JP3521676B2 - 電気自動車 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気自動車に関し、
特に、車両衝突時のバッテリ破損を防止するための技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、低公害や省エネルギーの観点から
電気自動車についての技術開発が進んでいる。かかる電
気自動車においては、車両推進用その他の目的のバッテ
リがキャビン床下に配設されるものがあり、一例とし
て、特開平７−２４６８４２号公報に開示された電気自
動車がある。

【０００３】図５は、この種の電気自動車を車両後方斜
め下側から見た斜視図である。同図に示すように、この
電気自動車１００では、車体のキャビン空間１００Ａの
下部には、車両の両側部に設けられたロッカ１０２Ｒ，
１０２Ｌ（車両補強部材）の間に、バッテリが搭載され
たバッテリキャリア１０４が取り付けられている。ま
た、車体のフロントボディー１００Ｂ内には車両前後方
向に延びる左右一対のサイドメンバ（車両補強部材）１
０６Ｒ，１０６Ｌが配設されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる車両構
造を有する電気自動車では、車両衝突時においてサイド
メンバ１０６Ｒ，１０６Ｌが移動乃至変形し、その後端
面がバッテリキャリア１０４の前壁面に局部的に接触し
て内部に格納されたバッテリに損傷を与えてしまうとい
う問題がある。

【０００５】図６は、かかる問題を説明する図である。
同図は、車両進行方向左側のサイドメンバ１０６Ｌとバ
ッテリキャリア１０４との隣接部位を示す断面図であ
る。

【０００６】同図に示すように、サイドメンバ１０６Ｌ
は、車両進行方向（前後方向）に延設されており、その
後端面１０８がバッテリキャリア１０４の前壁面１０４
Ａと平行となるように形成されている。また、サイドメ
ンバ１０６Ｌと図示しない車両進行方向右側のサイドメ
ンバ１０６Ｒとの間には、クロスメンバ（車両補強部
材）１１０が架設されており、さらに、サイドメンバ１
０６Ｌの後部の車両側方側（図中下側）には、車両左側
部に延設されたロッカ１０２Ｌの前端部との間を連結す
るためのトルクボックス（車両補強部材）１１２が溶着
されている。

【０００７】かかる車両構造を有する電気自動車が前面
衝突（フルラップ衝突、オフセット衝突、斜突を含む）
した場合には、同図の矢印Ａに示すようにして、車両前
方からサイドメンバ１０６Ｌに衝撃力が加えられ、その
衝撃力が車両後方に伝達されることになる。このとき、
たとえば、トルクボックス１１２の強度がクロスメンバ
１１０の強度よりも高く、トルクボックス１１２とロッ
カ１０２Ｌとの結合が強ければ、サイドメンバ１０６Ｌ
には、同図中時計回り方向のモーメントが発生する。こ
うして、サイドメンバ１０６Ｌは、概略、同図の点Ｂを
中心として想像線で示すようにして回転移動することに
なる。

【０００８】その結果、衝突前はバッテリキャリア１０
４の前壁面１０４Ａと平行であったサイドメンバ１０６
Ｌの後端面１０８が、回転により互いに非平行の状態で
両者が接触する。このため、衝突時の衝撃力は、サイド
メンバ１０６Ｌの端面縁部１０８Ａからバッテリキャリ
ア１０４ひいてはその内部に格納されたバッテリ１１４
に局部的に加えられることになり、バッテリキャリア１
０４が破壊され、場合によっては内部に格納されたバッ
テリ１１４が破損されるおそれがあった。

【０００９】かかる事情から、キャビン空間１００Ａの
下方にバッテリ１１４が配置され、その前方にて車両前
後方向にサイドメンバ１０６等の車両補強部材が延設さ
れた電気自動車においては、車両衝突時に、車両補強部
材の後端によってバッテリが破壊されないよう手当する
ことが望まれていた。

【００１０】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あって、その目的は、車両衝突時におけるバッテリ破損
を最小限に抑えることのできる電気自動車を提供するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の電気自動車は、車室の下方に配置
されたバッテリと、該バッテリの前方にて車両前後方向
に延設された車両補強部材と、を備える電気自動車であ
って、前記車両補強部材の後端面は、車両衝突時に前記
車両補強部材の変形乃至移動に伴って前記車両補強部材
の後端面が前記バッテリの前側壁と直接的乃至間接的に
平行の状態で面接触するよう、車幅方向に対して非平行
に形成されることを特徴とする。

【００１２】請求項１に記載の電気自動車によれば、車
両補強部材の後端面と車幅方向とは予め非平行に形成さ
れる。そして、車両衝突時には、車両補強部材が変形乃
至移動して、バッテリの前側壁と平行の状態で直接乃至
間接に面接触することになる。このため、車両衝突時に
車両補強部材とバッテリとが広い面積で接触するように
でき、バッテリの側壁が受ける荷重がその破壊荷重を越
えないようにすることができる。この結果、車両衝突時
におけるバッテリの破損を最小限に抑えることができ
る。

【００１３】また、請求項２に記載の電気自動車は、車
室の下方に配置されたバッテリと、該バッテリの前方に
て車両前後方向に延設された車両補強部材と、を備える
電気自動車であって、前記車両補強部材の後端と前記バ
ッテリとの間に、車両衝突時に車両に加えられる衝撃力
を分散する衝撃分散部材が配設されることを特徴とす
る。

【００１４】請求項２に記載の電気自動車によれば、車
両衝突時に、車両前方から加えられた衝撃力が前記衝撃
分散部材を介して、バッテリに加えられる。このため、
バッテリに局部的な荷重が加えられることを回避するこ
とができ、バッテリの破損を最小限に抑えることができ
る。

【００１５】また、請求項３に記載の電気自動車は、請
求項２に記載の電気自動車において、複数の前記バッテ
リが、外壁に直線状の稜線部を含むよう形成されるとと
もに、その稜線部が車両前後方向に向くようにしてバッ
テリキャリアに格納され、前記衝撃分散部材は、車両衝
突時に車両に加えられる衝撃力を複数の前記稜線部に分
散することを特徴とする。

【００１６】請求項３に記載の電気自動車によれば、前
記バッテリは、たとえば直方体などのように、外壁に直
線状の稜線部を含む形状に形成される。そして、その稜
線部が車両前後方向に向くようにしてバッテリキャリア
に格納され、車室下方に配置される。一方、前記衝撃分
散部材は、たとえば平板状に形成され、車両衝突時にお
いて車両に加えられる衝撃力を前記稜線部に分散する。
こうすれば、バッテリの外壁のうち、稜線部は車両進行
方向の荷重に対して比較的強度が高いため、それら稜線
部に衝突時の衝撃力を分散して、バッテリの破損を最小
限に抑えることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面に基づいて詳細に説明する。

【００１８】図１，２は、本実施の形態に係る電気自動
車を示す図である。これらの図は、車両進行方向左側に
設けられた車両補強部材とバッテリとの隣接部位を中心
として、本電気自動車を表したものであり、図１は、そ
の概略側断面図、また、図２は、図１におけるＩＩ−Ｉ
Ｉ線断面図である。

【００１９】まず、図１に示すように、フロントサイド
メンバ１０の後端上部１０Ａは、ダッシュパネル１２の
下端１２Ａに溶着されており、ダッシュパネル１２の下
端１２Ａには、さらに、ダッシュロアパネル１４の上端
部１４Ａが連結されている。このダッシュロアパネル１
４は車両後方斜め下側へ向けて延設されており、後端部
１４Ｂが、エンドプレート２６の上端部及びフロントフ
ロアパネル１８の前端縁部１８Ａに溶着されている。

【００２０】一方、フロントサイドメンバ１０の後端下
部１０Ｂは、ダッシュロアパネル１４に沿って車両後方
斜め下側へ向けて延設されたフロントサイドメンバリア
２０の前端部２０Ａに溶着されており、フロントサイド
メンバリア２０の後端部２０Ｂは、エンドプレート２６
の下部に溶着されている。このフロントサイドメンバリ
ア２０は、ダッシュロアパネル１４に溶着されて閉断面
２２を形成しており、この閉断面２２は、フロントサイ
ドメンバ１０により車両前後方向に形成された閉断面２
４に連通している。そして、フロントサイドメンバリア
２０の後端部２０Ｂが、エンドプレート２６と、第一の
衝撃分散部材である鉄板の波板プレート１６と、第二の
衝撃分散部材である硬質ゴム４８と、を介してバッテリ
キャリアカバー２８の前壁面２８Ａと相対している。

【００２１】また、図２に示すように、フロントサイド
メンバリア２０には車両側方から延設されたトルクボッ
クス３０が溶着されている。すなわち、このトルクボッ
クス３０は、車幅方向に伸びる閉断面３２を形成してお
り、車両内側の端部３０Ａ，３０Ｂを含む部位にてフロ
ントサイドメンバリア２０の側壁と溶着され、車両外側
の端部３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅを含む部位にてロッカ３
４の前端部に溶着されている。さらに、フロントサイド
メンバリア２０には、車両反対側に一対に設けられてい
るフロントサイドメンバ（図示せず）との間に架設され
たクロスメンバ３６の一端が溶着されている。

【００２２】また、同図に示すように、本電気自動車で
は車両衝突時のバッテリ４２の破壊を防止するために次
のような構成を有している。

【００２３】すなわち、本電気自動車では、フロントサ
イドメンバリア２０は、車両衝突時の該フロントサイド
メンバリア２０の移動乃至変形により、その端面とバッ
テリ４２の前端面とが波板プレート１６やバッテリキャ
リアカバー２８の前側面２８Ａ等を介して間接的に面接
触するよう、端面が車両幅方向と非平行に形成されてい
る。こうすれば、フロントサイドメンバリア２０の後方
に配される各部材が、該フロントサイドメンバリア２０
の後端の縁により局部的に衝撃力を加えられることを回
避することができ、この結果、バッテリ４２の破損を防
止することができる。同図中、想像線は、車両衝突時の
フロントサイドメンバリア２０の移動位置を示すもので
あり、車両衝突時にはフロントサイドメンバリア２０の
後端面は後部に配置される各部材と面接触することを表
すものである。また、フロントサイドメンバリア２０の
後端の斜線を付した部分は、従来技術におけるフロント
サイドメンバリアの後端部分の形状を比較のため表すも
のである。この斜線を付した部分によれば、従来技術に
おいてはフロントサイドメンバリアの後端面がバッテリ
キャリアカバー２８の前側面２８Ａと平行に形成される
のに対して、本電気自動車ではそれらが非平行に形成さ
れることが示される。なお、フロントサイドメンバリア
２０の後端面とバッテリキャリアカバーの前側面との角
度は、車両衝突実験や車両構造解析等により、実験的乃
至解析的に決定することができる。

【００２４】さらに、同図に示すように、本電気自動車
ではバッテリ４２とフロントサイドメンバリア２０との
間に衝撃分散部材として波板プレート１６と硬質ゴム４
８とが配設されている。ここで、波板プレート１６は、
バッテリケース３８内に格納されたバッテリ４２のうち
の４つのバッテリ４２の６つの角部４４−１〜４４−６
（稜線部５０）を跨ぐ大きさで形成されている。この結
果、バッテリ４２は後述するように矩形状箱体であって
各辺の中央部に比して角部が特に高い強度を有するた
め、車両衝突時にフロントサイドメンバリア２０が車両
後方に移動した場合にバッテリケース３８に与えられる
衝撃力をこれら６つの角部４４−１〜４４−６に分散さ
せることにより、車両衝突時のバッテリ４２の破損を防
止することができる。

【００２５】ここで、本電気自動車に搭載されるバッテ
リ４２及びバッテリケース３８について説明する。図３
は、本電気自動車に搭載されるバッテリケース３８の外
観を示す斜視図であり、図４は、そのバッテリケース３
８に格納されるバッテリ４２の一つの外観を示す斜視図
である。

【００２６】まず、図３に示すように、バッテリケース
３８は、バッテリキャリア４０とバッテリキャリアカバ
ー２８とを含んで構成されている。バッテリキャリア４
０は、車両上側に図示しない開口部を有する箱体であっ
て、該開口部の周縁部には水平方向にフランジ４０Ａが
延設されている。そして、バッテリケース３８は、この
フランジ４０Ａに穿設されたボルト穴４０Ｂにボルトが
挿通されて、図２に既に示したロッカ３４に溶着された
ウェルドナットと締着され、車両本体と所定の締付力で
着脱可能に取り付けられる。

【００２７】また、バッテリキャリアカバー２８は、車
両下側に開口部を有する箱体として形成されていて、バ
ッテリキャリア４０の開口部を覆っている。そして、特
に、本電気自動車のバッテリケース３８のバッテリキャ
リアカバー２８には、車両前側に位置する前側面２８Ａ
に波板プレート１６が設けられている。この波板プレー
ト１６は、図２に既に示したように、フロントサイドメ
ンバリア２０の後端部と相対する位置に取り付けられて
いて、バッテリケース３８内に格納されたバッテリのう
ちの４つのバッテリ４２の６つの角部４４−１〜４４−
６に対応する位置を覆っている。

【００２８】また、図４に示すように、バッテリケース
３８に格納されるバッテリ４２は、直方体形状を有し、
その両端部にバッテリエンドプレート４６が取り付けら
れている。かかるバッテリエンドプレート４６はバッテ
リ４２の側面の延長面上に起曲壁部４６Ａが設けられて
おり、車両前部の起曲壁部４６Ａに囲まれる部分には第
二の衝撃分散部材としての矩形状の硬質ゴム４８が取り
付けられている。そして、このバッテリ４２は、４つの
稜線部５０の方向が車両前後方向に一致するようにし
て、バッテリキャリア４０に格納される。

【００２９】次に、上述した車両構造を有する本電気自
動車の車両衝突時の作用について説明する。本電気自動
車では、車両の前面衝突時（フルラップ衝突、オフセッ
ト衝突、斜突を含む）に、まず、フロントサイドメンバ
１０が圧縮変形して車体に加えられたエネルギーを吸収
するとともに、エネルギーの一部は図１及び図２に矢印
Ａで示されるように、フロントサイドメンバリア２０及
び波板プレート１６を介してバッテリキャリアカバー２
８の前側面２８Ａへ伝達される。さらに、エネルギーの
他の一部は、図２に矢印Ｂで示されるように、トルクボ
ックス３０を介してロッカ３４へ伝達される。このよう
にして、本電気自動車では、衝突エネルギーの一部をバ
ッテリキャリア４０のマスで受けることができる。換言
すれば、バッテリキャリア４０の有する運動エネルギー
をフロントサイドメンバ１０及びフロントサイドメンバ
リア２０の変形でそのエネルギーを吸収することができ
る。

【００３０】この際、本電気自動車では、フロントサイ
ドメンバリア２０の後端面と波板プレート１６とが互い
に平行の状態で面接触するため、車両衝突時の衝撃力が
分散され、波板プレート１６やバッテリキャリアカバー
２８等に局部的な荷重がかかることがない。また、波板
プレート１６は、バッテリ４２の角部４４−１，〜，６
の前方、すなわち稜線部５０の前方向延長線上に配置さ
れているため、衝突時の衝撃力はバッテリ４２において
他の部位より車両進行方向の荷重に対して比較的強度が
高い稜線部５０に分散して加えられるため、バッテリ４
２の破損を最小限に抑えることができる。

【００３１】さらに、本電気自動車では、フロントサイ
ドメンバリア２０とバッテリ４２との間には第一の衝撃
分散部材として波板プレート１６が配設され、第二の衝
撃分散部材として硬性ゴム４８が配設されている。この
ため、車両衝突時に加えられる衝撃力が、局部的にバッ
テリ４２に加えられることを防止することができる。こ
うして、本電気自動車では、車両衝突時のバッテリ４２
の破損を有効に防止することができる。

【００３２】なお、以上説明した本電気自動車は種々の
変形実施が可能である。たとえば、第一の衝撃分散部材
として波板プレート１６の代わりに、平板プレートを採
用してもよい。こうしても、波板による緩衝効果は得ら
れないものの、車両衝突時の衝撃力を複数のバッテリ４
２の複数の稜線部５０に分散して伝達させることがで
き、これによりバッテリ４２の破損を抑えることができ
る。

【００３３】また、上記説明では、フロントサイドメン
バリア２０の後端面を車幅方向とは非平行に形成するこ
とにより、波板プレート１６等と面接触するようにした
が、波板プレート１６やバッテリキャリアカバー２８等
のフロントサイドメンバリア２０の後方に配置される各
部材を車幅方向と非平行の面を有するよう形成しても同
様の効果を得ることができる。

【００３４】また、上記説明では、フロントサイドメン
バリア２０の後端面を後部に配設される各部材の有する
面と非平行に形成するという構成と、第一及び第二の衝
撃分散部材を所定位置に配設するという構成と、の全て
を採用したが、これらのうちで、所望の構成を少なくと
も一つ選択して採用しても、同様の効果を得ることがで
きる。

【００３５】さらに、以上の説明では、車両補強部材と
してフロントサイドメンバ１０やフロントサイドメンバ
リア２０を備える電気自動車に本発明を適用する例につ
いて説明したが、本発明は、これらの部材に限らず、バ
ッテリケース３８の前方にて前後方向に延設される車両
補強部材について広く適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施の形態に係る電気自動車を示す概略側
断面図である。

【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図３】 本実施の形態に係る電気自動車に搭載される
バッテリケースを示す斜視図である。

【図４】 本実施の形態に係る電気自動車に搭載される
バッテリを示す斜視図である。

【図５】 従来の電気自動車を車両後方斜め下側から見
た斜視図である。

【図６】 従来の電気自動車の車両構造を説明する概略
平断面図である。

【符号の説明】

１０ フロントサイドメンバ、２０ フロントサイドメ
ンバリア、４０ バッテリキャリア、４２ バッテリ、
５０ 稜線部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−246842（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−81503（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−188096（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−305821（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−108956（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 1/00 - 8/00 B62D 21/00 B62D 25/20

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車室の下方に配置されたバッテリと、 該バッテリの前方にて車両前後方向に延設された車両補
   強部材と、 を備える電気自動車であって、 前記車両補強部材の後端面は、車両衝突時に前記車両補
   強部材の変形乃至移動に伴って前記車両補強部材の後端
   面が前記バッテリの前側壁と直接的乃至間接的に平行の
   状態で面接触するよう、車幅方向に対して非平行に形成
   されることを特徴とする電気自動車。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電気自動車において、 前記車両補強部材の後端と前記バッテリとの間に、車両
   衝突時に車両に加えられる衝撃力を分散する衝撃分散部
   材が配設されることを特徴とする電気自動車。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の電気自動車において、 複数の前記バッテリが、外壁に直線状の稜線部を含むよ
   う形成されるとともに、その稜線部が車両前後方向に向
   くようにしてバッテリキャリアに格納され、 前記衝撃分散部材は、車両衝突時に車両に加えられる衝
   撃力を複数の前記稜線部に分散することを特徴とする電
   気自動車。