。

バッテリートレイの場合、繊維強化プラスチックの最小厚みは、２ｍｍ以上５ｍｍ未満であることが好ましく、３ｍｍ以上５ｍｍ未満であることがより好ましい。
バッテリーカバーの場合、繊維強化プラスチックの最小厚みは、１ｍｍ以上４ｍｍ未満であることが好ましく、１ｍｍ以上３ｍｍ未満であることがより好ましい。

［繊維強化プラスチックの比熱］
繊維強化プラスチックの比熱は、０．５Ｊ／ｋｇ・℃以上２．０Ｊ／ｋｇ・℃以下であることが好ましい。この範囲内であれば、バッテリーに対する外気温の影響が小さくなる。
以下、本発明の車両構造体の一実施形態について図面を参照して説明する。

図面に示す車両構造体は、車体中央下部に配置され、バッテリートレイ１０５とバッテリーカバー１０２とを含むバッテリーボックス１０１と、構造部材Ａ（１０８）とを備えている。バッテリートレイ１０５およびバッテリーカバー１０２は、それぞれ一体成形された繊維強化プラスチックで構成されている。構造部材Ａ（１０８）は、衝撃エネルギーを吸収するために使用される。バッテリーボックス１０１は、バッテリー１０３を収容する。
また、バッテリートレイ１０５には、温度制御のための冷却機構１０４が設けられていてもよい。
バッテリーカバー１０２とバッテリートレイ１０５と構造部材Ａ（１０８）とが共締めされる。締結された状態を図６に示す。

バッテリーボックスの構成部品を繊維強化プラスチックで構成する場合、バッテリーから発生する電磁波を遮蔽するために、バッテリーボックスに電磁波遮蔽層が取り付けられる。電磁波遮蔽層は、バッテリーから放射される電磁波を遮蔽して外部への放射や漏洩を防止することができ、バッテリーボックスの構成部品に対して十分な電磁波遮蔽性を確保することができ、例えば、車両の制御系や人体への電磁波の悪影響を防止することができる。

電磁波遮蔽層は、金属で構成されていることが好ましく、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成されていることがより好ましい。電磁波遮蔽層は、バッテリーカバー１０２、バッテリートレイ１０５、または構造部材Ａ（１０８）と共締めされてもよい。

［バッテリートレイ及びバッテリーカバー］
バッテリー１０３は、バッテリートレイ１０５とバッテリーカバー１０２とを有するバッテリーボックス１０１に収納されている。

［バッテリーカバーの一次モードの固有振動数］
バッテリーカバー１０２は、図７Ｃに示すリブ７０２のようなリブを有し、一次モードの固有振動数が２５Ｈｚ以上であることが好ましい。固有振動数は、より好ましくは３０Ｈｚ以上、更に好ましくは３５Ｈｚ以上、より更に好ましくは４０Ｈｚ以上である。バッテリーカバー１０２がリブを含む場合、バッテリーカバー１０２は不均一な厚みの構造になる。バッテリーカバー１０２に入力される振動は２５Ｈｚ以下であることが多いので、バッテリーカバー１０２は振動と共振しないように設計することが好ましい。リブの断面形状は特に限定されず、正方形状、長方形状、逆円錐台形状、逆三角形状、断面半円形状、断面半楕円形状、凹凸形状、山型等であってもよい。リブの配置構造は特に限定されず、一方向に配置されていてもよいし、十字状に配置されていてもよいし、斜交い状に配置されていてもよい。リブの位置も特に限定されず、バッテリーカバー１０２の外側であってもよいし、内側であってもよい。内側にリブを設けると、バッテリーボックス１０１の設計スペースを最大化することができる（例えば、リブ間の配線に設計スペースを利用することができる）ので好ましい。図８には、バッテリーカバー１０２の内側に設けられた十字形状の断面長方形のリブ８０２が示されている。
バッテリートレイ１０５が凹部を有することにより、一次モードの固有振動数を２５Ｈｚ以上に容易に設定することができる。

［バッテリーカバーと車体との固定点の数］
バッテリーカバー１０２の一次モードの固有振動数が２５Ｈｚ未満であると、バッテリーカバー１０２に入力される振動との共振を防止するために、バッテリーカバー１０２を車体に固定する必要があり、車体との固定点が多くなる。すなわち、一次モードの固有振動数が２５Ｈｚ以上であれば、バッテリーカバー１０２に入力される振動との共振を防止するために、バッテリーカバー１０２を車体に固定するための固定点を少なくすることができる。一般に、バッテリーカバー１０２は、車体の内側から締結されることにより固定される。固定点を減らすことができれば、車体内側からの締結作業を減らすことができる。

すなわち、本発明の車両構造体が車体に固定され、車体がバッテリー搭載車体となる場合、構造部材Ａ（１０８）と車体との固定点の数ｎ１と、バッテリーカバー１０２と車体との固定点の数ｎ２との関係が、ｎ１＞ｎ２を満たすことが好ましい。構造部材Ａ（１０８）と車体との間の固定点は、図１２の１２０１に示されている。

構造部材Ａ（１０８）と車体とを締結することで、バッテリーカバー１０２を車体に固定（主に締結）する固定点を減らすことができる。構造部材Ａ（１０８）を車体に締結する際に、バッテリーカバー１０２を車体の内側から締結する必要がないので、作業効率が向上する。
具体的な固定点の数ｎ２は、１０以下であることが好ましく、５以下であることがより好ましく、３以下であることがさらに好ましく、０であることが最も好ましい。
また、バッテリーボックス１０１の固定点を減らすことで、バッテリーボックス１０１の締結穴の数を減らすことができる。このため、バッテリーボックス１０１の気密性を容易に確保することができる。

［バッテリートレイ：一般］
バッテリートレイ１０５は、車両駆動用バッテリー１０３を搭載し、自動車を駆動するために用いられる。
バッテリートレイ１０５は、第１底部３０３と、第１底部３０３の外周に立設された周壁２０５とを有する。バッテリートレイ１０５は、第１の底部２０６に接続された第１の内壁２０６と、第１の底部３０３に接続された第２の内壁２０７と、第１の内壁２０６および第２の内壁２０７の両方に接続され、第１の底部から上げ底された第２の底部３０１とをさらに含む。

第１底部３０３、周壁２０５、第１内壁２０６、第２内壁２０７および第２底部３０１は、一体成形された繊維強化プラスチックで構成されている。
このように、第１内壁２０６と第２内壁２０７とによって内部区画壁１０７が形成されるので、内部区画壁を底部から高く形成しても、先端まで強化繊維を含む壁を容易に製造することができる。

［バッテリートレイ：フランジ］
バッテリートレイ１０５は、例えば、図４に示すフランジ４０２を有する。バッテリートレイ１０５のフランジは、バッテリーカバー１０２と構造部材Ａ（１０８）とを共締めするために使用される。

［バッテリートレイ：第１底部］
第１底部３０３の下面は、バッテリートレイ１０５の最下面である。第１底部３０３の上面にバッテリーを載置してもよいし、バッテリーと第１底部との間に設けられた空間に冷却機構１０４や換気機構を設けてもよい。また、第１底部は、完全な平板状である必要はなく、コルゲート状のような波状であってもよいし、曲面を有していてもよい。

［バッテリートレイ：周壁］
周壁２０５は、第１底部３０３の外周に立設されており、第１底部３０３の表面に連続して形成されていることが好ましい。

［バッテリートレイ：第１内壁及び第２内壁］
第１内壁２０６は、第１底部３０３に接続されている。バッテリートレイを構成する繊維強化プラスチックは、第１内壁２０６と第１底部３０３との間で折り曲げられている。第１底部３０３は第１内壁２０６とは連続しており、第１底部３０３と第１内壁２０６とは継ぎ目なく一体成形されている。

同様に、第２内壁２０７は、第１底部３０３に接続されている。バッテリートレイを構成する繊維強化プラスチックは、第２内壁２０７と第１底部３０３との間で折り曲げられている。第１底部３０３と第２内壁２０７とは連続しており、第１底部３０３と第２内壁２０７とは継ぎ目なく一体成形されている。繊維強化プラスチックを用いることにより、継ぎ目のない一体成形を容易に行うことができる。
第１内壁２０６及び第２内壁２０７は、バッテリートレイを形成する繊維強化プラスチックを折り曲げて形成されている。

［バッテリートレイ：内部区画壁］
第１内壁２０６及び第２内壁２０７は、バッテリートレイ１０５の内部を区画する図１に示す内部区画壁１０７を形成する。このような内部区画壁１０７は２つ以上あってもよい。図１及び図２では、内部区画壁１０７がＹ軸方向に形成されており、合計４つの内部区画壁１０７が延びている。図１及び図２におけるＸ軸は車軸方向（車両の進行方向）を示し、Ｙ軸は車幅方向を示すことが好ましい。

［バッテリートレイ：スタッドボルト基部］
バッテリートレイ１０５は、第１内壁２０６及び第２内壁２０７の両方に連結され、第１底部３０３から底上げされたスタッドボルト基部４０７を含んでもよい。スタッドボルト基部４０７は、第１底部３０３、周壁２０５、第１内壁２０６、第２内壁２０７及び第２底部３０１と一体成形された繊維強化プラスチックで構成されている。スタッドボルト基部４０７は、第１内壁２０６及び第２内壁２０７の両方に接続され、第１底部３０３から底上げされていることが好ましい。第１内壁２０６と第２内壁２０７内壁は、スタッドボルト基部４０７を介して互いに接続されてもよい。

すなわち、バッテリートレイ１０５は、フランジ４０２と、第１底部３０３と、第１底部３０３の外周に立設された周壁２０５と、第１底部３０３に接続された第１内壁２０６と、第１底部３０３に接続された第２内壁２０７と、第１内壁２０６および第２内壁２０７の双方に接続され、第１底部３０３から立ち上がるスタッドボルト基部４０７と、を有する。

スタッドボルト基部４０７がバッテリートレイ１０５に設けられる場合、スタッドボルト基部４０７を別部品として設ける必要がない。バッテリーボックス１０１の構成要素であるバッテリートレイ１０５は、一体成形された繊維強化プラスチックで構成されているので、スタッドボルト基部４０７は、繊維強化プラスチックの成形が完了するとすぐに設けられる。

特許文献１に記載のバッテリートレイでは、バッテリートレイの両側に大きなバッテリーブラケットを設ける必要があるため、バッテリートレイが大型化してしまう。このように大きなバッテリーブラケットを設けた場合、同じ量、数のバッテリーを搭載するためには、車両自体の幅を大きくする必要がある（車両設計の自由度が低下する）。スタッドボルト基部が内部区画壁の上部の複数箇所に設けられているので、車両の設計自由度が向上する。

［バッテリートレイ：第２底部］
また、第１内壁２０６と第２内壁２０７とは、第２底部３０１を介して接続されており、第２底部３０１は、第１内壁２０６および第２内壁２０７によって底上げされていることが好ましい。すなわち、第１内壁２０６及び第２内壁２０７は、内部区画壁１０７を形成し、第２底部３０１は、内部区画壁１０７の上部の底部である。

図３は、図２の２０２－２０２線に沿って切断した断面図であって、第１内壁２０６及び第２内壁２０７によって形成された内部区画壁１０７の上部の下部に第２底部３０１が描かれている。
図３は、スタッドボルトの挿通孔４１２を設ける必要がない位置の断面図であり、スタッドボルト基部４０７は図示されていない。
第２底部３０１の反対面は、金属カバー３０４で覆われてもよく、剛性を向上させてもよい。

［バッテリートレイ：第２底部の高さ］
第１の底部からフランジまでの高さｈ１と、第１の底部から第２の底部の上面までの高さｈ３とが、ｈ１×０．３＜ｈ３＜ｈ１×２．０の関係を満たすことが好ましい。高さｈ１及びｈ３は、図３に示されている。第２底部が曲面等である場合には、ｈ３が最大となる長さを測定する。

ｈ１×０．３＜ｈ３の場合、内部区画壁の高さが高くなるので、バッテリー（１０３、４１０）を安定して保持することができる。ｈ３の下限値については、ｈ１×０．５＜ｈ３であることがより好ましく、ｈ１×０．６＜ｈ３であることがさらに好ましく、ｈ１×０．７＜ｈ３であることがさらにより好ましい。

ｈ３の上限値については、ｈ３＜ｈ１×１．８がより好ましく、ｈ３＜ｈ１×１．５がさらに好ましく、ｈ３＜ｈ１×１．２がさらにより好ましく、ｈ３＜ｈ１×１．０が最も好ましい。

［バッテリートレイ：第２底部と凹部との関係］
本発明のバッテリーボックス１０１の構成要素は、複数の凹部２０８を含み、空間３１３を形成する。換言すれば、凹部は、第１内壁２０６、第２内壁２０７、及び第２底部３０１（又はスタッドボルト基部４０７）によって囲まれた空間領域３１３を形成する。

［バッテリートレイ：一体成形］
第１底部３０３、周壁２０５、第１内壁２０６、第２内壁２０７および第２底部３０１は、一体成形された繊維強化プラスチックで構成されている。好ましい実施形態では、バッテリーを固定するためのスタッドボルト基部４０７も一体成形することができ、さらに、フランジ４０２、第１底部３０３、周壁２０５、第１内壁２０６、第２内壁２０７、およびスタッドボルト基部４０７は、一体成形された繊維強化プラスチックで構成される。

［バッテリートレイ：クロスメンバー］
本発明の車両構造体では、図７Ｂおよび図７Ｃに示すように、車幅方向に延びるクロスメンバー７０１がバッテリートレイ１０５に挿入されていることが好ましい。
この場合、バッテリートレイ１０５は、
（１）第１底部３０３と、第１底部３０３の外周に立設された周壁２０５と、第１底部３０３に接続された第１内壁２０６と、第１底部に接続された第２内壁２０７と、第１内壁２０６および第２内壁２０７の両方に接続され、第１底部から底上げされた第２底部３０１と、を備える。

第１底部３０３、周壁２０５、第１内壁２０６、第２内壁２０７および第２底部３０１は、一体成形された繊維強化プラスチックで構成されている。
第１内壁２０６、第２内壁部２０７及び第２底部３０１によって、車幅方向に延びる凹部が形成されている。
凹部の少なくとも１箇所にクロスメンバーが挿入されている。

［クロスメンバー：配置］
具体的には、第１内壁２０６と第２内壁部２０７と第２底部３０１とによって車幅方向に延びる凹部２０８が形成されており、凹部２０８の少なくとも１箇所にクロスメンバー７０１が挿入されていることが好ましい。凹部２０８は、第１内壁２０６と第２内壁２０６と第２底部３０１とで囲まれた空間領域３１３を形成する。

クロスメンバー７０１が凹部２０８に挿入された後、クロスメンバー７０１と第２底部３０１との間には、空間７０３が設けられることが好ましい。空間７０３を設けることにより、クロスメンバー７０１とバッテリートレイ１０５との衝突音を回避することができる。

クロスメンバー７０１は、複数存在することが好ましく、第１内壁２０６、第２内壁２０７及び第２底部３０１によって形成される車幅方向に延びる凹部２０８の２箇所以上にクロスメンバー７０１が挿入されることがより好ましい。全ての凹部２０８にクロスメンバーが挿入されていることがより好ましい。
クロスメンバー７０１は、バッテリートレイ１０５の車幅方向に延びることが好ましく、図２に示すように、バッテリートレイ１０５の車幅方向の一端から他端まで延びてもよい。

［クロスメンバー：形状］
クロスメンバー７０１の形状は特に限定されず、クロスメンバー７０１の断面を車幅方向（図２のＹ軸方向）から見たときに、断面がＴ字状、Ｌ字状、またはこれらを組み合わせた形状であってもよい。クロスメンバー７０１は、車幅方向に延びるように、第１内壁２０６、第２内壁２０７及び第２底部３０１によって形成された凹部２０８に沿って凸状に折り曲げられている。換言すれば、車両構造体を車両側面方向から断面視したときに、クロスメンバーが上方に凸となるように屈曲して凹部２０８に挿入されていることが好ましい。図７Ｂおよび図７Ｃは、屈曲したクロスメンバー７０１を示す。クロスメンバー７０１は、平板状の金属板をプレス加工及び折り曲げ加工することにより、凹部２０８に沿った凸形状に形成されている。ここで、「凹部に沿った」とは、凹部に完全に沿っている必要はなく、実質的に沿っていてもよいことを意味する。

車両構造体の断面を車幅方向から見た場合、第１内壁２０６、第２内壁２０７、第２底部３０１及びクロスメンバー７０１によって、図７Ｂ及び図７Ｃに示すような閉断面構造７０３が形成されることが好ましい。クロスメンバー７０１と第２底部３０１との衝突音を回避するために、クロスメンバー７０１の突出形状の高さは、クロスメンバー７０１が第２底部３０１に接触しない程度に設定されることが好ましい。

［クロスメンバー：嵌合］
クロスメンバー７０１は、車幅方向に延び、凹部２０８へ嵌合されていることが好ましい。この場合、クロスメンバー７０１は、図７Ｂ、図７Ｃに示すように、凸形状であることが好ましい。すなわち、クロスメンバー７０１の突出部は、第１内壁２０６、第２内壁２０７及び第２底部３０１によって形成された車幅方向に延びる凹部２０８と嵌合することが好ましい。

［クロスメンバー：接合］
クロスメンバー７０１は、第１底部３０３に接合されていることが好ましく、接着剤によって第１底部３０３に接着されていてもよい。接着の場合、バッテリートレイ１０５に孔を形成する必要がなく、締結の場合に比べて気密性が向上する。

［クロスメンバー：素材］
クロスメンバー７０１は、金属または繊維強化複合材料であることが好ましい。連続繊維で強化された繊維強化複合材料を用いる場合、車幅方向（図２のＹ軸方向）に繊維が配向していることが好ましい。金属は合金であってもよい。

［クロスメンバー：厚み］
クロスメンバー７０１の厚みは、０．５ｍｍ以上６．０ｍｍ以下であることが好ましく、１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることがより好ましく、１．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。

［クロスメンバー配置の効果］
バッテリートレイ１０５は凹部２０８を有し、凹部２０８は、第１内壁２０６、第２内壁２０７および第２底部３０１によって囲まれた空間領域３１３を形成する。凹部２０８が設けられていることにより、バッテリートレイ１０５が上下方向に撓みやすくなる。より具体的には、上下方向の曲げは、図９の矢印９０１の方向の曲げであり、バッテリートレイ１０５の車両前後方向の端部の曲げである。

クロスメンバー７０１がバッテリートレイ１０５の凹部２０８に挿入され、第１底部３０３がクロスメンバー７０１に接合されることで、振動による上下方向（図９の矢印９０１の方向）の撓みが抑制される。クロスメンバー７０１を車幅方向に延在させて凹部２０８に嵌め込んで接合することで、クロスメンバー７０１の撓みをさらに抑制することができる。

［バッテリートレイの凹部のリブ］
本発明の車両構造体では、図７Ｃに示すように、凹部２０８の少なくとも１箇所に、バッテリートレイ１０５と一体的に形成されたリブ７０２が設けられていることが好ましい。換言すれば、リブ７０２は、第１内壁２０６、第２内壁２０７及び第２底部３０１によって形成される車幅方向に延在する凹部２０８のうち、少なくとも１箇所の延在凹部２０８に設けられていることが好ましい。延在凹部２０８には、複数のリブ７０２が延在方向に間欠的に設けられていることがより好ましい。図７Ｃは、バッテリートレイ１０５の凹部にリブ７０２が存在する部分を示し、図７Ｂは、バッテリートレイ１０５の凹部にリブ７０２が存在しない部分を示している。

バッテリートレイ１０５の凹部２０８におけるリブ７０２の厚みは、１ｍｍ以上４ｍｍ以下であることが好ましく、２．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であることがより好ましい。リブ７０２の高さは、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが好ましい。リブ７０２の厚みとは、図７Ａ～図７ＣにおけるＹ軸方向の厚みであり、リブ７０２の高さとは、図７Ａ～図７ＣにおけるＺ軸方向の高さである。

バッテリートレイ１０５の凹部２０８にリブ７０２を設けることで、振動による上下方向（図９の矢印９０１の方向）への撓みを抑制することができる。

［バッテリートレイの一次モードの固有振動数］
バッテリートレイ１０５の一次モードの固有振動数は、２５Ｈｚ以上であることが好ましい。一般に、車体の固有振動数は２５Ｈｚ以下であるため、バッテリートレイ１０５は、車体と共振しないように設計することが好ましい。バッテリートレイ１０５の一次モードの固有振動数は、３０Ｈｚ以上であることがより好ましく、３５Ｈｚ以上であることがさらに好ましく、４０Ｈｚ以上であることがさらに好ましい。

より具体的には、凹部２０８の少なくとも１箇所に、バッテリートレイ１０５と一体成形されたリブ７０２を設けることにより、バッテリートレイ１０５の一次モードの固有振動数が２５Ｈｚ以上となることが好ましい。バッテリートレイ１０５が凹部２０８を有することにより、一次モードの固有振動数を２５Ｈｚ以上とすることが容易となる。あるいは、凹部２０８にリブ７０２をさらに設けることで、バッテリートレイ１０５の一次モードの固有振動数をより容易に２５Ｈｚ以上とすることができる。

リブ７０２とクロスメンバー７０１とは、互いに接触せず、両者の間に隙間があることが好ましい。リブ７０２とクロスメンバー７０１とが接触しないので、リブ７０２とクロスメンバー７０１との打音を回避することができる。

防振のみに着目すれば、クロスメンバー７０１がなくても問題はない。したがって、以下の発明は、本発明の車両構造体からクロスメンバー７０１を除いたバッテリートレイ１０５として説明する。

［リブ付きバッテリートレイ］
バッテリートレイは、車体の中央下部に配置されるバッテリートレイ１０５である。
（１）バッテリートレイ１０５は、第１底部３０３と、第１底部３０３の外周に立設された周壁２０５と、第１底部３０３に接続された第１内壁２０６と、第１底部３０３に接続された第２内壁２０７と、第１内壁２０６および第２内壁２０７の双方に接続され、第１底部３０３から底上げされた第２底部３０１と、を備える。
（２）第１底部３０３、周壁２０５、第１内壁２０６、第２内壁２０７および第２底部３０１は、一体成形された繊維強化プラスチックで構成されている。
（３）第１内壁２０６、第２内壁部２０７および第２底部３０１によって、車幅方向に延びる凹部２０８が形成されている。
（４）凹部２０８の少なくとも１箇所に、バッテリートレイ１０５と一体成形されたリブが設けられている。

［クロスメンバーと構造部材Ａとの接合］
クロスメンバー７０１は構造部材Ａ（１０８）に接合されていることが好ましく、接合は溶接であることがより好ましい。クロスメンバー７０１と構造部材Ａ（１０８）とを接合することで、車両の側面に衝突エネルギーが入力された場合に、構造部材Ａ（１０８）だけでなくクロスメンバー７０１も衝突エネルギーの吸収に寄与することができる。構造部材Ａ（１０８）は、バッテリーカバー１０２及びバッテリートレイ１０５よりも車幅方向外側に位置するため、構造部材Ａ（１０８）は車両の両側に設けられる。構造部材をクロスメンバー７０１に接合することで、衝撃を受ける側の構造部材Ａ（１０８）だけでなく、衝撃を受ける側とは反対側の構造部材Ａ（１０８）も衝撃エネルギーの吸収に寄与することができる。

［バッテリートレイ：角度］
第１底部３０３と第１内壁２０６とがなす角度は、図４においてαで示されている。第１底部３０３と第２内壁２０７とがなす角度は、図４においてβで示されている。
第１底部３０３と第１内壁２０６とがなす角度α、および、第１底部３０３と第２内壁２０７とがなす角度βは、９０度以上１３５度以下であることが好ましい。角度α，βが９０度以上であると、成形時に成形金型からバッテリートレイを取り出しやすくなる。一方、角度α，βが１３５度以下であれば、バッテリー１０３の形状が直方体や立方体であっても、第１内壁２０６および第２内壁２０７をバッテリー１０３の形状に合わせやすくなる。

すなわち、第１底部３０３と第１内壁２０６とがなす角度α、および、第１底部３０３と第２内壁２０７とがなす角度βが９０度以上１３５度以下であれば、単位体積あたりのバッテリートレイ１０５に対して、バッテリー１０３のサイズを大きくすることができる。

第１底部３０３と第１内壁２０６とがなす角度α、および、第１底部３０３と第２内壁２０７とがなす角度βは、９０度以上１２０度以下であることがより好ましく、９０度以上１００度以下であることがさらに好ましい。

第１底部３０３と第１内壁２０６とがなす角度α、及び第１底部３０３と第２内壁２０７とがなす角度βを測定するためには、バッテリートレイ１０５の断面を観察すればよい。断面観察の方向は、第１内壁２０６または第２内壁２０７に垂直な方向であることが好ましい（例えば、図４の断面観察）。

断面観察において、第１底部３０３、第１内壁２０６、または第２内壁２０７が曲線形状を有する場合には、当該曲線に接線を引き、当該接線との角度を測定し、最大角度と最小角度とを平均して角度αまたは角度βを算出する。

［バッテリートレイ：スタッドボルト及びスタッドボルト基部］
本発明のバッテリートレイ１０５は、好ましくは、スタッドボルト基部４０７上に、バッテリーブラケットを取り付けるためのスタッドボルト４０９を含む。第１内壁２０６と第２内壁２０７とは、スタッドボルト基部４０７を介して接続されている。換言すれば、スタッドボルト基部４０７は、内部区画壁２０８の上部の位置に設けられることが好ましい。

また、スタッドボルト基部４０７は、貫通しない挿入孔４１２を含み、スタッドボルト４０９は、挿入孔４１２に挿入される。
スタッドボルト４０９は、両端にねじ部が形成されたボルトであり、スタッドボルト基部４０７の挿通孔にスタッドボルト４０９の一端がねじ込まれている。反対側には、バッテリーを固定するためのバッテリーブラケット４１１が締結される。スタッドボルト４０９の形状は、特に限定されない。

図５Ａに示すスタッドボルト基部４０７の厚みｔ１と、図３に示す第２底部３０１の厚みｔ２とは、ｔ２＜ｔ１を満たすことが好ましい。換言すれば、第１内壁２０６及び第２内壁２０７によって形成される内部区画壁２０８の頂部２０１の厚みが、Ｙ軸方向（車幅方向）に向かって偏肉構造を形成することに寄与することが好ましい。頂部２０１は、スタッドボルト基部４０７と第２の底部３０１との繰り返し構造であることが好ましい。第２の底部の厚みｔ２は、スタッドボルト基部の厚みｔ１（壁厚とも呼ばれる）よりも小さくなるように設計され、それにより、バッテリートレイ１０５の重量を低減することができる。ｔ２×０．８＜ｔ１を満たすことがより好ましく、ｔ２×０．５＜ｔ１を満たすことがさらに好ましい。
フランジ４０２、第１底部３０３、周壁２０５、第１内壁２０６、第２内壁２０７、スタッドボルト基部４０７及び第２底部３０１は、一体成形された繊維強化プラスチックで構成されている。

［バッテリートレイ：バッテリーを固定するための貫通孔］
従来のバッテリートレイの場合、バッテリーをバッテリートレイに締結するために、バッテリートレイに貫通孔を設け、バッテリーブラケットをバッテリートレイに固定する必要があった。

本発明の好ましい実施形態では、スタッドボルト基部４０７は、バッテリートレイ１０５と一体成形された繊維強化プラスチックで構成され、厚みを有する偏肉構造である。すなわち、第１内壁２０６、第２内壁２０７、第１底部３０３およびスタッドボルト基部４０７には、バッテリー１０３を固定するための貫通孔を設けなくてもよい。このような貫通孔を設けないことにより、バッテリーボックス１０１の密閉性を向上させることができ、バッテリーボックス１０１内の湿度を安定させることができ、バッテリーの寿命を延ばすことができる。また、周壁２０５には、バッテリー１０３を固定するための貫通孔が設けられていないことが好ましい。

［バッテリートレイ：スタッドボルト基部の高さ］
第１底部３０３からフランジ４０２までの高さｈ１と、第１底部３０３からスタッドボルト基部４０７の上面までの高さｈ２とは、ｈ１×０．３＜ｈ２＜ｈ１×２．０を満たすことが好ましい。

第１底部３０３は厚みを有するので、高さｈ１は、第１底部３０３の上下方向の中心を基準として測定される。第１底部３０３が波打つような波状である場合や曲面を有する場合には、ｈ２が最大となる長さを測定する。

高さｈ１及びｈ２は、図４に示されている。
ｈ１×０．３＜ｈ２であれば、スタッドボルト基部４０７の位置が第１底部３０３よりも高くなるので、バッテリーブラケット４１１を取り付けるためのスタッドボルト４０９の位置を高くすることができる。その結果、バッテリーを固定するバッテリーブラケット４１１の固定位置が高くなり、バッテリーブラケット４１１の長さを短くすることができる。バッテリーブラケット４１１は一般的にアルミニウム等の金属で構成されているため、バッテリーブラケット４１１の長さを短くすることで軽量化に寄与することができる。

ｈ２の下限値については、ｈ１×０．５＜ｈ２であることがより好ましく、ｈ１×０．６＜ｈ２であることがさらに好ましく、ｈ１×０．７＜ｈ２であることがさらにより好ましい。
ｈ２の上限値については、ｈ２＜ｈ１×１．８がより好ましく、ｈ２＜ｈ１×１．５がさらに好ましく、ｈ２＜ｈ１×１．２がさらにより好ましく、ｈ２＜ｈ１×１．０が最も好ましい。

ｈ１×０．３＜ｈ２＜ｈ１×２．０を満たす場合、図４に示すように、第１内壁２０６と第２内壁２０７とスタッドボルト基部４０７とで囲まれた空間領域３１３が大きくなる。空間領域３１３が大きい場合には、スタッドボルト台４０７を設けてもクロスメンバー７０１を容易に挿入することができる。

第１底部３０３からスタッドボルト基部４０７の上面までの高さｈ２と、第１底部３０３から第２底部３０１の上面までの高さｈ３との関係は、ｈ２×０．８＜ｈ３＜ｈ１×１．２であることが好ましく、ｈ２×０．９＜ｈ３＜ｈ１×１．１であることがより好ましく、ｈ２＝ｈ３であることがさらに好ましい。

［バッテリートレイ：バッテリーを固定するためのリブ、ボス］
バッテリートレイ１０５の第１底部３０３の上面には、バッテリー１０３を固定するためのリブまたはボスが設けられていることが好ましい。第１底部の上面は、バッテリートレイ１０５のバッテリーが載置される面である。下面は、上面の反対側の面である。リブまたはボスは、バッテリーだけでなく、配線や冷却機構１０４も固定することが好ましい。
ここで、「固定」とは、バッテリーの動きを抑制することを意味し、完全な固定を意味するものではない。

リブの高さｈｒとバッテリーの高さｈｂとの関係は、ｈｂ×０．３＜ｈｒであることが好ましく、ｈｂ×０．５＜ｈｒであることがより好ましい。具体的には、リブの高さｈｒは、好ましくは２０～７０ｍｍ、より好ましくは３０～６０ｍｍ、さらに好ましくは４０～５０ｍｍである。この範囲であれば、バッテリートレイ１０５の剛性も向上させることができる。
また、バッテリーを固定するためのリブまたはボスは、繊維強化プラスチックにより一体成形されていることが好ましい。リブまたはボスを繊維強化プラスチックとの一体成形により設けることで、バッテリーの固定を容易に強化することができる。

［バッテリートレイ：第１内壁及び第２内壁の形状］
１．バッテリー形状に沿った形状
少なくとも第１内壁２０６および第２内壁２０７の一方は、バッテリー形状に沿った形状を有することが好ましい。第１内壁２０６および第２内壁２０７が、バッテリー形状に沿った形状を有することがより好ましい。すなわち、内部区画壁２０８は、バッテリー形状に沿った形状であることがより好ましい。

「バッテリー形状に沿った形状」は、第１内壁２０６または第２内壁２０７の形状がバッテリーの形状に沿って設計されることを意味する。例えば、バッテリー１０３が立方体または直方体である場合、第１内壁２０６または第２内壁２０７は直線状の壁である。

１つのバッテリーに対して、バッテリーの形状に沿うように（バッテリーの外周に沿うように）第１内壁と第２内壁とが設けられてもよい。（第１内壁と第２内壁で形成される）内部区画壁をバッテリー毎に設けることで、１つのバッテリーに燃焼等の不具合が発生しても他のバッテリーに影響を与えないため好ましい。図２では、第１内壁（２０６）及び第２内壁（２０７）は、車幅方向（図２のＹ軸方向）にのみ示されているが、進行方向（図２のＸ軸方向）に延びていてもよい。

２．車体下部への取付け
本発明におけるバッテリートレイ１０５は、電気自動車の車体下部に取り付けられ、車幅方向に沿って第１内壁２０６と第２内壁２０７とを有することが好ましい。これにより、クロスメンバーを車幅方向に容易に設置することができる。

ここで、「車幅方向」とは、例えば、図１におけるＹ方向であり、車幅方向である。また、車体の左右方向を車幅方向ともいう。例えば、図１では、第１内壁及び第２内壁である内部区画壁１０７は、車幅方向に延びている。

［バッテリートレイ：境界領域における不連続繊維の分散］
第１底部３０３と第１内壁２０６との境界領域、第１底部３０３と第２内壁２０７との境界領域、および第１底部３０３と周壁２０５との境界領域には、不連続繊維が連続的に分散されていることが好ましい。

第１底部３０３、周壁２０５、第１内壁２０６及び第２内壁２０７は、一体成形された繊維強化プラスチックで形成されているので、境界領域において不連続繊維を容易に連続分散させることができる。

「境界領域に強化繊維が連続して分散している」とは、境界領域の少なくとも一部に強化繊維が連続して分散していればよく、境界領域全体に強化繊維が連続して分散している必要はない。
境界領域において強化繊維が面内方向に連続して分散していると、境界領域の機械的特性が従来よりも向上する。

バッテリーボックス１０１の構成要素を一体成形せずに、第１内壁２０６または第２内壁２０７に相当する隔壁を別部品として取り付ける場合には、隔壁を第１底部３０３に締結する必要がある。しかしながら、内部区画壁を一体成形せずに別部品として取り付けると、必然的に第１底部３０３との締結力が低下し、締結力が不安定になる。

［バッテリートレイ：内側角部の曲率半径］
第１底部３０３と周壁２０５との境界領域には、曲率半径が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の内側角部を形成することが好ましい。曲率半径は、より好ましくは１ｍｍ以上７ｍｍ以下であり、さらに好ましくは２ｍｍ以上４ｍｍ以下である。
第１底部３０３と周壁２０５との境界領域における内側角部は、図５Ａ及び図５ＣにおいてＲ５０１で示されている。

また、第１底部３０３と第１内壁２０６との境界領域に、曲率半径が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の内側角部を形成することが好ましい。第１底部３０３と第１内壁２０６との境界領域における内側角部は、図５Ａ及び図５ＢにおいてＲ５２０で示されている。より好ましくは１ｍｍ以上７ｍｍ以下であり、さらに好ましくは２ｍｍ以上４ｍｍ以下である。

また、第１底部３０３と第２内壁２０７との境界領域に、曲率半径が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の内側角部を形成することが好ましい。第１底部３０３と第２内壁２０７との境界領域における内側角部は、図５Ａ及び図５ＢにおいてＲ５３０で示されている。曲率半径は、より好ましくは１ｍｍ以上７ｍｍ以下であり、さらに好ましくは２ｍｍ以上４ｍｍ以下である。

［バッテリートレイ：外側角部の曲率半径］
第１底部３０３と周壁２０５との境界領域には、曲率半径が２ｍｍ以上１１ｍｍ以下の外側角部を形成することが好ましい。曲率半径は、より好ましくは２ｍｍ以上８ｍｍ以下であり、さらに好ましくは３ｍｍ以上７ｍｍ以下である。
第１底部３０３と周壁２０５との境界領域における外側角部は、図５ＣにおいてＲ５０２で示されている。

また、第１底部３０３と第１内壁２０６との境界領域には、曲率半径が２ｍｍ以上１１ｍｍ以下の外側角部を形成することが好ましい。第１底部３０３と第１内壁２０６との境界領域における外側角部は、図５ＢにおいてＲ５２１で示されている。曲率半径は、より好ましくは２ｍｍ以上８ｍｍ以下であり、さらに好ましくは３ｍｍ以上７ｍｍ以下である。

また、第１底部３０３と第２内壁２０７との境界領域に、曲率半径が２ｍｍ以上１１ｍｍ以下の外側角部を形成することが好ましい。第１底部３０３と第２内壁２０７との境界領域における外側角部は、図５ＢにおいてＲ５３１で示されている。曲率半径は、より好ましくは２ｍｍ以上８ｍｍ以下であり、さらに好ましくは３ｍｍ以上７ｍｍ以下である。
外側角部の曲率半径は、内側角部の曲率半径よりも大きいことが好ましい。

［構造部材Ａ］
自動車用バッテリーの搭載量の増加に伴い、バッテリーボックス１０１は年々大型化している。バッテリーボックス１０１の車幅方向の長さは、自動車の幅の７０％以上であることが多く、８０％以上であってもよい。このため、大型のバッテリーボックス１０１を自動車の下部に搭載した場合、衝突時にバッテリーボックス１０１に従来よりも大きな荷重が入力される。このため、バッテリー自体を保護するためのエネルギー吸収構造が必要となる。

構造部材Ａ（１０８）は、剛性を確保するための部材であり、衝突時のエネルギーを吸収することも可能である。つまり、構造部材Ａ（１０８）は、バッテリートレイ１０５の周壁の車幅方向外側に配置されたエネルギー吸収部材でもあり、車幅方向からの衝突エネルギーを吸収する。

［構造部材Ａ：形状］
図１０に示すように、構造部材Ａ（１０８）は、第１縦壁１００１と、第１縦壁１００１の車幅方向内側に位置する第２縦壁１００２とを有し、第１縦壁１００１及び第２縦壁１００２は、車体前後方向に延びている。

第１縦壁１００１の最小厚みは、第２縦壁１００２の最大厚みよりも小さいことが好ましい。第１縦壁１００１の最小厚みが第２縦壁１００２の最大厚みよりも小さいので、車両の側面に衝突エネルギーが加わった場合に、第１縦壁１００１が破断してエネルギーを吸収し、第２縦壁（内壁）１００２がバッテリー１０３を保護することができる。

すなわち、構造部材Ａ（１０８）は、第１縦壁１００１と、第１縦壁１００１の車幅方向内側に位置する第２縦壁１００２とを有し、第１縦壁１００１および第２縦壁１００２は、車体前後方向に延びており、第１縦壁１００１の強度は、第２縦壁１００２の強度よりも低い。

第２縦壁の最大厚みｔ２ｍａｘと第１縦壁の最小厚みｔ１ｍｉｎとの関係は、ｔ２ｍａｘ×０．９＞ｔ１ｍｉｎ、ｔ２ｍａｘ×０．８＞ｔ１ｍｉｎである。

［構造部材Ａの高さ］
以下、構造部材Ａの上下方向の位置（高さ）について説明する。
構造部材Ａ（１０８）の最下部は、バッテリートレイ１０５の最下部よりも低い位置にあることが好ましい。より好ましくは、構造部材Ａ（１０８）の最下部は、バッテリートレイ１０５の第１の底部３０３の下方にあり、構造部材Ａ（１０８）の最上部は、バッテリートレイ１０５の第１の底部３０３の上方にある。

車幅方向から見て、構造部材Ａ（１０８）の第１縦壁１００１の上端は、バッテリートレイ１０５の第１底部３０３よりも上方に位置し、構造部材Ａ（１０８）の第１縦壁１００１の下端は、バッテリートレイ１０５の第１底部３０３よりも下方に位置することが好ましい。

車幅方向から見て、構造部材Ａ（１０８）の第２縦壁１００２の上端は、バッテリートレイ１０５の第１底部３０３よりも上方に位置し、構造部材Ａ（１０８）の第２縦壁１００２の下端は、バッテリートレイ１０５の第１底部３０３よりも下方に位置することが好ましい。

車幅方向から見て、バッテリートレイ１０５の第１底部３０３が構造部材Ａ（１０８）で覆われていると、衝突時にバッテリートレイ１０５の第１底部３０３を構造部材Ａ（１０８）で保護することができる。

また、構造部材Ａ（１０８）の上下方向の位置（高さ）を調整することにより、後述する保護壁１４０１を設けた場合に、下方から受ける衝撃からバッテリートレイ１０５を保護することができる。

［構造部材：共締め］
構造部材Ａ（１０８）は、バッテリートレイ１０５及びバッテリーカバー１０２の車幅方向外側に位置し、バッテリートレイ１０５及びバッテリーカバー１０２と共締めされている。このように共締めすることで、車両側面に衝撃が加わった際に、車体に加えてバッテリートレイ１０５の構造的な剛性を利用することができる。

図１１に示すように、構造部材Ａ（１０８）は、段付きボルト１１０１によってバッテリートレイ１０５およびバッテリーカバー１０２と共締めされることが好ましい。段付きボルト１１０１とは、ねじ切りされていない円筒部の直径がねじの呼び径よりも大きいボルトをいう。バッテリートレイ１０５またはバッテリーカバー１０２がシートモールディングコンパウンドによって成形された部品である場合、バッテリートレイ１０５またはバッテリーカバー１０２の厚みは、クリープ現象などによって経時的に減少する（薄くなる）。しかし、段付きボルト１１０１を用いることにより、バッテリーカバー１０２とバッテリートレイ１０５と構造部材Ａ（１０８）（または後述する構造部材Ｂ，Ｃ）との締結をより安定して維持することができる。

段付きボルト１１０１を用いる場合、図１０に示すように、バッテリーカバー１０２、バッテリートレイ１０５、構造部材Ａ（１０８）の順に重ねて締結するか、構造部材Ａ（１０８）、バッテリーカバー１０２、バッテリートレイ１０５の順に重ねて締結することが好ましい。この順に積層することにより、シートモールディングコンパウンドで形成されたバッテリートレイ１０５やバッテリーカバー１０２が薄くなっても（クリープ現象等により厚みが減少する現象）、安定して締結を維持することができる。

［構造部材Ｂ，Ｃ］
衝突エネルギーを吸収するための構造部材として、周壁の車体前後方向外側に沿って設けられた構造部材Ｂ（１３０２）をさらに備えることが好ましい。また、周壁の角部に構造部材Ｃ（１３０３）をさらに備えることが好ましい。また、衝突エネルギーを吸収する構造部材が、車幅方向外側だけでなく、周壁の外側全体に設けられているので、どの方向からの衝撃入力にも対応できるという効果がある。

構造部材Ｂ１３０２及び構造部材Ｃ１３０３も、バッテリートレイ１０５及びバッテリーカバー１０２の外側に配置され、バッテリートレイ１０５及びバッテリーカバー１０２と共締めされることが好ましい。

［保護壁］
車両構造体は、バッテリートレイの下に保護壁を含んでもよい。
１．詳細は以下の通りである。
バッテリートレイと、バッテリートレイの下方に設けられた保護壁とを備えた車両構造体である。バッテリートレイ及び保護壁は、繊維強化プラスチックで形成されている。前記保護壁は、締結棒によって前記バッテリートレイの少なくとも１つの位置に締結される。バッテリートレイには締結用の挿通孔が一体に形成されている。
保護壁の一例が図１４の１４０１に示されている。締結棒は図１４の１４０２で示され、挿入孔は図１４の１４０３で示される。
バッテリートレイ１０５の下の保護壁１４０１は、構造部材Ａ（１０８）に接続されることが好ましい。保護壁１４０１は、下方から受ける衝撃からバッテリートレイ１０５を保護することができる。

２．挿入孔
前記バッテリートレイから前記保護壁に向かって突出する挿入台（図１４の１４０４）が設けられ、前記挿入孔は、前記挿入台の内側に配置されていることが好ましい。

３．衝撃吸収部材
バッテリートレイと保護壁との間には、衝撃吸収部材（図１４の１４０５）を配置することが好ましい。また、衝撃吸収部材は、ハニカム構造を有することがより好ましい。このような衝撃吸収部材を設けることにより、車両下部からの耐衝撃性が向上する。

４．空気流を調整するための空力プレート
前記保護壁は、一体成形により、空気流を規制する空力プレートを備えた繊維強化プラスチックであることが好ましく、前記保護壁の下方に空気流を規制する空力プレートが設けられていてもよい。気流を規制する空力プレートを設けることにより、空気抵抗が低減され、車両の走行安定性が向上する。

５．電磁波遮蔽層
前記保護壁と前記バッテリートレイとの間に電磁波遮蔽層を設けることが好ましい。より具体的に、前記電磁波遮蔽層は、前記保護壁の上面に備えられることができる。この場合、衝撃吸収部材は、電磁波遮蔽層の上方に配置されていることが好ましい。

６．保護壁用材料
６．１ 保護壁は、強化繊維と熱硬化性樹脂とを含むシートモールディングコンパウンドを成形して得られる繊維強化プラスチックであってもよい。
６．２ 保護壁は、強化繊維と熱可塑性樹脂とを含む複合材料を成形して得られる繊維強化プラスチックであってもよい。
７．保護壁の厚み
保護壁の厚みは、好ましくは１ｍｍ以上、より好ましくは３ｍｍ以上、さらに好ましくは５ｍｍ以上である。

［衝突試験結果］
図７Ａに示される車両構造体は、バッテリーカバーおよびバッテリートレイにガラス繊維強化プラスチック（ＳＭＣ）を使用し、構造部材Ａに鋼を使用して作成された。車両構造体は、ＧＢ規格３８０３１－２０２０ ８．２．４衝突試験に基づいて試験された。図７ＡにおけるＸ方向（車幅方向）の最大反力は、２３０ｋＮであり、基準の１００ｋＮを超えていた。

１０１：バッテリーボックス
１０２：バッテリーカバー
１０３：バッテリー
１０４：温度制御システム（冷却機構）
１０５：バッテリートレイ
１０６：補強フレーム
１０７：第１内壁と第２内壁とによって形成された内部区画壁
１０８：構造部材Ａ（エネルギーを吸収可能な部材）
２０１：内部区画壁の上部
２０５：周壁
２０６：第１内壁
２０７：第２内壁
２０８：車幅方向に延びる凹部
３０１：第２底部
３０２：冷却機構
３０３：第１底部
３０４：金属カバー
３１３：第１内壁、第２内壁および第２底部（またはスタッドボルト基部）で囲まれた空間領域
４０２：フランジ
４０７：スタッドボルト基部
４０８：スタッドボルト基部の上面
４０９：スタッドボルト
４１１：バッテリーブラケット
４１２：挿通孔
α：第１底部と第１内壁とがなす角
β：第１底部と第２内壁とがなす角
ｈ１：第１底部からフランジまでの高さ
ｈ２：第１底部からスタッドボルト基部の上面までの高さ
ｈ３：第１底部から第２底部までの高さ
Ｒ５０１：第１底部と周壁との境界領域における内側角部
Ｒ５０２：第１底部と周壁との境界領域における外側角部
Ｒ５２０：第１底部と第１内壁との境界領域における内側角部
Ｒ５２１：第１底部と第１内壁との境界領域における外側角部
Ｒ５３０：第１底部と第２内壁との境界領域における内側角部
Ｒ５３１：第１底部と第２内壁との境界領域における外側角部
７０１：クロスメンバー
７０２：リブ
７０３：クロスメンバーが凹部に挿入されたときに形成される、クロスメンバーと第２底部との間の空間
８０１：バッテリーカバー
８０２：リブ
１００１：第１縦壁
１００２：第２縦壁
１１０１：段付きボルト
１２０１：構造部材Ａと車体との固定点
１３０２：構造部材Ｂ
１３０３：構造部材Ｃ
１４０１：保護壁
１４０２：締結棒
１４０３：挿通孔
１４０４：挿入台
１４０５：衝撃吸収部材

Claims (18)

1. 車体の中央下部に配置される車両構造体であって
   バッテリーカバーと、バッテリートレイと、衝撃エネルギーを吸収する構造部材と、を備え
   前記バッテリーカバー及び前記バッテリートレイは、それぞれ、一体成形された繊維強化プラスチックで構成され
   前記構造部材は、前記バッテリーカバー及び前記バッテリートレイの少なくとも一方の車幅方向外側に位置し、
   前記構造部材は、前記バッテリーカバー及び前記バッテリートレイと共締めされている、車両構造体。
2. 前記構造部材は、段付きボルトによって前記バッテリートレイ及び前記バッテリーカバーと共締めされている、請求項１に記載の車両構造体。
3. 前記バッテリーカバー、前記バッテリートレイ及び前記構造部材は、この順に重ねられて共締めされている、請求項２に記載の車両構造体。
4. 前記構造部材、前記バッテリーカバー及び前記バッテリートレイは、この順に重ねられて共締めされている、請求項２に記載の車両構造体。
5. 前記構造部材は、第１縦壁と、前記第１縦壁よりも車幅方向内側に位置する第２縦壁とを有し
   前記第１縦壁及び前記第２縦壁は、前記車体の前後方向に延び
   前記第１縦壁の最小厚みは、前記第２縦壁の最大厚みよりも小さい、請求項１～４のいずれか１項に記載の車両構造体。
6. 前記バッテリーカバー及び前記バッテリートレイは、シートモールディングコンパウンドを用いて一体成形された繊維強化プラスチックで構成されている、請求項１～５のいずれか一項に記載の車両構造体。
7. 前記バッテリートレイには、クロスメンバーが挿入されており
   （１）前記バッテリートレイは、第１底部と、前記第１底部の外周に立設された周壁と、前記第１底部に接続された第１内壁と、前記第１底部に接続された第２内壁と、前記第１内壁及び前記第２内壁の双方に接続され、前記第１底部から立設された第２底部と、を有し
   （２）前記第１底部、前記周壁、前記第１内壁、前記第２内壁及び前記第２底部は、一体成形された繊維強化プラスチックで構成されており
   （３）前記第１内壁、前記第２内壁及び前記第２底部によって車幅方向に延びる凹部が形成されており
   前記凹部の少なくとも１箇所に前記クロスメンバーが挿入されている、
   請求項１～６のいずれか一項に記載の車両構造体。
8. 前記クロスメンバーは、前記構造部材に接合されている、請求項７に記載の車両構造体。
9. 前記第１底部と前記第１内壁とがなす角度、および、前記第１底部と前記第２内壁とがなす角度は、９０度以上１３５度以下である、請求項７または８に記載の車両構造体。
10. 前記第１底部と前記第１内壁との境界領域、前記第１底部と前記第２内壁との境界領域、および、前記第１底部と前記周壁との境界領域には、不連続繊維が連続的に分散されている、請求項７～９のいずれか１項に記載の車両構造体。
11. 前記バッテリーカバーは、リブを有し、一次モードの固有振動数が２５Ｈｚ以上である、請求項１～１０のいずれか１項に記載の車両構造体。
12. 前記繊維強化樹脂の比熱が０．５Ｊ／ｋｇ・℃以上２．０Ｊ／ｋｇ・℃以下であり、最小厚みが１～５ｍｍである、請求項１に記載の車両構造体。
13. 車体に固定された、請求項１～１２のいずれか１項に記載の車両構造体を有するバッテリー搭載車体であって、
    前記構造部材と前記車体との固定点数ｎ１と、前記バッテリーカバーと前記車体との固定点数ｎ２との関係が、ｎ１＞ｎ２を満たす、バッテリー搭載車体。
14. 前記構造部材の最下部は、前記バッテリートレイの最下部よりも低い位置にある、請求項１～１３のいずれか１項に記載の車両構造体。
15. 前記構造部材の前記第１縦壁の上端は、前記バッテリートレイの前記第１底部よりも上方にあり、
    前記構造部材の前記第１縦壁の下端は、前記バッテリートレイの前記第１底部よりも下方にある、請求項５に記載の車両構造体。
16. 前記構造部材の前記第２縦壁の上端は、前記バッテリートレイの前記第１底部よりも上方にあり、
    前記構造部材の前記第２縦壁の下端は、前記バッテリートレイの前記第１底部よりも下方にある、請求項５に記載の車両構造。
17. 前記バッテリートレイの下方に保護壁をさらに備え、
    前記保護壁は、前記構造部材に接続されている、請求項１４に記載の車両構造体。
18. 前記構造部材は、第１縦壁と、前記第１縦壁の車幅方向内側に位置する第２縦壁と、を備え、
    前記第１縦壁及び前記第２縦壁は、前記車体の前後方向に延び
    前記第１縦壁の強度は、前記第２縦壁の強度よりも低い、請求項１～５のいずれか一項に記載の車両構造体。
    
    

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