JP5071538B2 - 車両用電池搭載構造 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用電池搭載構造に関する。
車両の床下にバッテリ（電池）を搭載したバッテリ搭載構造が知られている（例えば、特許文献１〜３）。
特開２００１−１３８７５３号公報 特開２００９−８３５９７号公報 特開平７−１５６８２６号公報
ところで、左右のリヤサスペンションを連結する連結ビーム（中間ビーム）に対し、バッテリが接近した状態で車両に搭載されると、車両後方から車両が他の車両等に追突（後突）等された際に、当該後突に伴って車両前方へ移動した連結ビームが、バッテリを支持するバッテリフレーム内へ侵入する可能性がある。
本発明は、上記の事実を考慮し、バッテリフレーム内への連結ビームの侵入を抑制することができる車両用電池搭載構造を提供することを目的とする。
請求項１に記載の車両用電池搭載構造は、車両幅方向に延びると共に左右一対のリヤサスペンションを連結する連結ビームの車両前後方向前側に配置され、車両の床下でバッテリを支持するバッテリフレームと、前記バッテリフレームに設けられ、前記バッテリと前記連結ビームの間に車両幅方向に沿って配置される後壁部と、前記後壁部に設けられ、該後壁部と前記連結ビームとの間に配置されて前記車体に取り付けられる荷重受け部と、を備えている。
請求項１に係る車両用電池搭載構造によれば、バッテリフレームに設けられた後壁部に、車体に取り付けられる荷重受け部が設けられている。この荷重受け部は、連結ビームとバッテリとの間に配置されている。従って、例えば、後突等に伴って車両前後方向前方へ移動した連結ビームが荷重受け部に衝突すると、連結ビームの車両前後方向前方の変位、即ち、連結ビームがバッテリに接近する方向の変位が制限される。
また、例えば、荷重受け部の剛性を連結ビームの剛性よりも大きくするなどして、荷重受け部に連結ビームが衝突した際に当該連結ビームを変形させることにより、衝突エネルギーが吸収される。これにより、荷重受け部、及びバッテリフレームを介してバッテリに伝達される衝突荷重が低減される。
請求項２に記載の車両用電池搭載構造は、請求項１に記載の車両用電池搭載構造において、前記荷重受け部が、車両幅方向外側から見て、車両上下方向の下端部に対し車両上下方向の上端部が車両前後方向後側へ位置するように傾倒している。
請求項２に係る車両用電池搭載構造によれば、車両幅方向外側から見たときに、車両上下方向の下端部に対し、車両上下方向の上端部が車両前後方向後側に位置するように荷重受け部が傾倒している。これにより、荷重受け部に連結ビームが衝突した際に、連結ビームの車両前後方向前方の変位だけでなく、車両上下方向上方の変位も制限される。従って、荷重受け部の車両上下方向上方の部材（例えば、フロアパネル、車体フレーム）に対する連結ビームの直接的な当接が抑制される。
請求項３に記載の車両用電池搭載構造は、請求項１又は請求項２に記載の車両用電池搭載構造において、前記荷重受け部の前記上端部が、前記連結ビームにおける車両上下方向の上端部よりも車両上下方向上側に位置している。
請求項３に係る車両用電池搭載構造によれば、荷重受け部の車両上下方向の上端部が、連結ビームの車両上下方向の上端部よりも車両上下方向上側に位置している。即ち、連結ビームにおける車両上下方向の上端部の車両前後方向前側に、荷重受け部が配置されている。
ここで、荷重受け部の車両上下方向の上端部が、連結ビームの車両上下方向の上端部よりも車両上下方向下側に位置する構成では、荷重受け部に衝突した連結ビームが荷重受け部を越えて、当該荷重受け部の車両上下方向上側の部材（例えば、フロアパネル、車体フレーム）に衝突する可能性がある。また、連結ビームは、後突等に伴って車両前後方向前方だけでなく、車両斜め上方へ移動する場合がある。この場合、連結ビームが荷重受け部を更に越え易くなる。
これに対して本発明では、荷重受け部の車両上下方向の上端部を、連結ビームの車両上下方向の上端部よりも車両上下方向上側に位置させたことにより、連結ビームが荷重受け部を越え難くなる。従って、荷重受け部の車両上下方向上側の部材に対する連結ビームの直接的な当接が抑制される。
請求項４に記載の車両用電池搭載構造は、請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用電池搭載構造において、前記荷重受け部の前記下端部が、前記連結ビームにおける車両上下方向の下端部よりも車両上下方向下側に位置している。
請求項４に係る車両用電池搭載構造によれば、荷重受け部の車両上下方向の下端部が、連結ビームの車両上下方向の下端部よりも車両上下方向下側に位置している。即ち、連結ビームにおける車両上下方向の下端部の車両前後方向前側に、荷重受け部が配置されている。
ここで、荷重受け部の車両上下方向の下端部が、連結ビームの車両上下方向の下端部よりも車両上下方向上側に位置する構成では、荷重受け部に衝突した連結ビームが荷重受け部の下を通過して後壁部に衝突する可能性がある。また、連結ビームは、後突等に伴って車両前後方向前方だけでなく、車両斜め下方へ移動する場合がある。この場合、連結ビームが荷重受け部の下を更に通過し易くなる。
これに対して本発明では、荷重受け部の車両上下方向の下端部を、連結ビームの車両上下方向の下端部よりも車両上下方向下側に位置させたことにより、連結ビームが荷重受け部の下を通過し難くなる。従って、後壁部に対する連結ビームの衝突が抑制される。
請求項５に記載の車両用電池搭載構造は、請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用電池搭載構造において、前記後壁部には、車両前後方向後側へ膨出し、前記バッテリとの間に空間を形成する膨出部が設けられている。
請求項５に係る車両用電池搭載構造によれば、バッテリと連結ビームとの間に車両幅方向に沿って配置される後壁部に、車両前後方向後側へ膨出する膨出部が設けられている。従って、例えば、後突等に伴って車両前後方向前方へ移動した連結ビームが膨出部に衝突すると、連結ビームの車両前後方向前方の変位、即ち、連結ビームがバッテリに接近する方向の変位が制限される。
また、膨出部の剛性を連結ビームの剛性よりも小さくするなどして、膨出部に連結ビームが衝突した際に当該膨出部を変形（潰れ等）させることにより、衝突エネルギーが吸収される。更に、膨出部とバッテリの間には、空間が形成されている。この空間によって膨出部の変形スペースを確保することにより、バッテリに対する変形した膨出部の当接が抑制される。
更にまた、バッテリフレームには、荷重受け部が設けられている。従って、これらの荷重受け部及び膨出部によって連結ビームの車両前後方向前方の変位を制限することにより、バッテリフレーム内への連結ビームの侵入が抑制される。
請求項６に記載の車両用電池搭載構造は、請求項５に記載の車両用電池搭載構造において、前記膨出部が、前記荷重受け部よりも車両前後方向後側へ膨出している。
請求項６に係る車両用電池搭載構造によれば、膨出部が荷重受け部よりも車両前後方向後側へ膨出している。これにより、膨出部が荷重受け部よりも車両前後方向前側に位置する構成と比較して、車両前後方向前方へ移動した連結ビームが、荷重受け部よりも先に膨出部に衝突し易くなる。
このように荷重受け部よりも先に連結ビームを膨出部に衝突させることにより、膨出部よりも先に連結ビームが荷重受け部に衝突する場合と比較して、膨出部に入力される衝突エネルギーが大きくなる。これにより、膨出部の変形量が大きくなる結果、膨出部の変形による衝突エネルギーの吸収効率が向上する。従って、膨出部、及び後壁部等を介して、バッテリに伝達される衝突エネルギーが低減される。
更に、膨出部が変形した後に、連結ビームが荷重受け部に衝突すると、連結ビームの車両前後方向前方の変位が制限される。このように膨出部及び荷重受け部で連結ビームの車両前後方向前方の変位を制限することにより、バッテリフレーム内への連結ビームの侵入が抑制される。
請求項７に記載の車両用電池搭載構造は、請求項５又は請求項６に記載の車両用電池搭載構造において、前記膨出部が、前記後壁部における車両幅方向の中間部に設けられ、前記荷重受け部が、前記膨出部の車両幅方向の両側にそれぞれ設けられている。
請求項７に係る車両用電池搭載構造によれば、後壁部における車両幅方向の中間部に膨出部が設けられている。この膨出部は、当該膨出部の車両幅方向の両側に設けられた荷重受け部よりも車両前後方向後側へ膨出している。このように荷重受け部よりも車両前後方向後側へ膨出する膨出部を、後壁部における車両幅方向の中間部に設けることにより、後壁部に対して連結ビームが角度を持って車両前後方向へ移動した場合に、荷重受け部よりも先に連結ビームが膨出部に衝突し易くなる。
従って、膨出部よりも先に連結ビームが荷重受け部に衝突する場合と比較して、膨出部に入力される衝突エネルギーが大きくなる。これにより、膨出部の変形量が大きくなる結果、膨出部の変形による衝突エネルギーの吸収効率が向上する。従って、膨出部、及び後壁部等を介して、バッテリに伝達される衝突エネルギーが低減される。
以上説明したように、本発明に係る車両用電池搭載構造によれば、バッテリフレーム内への連結ビームの侵入を抑制することができる。
本発明の第１実施形態に係る車両用電池搭載構造が適用された車両を車両幅方向外側から見た図である。 本発明の第１実施形態に係るバッテリフレーム、及びリヤサスペンションを示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るバッテリフレーム、及び中間ビームを車両上下方向上側から見た図である。 図３の４−４線断面図である。 本発明の第１実施形態に係る取付ブラケットを示す斜視図である。 中間ビームの移動状態、及び中間ビームの変形状態を示す、図４に相当する説明図である。 本発明の第２実施形態に係るバッテリフレーム、及び中間ビームを車両上下方向上側から見た図である。 本発明の第２実施形態に係るバッテリフレーム、及び中間ビームを車両上下方向上側から見た図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る車両用電池搭載構造について説明する。なお、各図において適宜示される矢印ＦＲは車両前後方向前側を示し、矢印ＵＰは車両上下方向上側を示し、矢印ＲＨは車両幅方向外側（右側）を示し、矢印ＬＨは車両幅方向外側（左側）を示している。
先ず、第１実施形態に係る車両用電池搭載構造の構成について説明する。
図１には、一例として、本実施形態に係る車両用電池搭載構造１０が適用された車両１２が示されている。車両１２は図示しない電動機（モータ）を駆動源として走行する電気自動車であり、その床下に電動機へ供給する電力が蓄電されたバッテリとしてのバッテリパック１４が搭載されている。このように車両１２の床下、換言すると、図示しないフロアパネルの車両上下方向下側にバッテリパック１４が搭載される車両１２に、本実施形態に係る車両用電池搭載構造１０が適用される。
図２に示されるように、車両１２の車両後部には、後輪１６を支持する左右一対のリヤサスペンション１８が設けられている。リヤサスペンション１８は、車両前後方向に延びる左右一対のサスペンションアーム２０と、車両幅方向に延びると共に左右一対のサスペンションアーム２０の車両前後方向の中間部を連結する連結ビームとしての中間ビーム（アクスルビーム）２２と、各サスペンションアーム２０の車両前後方向の後端部に設けられるショックアブソーバ２４と、ショックアブソーバ２４の車両前後方向前側にそれぞれ設けられるコイルスプリング２６等を含んで構成されている。
各サスペンションアーム２０の車両前後方向の前端部には、サスペンションアームブッシュ２８がそれぞれ設けられている。サスペンションアームブッシュ２８は図示しない車体フレームにそれぞれ回転可能に取り付けられており、これらのサスペンションアームブッシュ２８を回転軸としてサスペンションアーム２０が車体フレームにそれぞれ回転可能に取り付けられている。
図３及び図４に示されるように、左右一対のサスペンションアーム２０を連結する中間ビーム２２は、開口３０（図４参照）を車両上下方向下側に向けた断面逆Ｖ字形状の開断面を有し、円弧状に屈曲された屈曲部２２Ｃと、屈曲部２２Ｃから車両前後方向前側に延出する前側壁部２２Ａと、屈曲部２２Ｃから車両前後方向後側に延出する後側壁部２２Ｂを備えている。前側壁部２２Ａと後側壁部２２Ｂとは所定の角度θをなしており、各々の車両上下方向の上端部２２Ａ２，２２Ｂ２同士が屈曲部２２Ｃを介して連結されている。
また、前側壁部２２Ａは、水平面に対して所定の傾倒角θＡ（０＜θＡ＜９０°）で傾倒され、車両上下方向下側の開口側端部２２Ａ１に対して車両上下方向の上端部２２Ａ２が車両前後方向後側に位置している。
なお、本実施形態では、屈曲部２２Ｃが、中間ビーム２２の車両上下方向の上端部を構成し、前側壁部２２Ａの開口側端部２２Ａ１及び後側壁部２２Ｂの開口側端部２２Ｂ１が中間ビーム２２の車両上下方向の下端部を構成している。
図２に示されるように、中間ビーム２２の車両前後方向前側には、バッテリパック１４を車両上下方向下側から支持するバッテリフレーム４０が配置されている。バッテリパック１４は、ケース内に放充電可能な図示しない複数の蓄電池が収納されたものであり、図２ではバッテリパック１４の外形が二点鎖線で示されている。このバッテリパック１４は、バッテリフレーム４０の上に載置されており、図示しないボルト等によってバッテリフレーム４０に固定されている。
バッテリフレーム４０は、車両前後方向に延びる左右一対のバッテリサイドフレーム４２と、車両幅方向に延びると共にバッテリサイドフレーム４２の車両前後方向の前端部を連結するバッテリフロントフレーム４４と、車両幅方向に延びると共にバッテリサイドフレーム４２の車両前後方向の後端部を連結する後壁部４６を備え、全体として枠状に構成されている。
左右一対のバッテリサイドフレーム４２の間には、車両幅方向に延びると共に車両前後方向に間隔を空けて配置された複数（本実施形態では、２本）のバッテリサブフレーム４８が設けられている。これらのバッテリサブフレーム４８によって左右一対のバッテリサイドフレーム４２が連結され、バッテリフレーム４０の剛性が確保されている。
また、バッテリサイドフレーム４２及びバッテリフロントフレーム４４には、マウント部としての複数の取付孔５０，５２がそれぞれ形成されている。これらの取付孔５０，５２に貫通される図示しないボルト等を車体フレーム（図示省略）に固定することにより、バッテリサイドフレーム４２及びバッテリフロントフレーム４４が車体フレームに取り付けられている。
バッテリフレーム４０の車両上下方向下側には、バッテリパック１４を車両上下方向下側から覆うバッテリアンダーカバー５４が取り付けられている。バッテリアンダーカバー５４は、車両前後方向に延びると共に車両幅方向に間隔を空けて複数（本実施形態では、２本）配置され、バッテリフロントフレーム４４、バッテリサブフレーム４８、後壁部４６に溶接等でそれぞれ接合されている。
図３に示されるように、後壁部４６は、バッテリパック１４と前述した中間ビーム２２との間に、長手方向を車両幅方向にして配置されている。図４に示されるように、後壁部４６は断面Ｌ字形状で、バッテリパック１４を車両前後方向後側から覆う後側カバー部４６Ａと、後側カバー部４６Ａの車両上下方向の下端部から車両前後方向前側へ延出し、バッテリパック１４を車両上下方向下側から覆う下側カバー部４６Ｂを備えている。
後側カバー部４６Ａの車両幅方向の両端部には、図示しない車体に取り付けられる一対の車体取付ブラケット５６が設けられている。車体取付ブラケット５６は、図５に示されるように、ブラケット本体５８と、ブラケット本体５８の上端部に取り付けられるフランジ６０を備えている。
ブラケット本体５８は、後側カバー部４６Ａと略平行する平壁部５８Ａと、平壁部５８Ａの車両幅方向の両端部から車両前後方向前側へそれぞれ延出する一対の側壁部５８Ｂと、各側壁部５８Ｂの車両上下方向の下端部から車両上下方向下側へ延出するベース部５８Ｃを備えている。側壁部５８Ｂ及びベース部５８Ｃの車両前後方向の前端部は後側カバー部４６Ａに突き当てられ、当該後側カバー部４６Ａに溶接等で接合されている。
一方、フランジ６０の車両幅方向の両端部には、車両上下方向下側へ向かって延出するリブ６０Ａがそれぞれ設けられている。これらのリブ６０Ａをブラケット本体５８の側壁部５８Ｂに溶接等で接合することにより、フランジ６０がブラケット本体５８に一体に取り付けられている。また、フランジ６０にはマウント部としての取付孔６２が形成されている。この取付孔６２に貫通される図示しないボルトを車体フレーム（図示省略）に固定することにより、後壁部４６が車体フレームに取り付けられている。
ここで、図４に示されるように、ブラケット本体５８の側壁部５８Ｂには、ベース部５８Ｃの車両上下方向の上端部から平壁部５８Ａの車両上下方向の下端部に向かって傾斜する荷重受け部５８Ｄが設けられている。この荷重受け部５８Ｄは、後側カバー部４６Ａと中間ビーム２２との間に位置している。これにより、図３及び図４の二点鎖線で示されるように、後突等に伴って中間ビーム２２が車両前後方向前方（矢印ＦＲ方向）へ移動した際に、中間ビーム２２の前側壁部２２Ａが荷重受け部５８Ｄに衝突するようになっている。
なお、図３には、一例として、後壁部４６に対して中間ビーム２２が角度θを持って車両前後方向前方へ移動した状態と、後壁部４６に対して中間ビーム２２が平行（角度なし）に車両前後方向前方へ移動した状態の２種類の状態が二点鎖線で示されており、図４には、中間ビーム２２が車両前後方向前方へ移動した状態と、中間ビーム２２が車両斜め上方へ移動した状態の２種類の状態が二点鎖線で示されている。
また、荷重受け部５８Ｄの剛性は、構成材料等によって中間ビーム２２の剛性よりも大きくなっており、荷重受け部５８Ｄに中間ビーム２２が衝突したときに、中間ビーム２２が変形するようになっている。更に、荷重受け部５８Ｄは、水平面に対して所定の傾倒角θＢ（０＜θＢ＜９０°）で傾倒された斜面とされており、車両幅方向外側から見たときに、車両上下方向の下端部５８Ｄ１（ベース部５８Ｃ側の端部）に対して車両上下方向の上端部５８Ｄ２（平壁部５８Ａ側の端部）が車両前後方向後側に位置している。これにより、後突等に伴って中間ビーム２２が荷重受け部５８Ｄに衝突した際に、荷重受け部５８Ｄによって中間ビーム２２の車両斜め上方が覆われ、中間ビーム２２の車両前後方向前方（矢印ＦＲ方向）の変位だけでなく、車両上下方向上側（矢印ＵＰ方向）の変位も規制されるようになっている。
なお、荷重受け部５８Ｄは、車両幅方向外側から見たときに、車両上下方向の下端部５８Ｄ１に対して車両上下方向の上端部５８Ｄ２が車両前後方向後側に位置するように全体として傾いていれば良く、例えば、その少なくとも一部を車両前後方向前側に凸状に湾曲する湾曲面で構成しても良いし、一つ以上の段部が階段状に設けられた段付き面で構成しても良い。
また、荷重受け部５８Ｄの傾倒角θＢは、前述した中間ビーム２２の前側壁部２２Ａの傾倒角θＡよりも大きくされている（θＢ＞θＡ）。これにより、後突等に伴って中間ビーム２２が車両前後方向前方へ移動した際に、中間ビーム２２の屈曲部２２Ｃよりも先に、中間ビーム２２の前側壁部２２Ａにおける開口側端部２２Ａ１が、荷重受け部５８Ｄに衝突するようになっている。
更に、本実施形態では、荷重受け部５８Ｄの車両上下方向の上端部５８Ｄ２が、中間ビーム２２の屈曲部２２Ｃよりも車両上下方向上側に配置されると共に、荷重受け部５８Ｄの車両上下方向の下端部５８Ｄ１が、中間ビーム２２の前側壁部２２Ａにおける開口側端部２２Ａ１よりも車両上下方向下側に位置している。
具体的には、荷重受け部５８Ｄの高さｈＢが下記式（１）を満たすように設定されている。これにより、中間ビーム２２全体を荷重受け部５８Ｄで受けることが可能になっている。また、後突等に伴って中間ビーム２２が車両斜め上方や車両斜め下方へ移動した際にも、荷重受け部５８Ｄに中間ビーム２２が衝突するようになっている。
ｈＢ≧ｈＡ＋α１＋α２ ・・・ （１）
ただし、
ｈＢ：荷重受け部５８Ｄの高さ
ｈＡ：中間ビーム２２の高さ
α１：後突等に伴う中間ビーム２２の車両上下方向上側への最大変位量（α１≧０）
α２：後突等に伴う中間ビーム２２の車両上下方向下側への最大変位量（α２≧０）
である。
なお、中間ビーム２２が車両斜め上方や車両斜め下方へ移動を考慮しない場合は、α１，α２はゼロに設定される。また、上記式（１）は中間ビーム２２の形状を問わない汎用式であり、本実施形態のように断面逆Ｖ字形状の中間ビーム２２以外にも断面Ｕ字形状や、断面円形状の中間ビームにも適用可能である。更に、上記式（１）はあくまでも一例であって、この式（１）に限定されるものではない。即ち、荷重受け部５８Ｄの少なくとも一部が、中間ビーム２２の車両前後方向前側に配置されていれば良く、例えば、荷重受け部５８Ｄの高さｈＢが中間ビーム２２の高さｈＡよりも小さくても良い。
次に、第１実施形態に係る車両用電池搭載構造の作用について説明する。
図６に示されるように、後壁部４６の後側カバー部４６Ａには、車体取付ブラケット５６が設けられており、各車体取付ブラケット５６のブラケット本体５８には、バッテリフレーム４０の後壁部４６と中間ビーム２２の間に配置される荷重受け部５８Ｄが設けられている。従って、例えば、図３の二点鎖線で示されるように、後突等に伴って車両前後方向前方（矢印ＦＲ方向）へ移動した中間ビーム２２が荷重受け部５８Ｄに衝突すると、中間ビーム２２の車両前後方向前方の変位、即ち、中間ビーム２２がバッテリパック１４に接近する方向の変位が制限される。
また、荷重受け部５８Ｄは、水平面に対して所定の傾倒角θＢ（図４参照）で傾倒され、車両幅方向外側から見たときに、車両上下方向の下端部５８Ｄ１に対して車両上下方向の上端部５８Ｄ２が車両前後方向後側に位置している。これにより、中間ビーム２２が荷重受け部５８Ｄに衝突した際に、荷重受け部５８Ｄによって中間ビーム２２の車両斜め上方が覆われるため、中間ビーム２２の車両前後方向前方の変位だけでなく、車両上下方向上方の変位も規制される。従って、荷重受け部５８Ｄの車両上下方向上方の部材（例えば、フロアパネル、車体フレーム等）に対する中間ビーム２２の衝突等が抑制される。
更に、荷重受け部５８Ｄの剛性を中間ビーム２２の剛性よりも大きくしたことにより、荷重受け部５８Ｄに中間ビーム２２が衝突した際に、中間ビーム２２が変形する。この中間ビーム２２の変形によって、衝突エネルギーが吸収される。従って、荷重受け部５８Ｄ及び後壁部４６等を介してバッテリパック１４に伝達される衝突荷重が低減される。
特に、本実施形態では、荷重受け部５８Ｄの傾倒角θＢが、前述した中間ビーム２２の前側壁部２２Ａの傾倒角θＡよりも大きくされている（θＢ＞θＡ）。従って、後突等に伴って中間ビーム２２が車両前後方向前方へ移動した際に、中間ビーム２２の屈曲部２２Ｃよりも先に、中間ビーム２２の前側壁部２２Ａにおける開口側端部２２Ａ１が荷重受け部５８Ｄに衝突する。この結果、図６の実線で示されるように、中間ビーム２２の前側壁部２２Ａが屈曲部２２Ｃを支点として開口３０を閉じるように変形するため、中間ビーム２２に作用するモーメントが大きくなる。これにより、中間ビーム２２の変形効率が向上する結果、中間ビーム２２の変形による衝突エネルギーの吸収効率が向上する。従って、荷重受け部５８Ｄ及び後壁部４６等を介してバッテリパック１４に伝達される衝突荷重が更に低減される。
なお、中間ビーム２２の屈曲部２２Ｃの外面（屈曲部２２Ｃが屈曲されたときに引張り力が作用する側の面）に、中間ビーム２２の長手方向に延びる溝（ビード）を設け、中間ビーム２２を変形し易くしても良い。また、荷重受け部５８Ｄの曲げ剛性を中間ビーム２２の曲げ剛性（材軸周り）よりも大きくすることにより、荷重受け部５８Ｄに中間ビーム２２が衝突したときに、中間ビーム２２が変形し易くなるようにしても良い。
また、本実施形態では、荷重受け部５８Ｄの車両上下方向の上端部５８Ｄ２が、中間ビーム２２の屈曲部２２Ｃよりも車両上下方向上側に配置される。即ち、中間ビーム２２の屈曲部２２Ｃの車両前後方向前側に荷重受け部５８Ｄが配置されている。
ここで、荷重受け部５８Ｄの車両上下方向の上端部５８Ｄ２が、中間ビーム２２の屈曲部２２Ｃよりも車両上下方向下側に位置する構成では、例えば、荷重受け部５８Ｄに中間ビーム２２の前側壁部２２Ａの下部のみが衝突する。この場合、中間ビーム２２が、前側壁部２２Ａの下部に対して屈曲部２２Ｃが車両前後方向前方へ移動するように回転し、その後、荷重受け部５８Ｄ及び平壁部５８Ａに沿って車両上下方向へ移動して車体取付ブラケット５６を越える恐れがある。また、中間ビーム２２は、車両前後方向前方だけでなく、車両斜め上方へ移動する場合がある。この場合、中間ビーム２２が車体取付ブラケット５６を更に越え易くなる。
これに対して本実施形態では、荷重受け部５８Ｄの車両上下方向の上端部５８Ｄ２を、中間ビーム２２の屈曲部２２Ｃよりも車両上下方向上側に位置させたことにより、中間ビーム２２全体を荷重受け部５８Ｄで受けることが可能になる。更に、本実施形態では、上記式（１）における中間ビーム２２の車両上下方向上側の最大変位量α１に基づいて、中間ビーム２２の屈曲部２２Ｃに対する荷重受け部５８Ｄの車両上下方向の上端部５８Ｄ２の位置が設定されている。従って、図４の上側の二点鎖線で示されるように、後突等に伴って中間ビーム２２が車両斜め上方へ移動した場合でも、中間ビーム２２全体を荷重受け部５８Ｄで受けることができる。従って、中間ビーム２２が車体取付ブラケット５６を越え難くなるため、車体取付ブラケット５６の車両上下方向上側にある部材（例えば、フロアパネル、車体フレーム等）に対する中間ビーム２２の衝突が抑制される。
これと同様に、本実施形態では、荷重受け部５８Ｄの車両上下方向の下端部５８Ｄ１が、中間ビーム２２の前側壁部２２Ａにおける開口側端部２２Ａ１よりも車両上下方向下側に位置している。即ち、中間ビーム２２の前側壁部２２Ａにおける開口側端部２２Ａ１の車両前後方向前側に、荷重受け部５８Ｄが配置されている。
従って、中間ビーム２２全体を荷重受け部５８Ｄで受けることが可能になる。更に、本実施形態では、上記式（１）における中間ビーム２２の車両上下方向下側の最大変位量α２に基づいて、中間ビーム２２の前側壁部２２Ａにおける開口側端部２２Ａ１に対する荷重受け部５８Ｄの車両上下方向の下端部５８Ｄ１の位置が設定されている。これにより、図示を省略するが、後突等に伴って中間ビーム２２が車両斜め下方へ移動した場合でも、中間ビーム２２全体を荷重受け部５８Ｄで受けることができる。従って、中間ビーム２２が車体取付ブラケット５６の下を通過し難くなるため、バッテリフレーム４０内への中間ビーム２２の侵入が抑制される。
なお、荷重受け部５８Ｄの下端部５８Ｄ１及び上端部５８Ｄ２には、荷重受け部５８Ｄに沿って車両上下方向へ移動する中間ビーム２２の移動を制限する突起等のストッパ部を設けても良い。
また、車両１２に、他の車両（図示省略）が車両幅方向にオフセットした状態で追突すると、例えば、図３の二点鎖線で示されるように、後壁部４６に対して中間ビーム２２が角度θを持って車両前後方向前方へ移動する。この場合、後側カバー部４６Ａにおける車両幅方向の中央部にのみ車体取付ブラケット５６を設けた構成では、車体取付ブラケット５６の荷重受け部５８Ｄに中間ビーム２２が衝突する前に、中間ビーム２２の車両幅方向の端部が後壁部４６に衝突する可能性がある。
これに対して本実施形態では、後側カバー部４６Ａにおける車両幅方向の端部に一対の車体取付ブラケット５６を設けたことにより、後壁部４６に対して中間ビーム２２が角度を持って車両前後方向前方へ移動しても、中間ビーム２２の車両幅方向の端部を一対の車体取付ブラケット５６の何れかに衝突させることができる。
以上説明したように、本実施形態に係る車両用電池搭載構造１０によれば、バッテリフレーム４０内への連結ビーム２２の侵入を抑制することができる。
次に、本発明の第２実施形態に係る車両用電池搭載構造の構成について説明する。なお、第１実施形態と同様に構成については同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。
第２実施形態に係る車両用電池搭載構造７０では、図７に示されるように、後壁部４６の後側カバー部４６Ａにおける車両幅方向の中間部に、膨出部７２が設けられている。
膨出部７２は、後側カバー部４６Ａの車両幅方向の両端部４６Ａ１に対して車両前後方向後側へ膨出しており、中間ビーム２２と対向する平壁部７２Ａと、平壁部７２Ａの車両幅方向の両端部から車両前後方向前側に向けて湾曲する角部７２Ｂを備えている。この平壁部７２Ａとバッテリパック１４との間には変形空間（空間）７４が形成されている。また、膨出部７２の剛性は、中間ビーム２２の剛性よりも小さくなっており、平壁部７２Ａ又は角部７２Ｂに中間ビーム２２が衝突したときに、これらの膨出部７２又は角部７２Ｂが変形空間７４側へ潰れて変形するようになっている。
膨出部７２の車両幅方向の両側には、一対の車体取付ブラケット５６がそれぞれ設けられている。ここで、膨出部７２は、各車体取付ブラケット５６よりも車両前後方向後側に膨出しており、膨出部７２の平壁部７２Ａ及び角部７２Ｂが、各車体取付ブラケット５６の荷重受け部５８Ｄよりも車両前後方向後側に位置している。
また、膨出部７２における角部７２Ｂと、車体取付ブラケット５６の荷重受け部５８Ｄの相対位置は、下記式（２）を満たすように設定されている。これにより、後壁部４６に対して中間ビーム２２が角度を持って車両前後方向前方へ移動した場合に、即ち、中間ビーム２２が回転を伴って車両前後方向前方へ移動した場合に、荷重受け部５８Ｄと同時に、又は荷重受け部５８Ｄよりも先に、膨出部７２の角部７２Ｂに中間ビーム２２が衝突するようになっている。
Ｘ２／Ｘ１≦ｔａｎθｍａｘ ・・・ （２）
ただし、
Ｘ１ ：角部７２Ｂと荷重受け部５８Ｄの間の車両幅方向の間隔（距離）
Ｘ２ ：角部７２Ｂと荷重受け部５８Ｄの間の車両前後方向の間隔（距離）
θｍａｘ：中間ビーム２２の最大回転角
である。
更に、膨出部７２の平壁部７２Ａとバッテリパック１４との距離は、下記式（３）を満たすように設定されている。これにより、中間ビーム２２が膨出部７２及び車体取付ブラケット５６の荷重受け部５８Ｄの２点で支持される前に、中間ビーム２２との衝突に伴って変形した膨出部７２がバッテリパック１４に接触しないようになっている。
Ｘ３＞Ｘ２ ・・・ （３）
ただし、
Ｘ３：バッテリパック１４と膨出部７２の平壁部７２Ａとの車両前後方向の距離
である。
次に、第２実施形態に係る車両用電池搭載構造の作用について説明する。
後壁部４６における後側カバー部４６Ａには、膨出部７２及び車体取付ブラケット５６が設けられている。また、膨出部７２の角部７２Ｂと車体取付ブラケット５６の荷重受け部５８Ｄとの相対位置は、上記式（２）を満たすように設定されている。従って、例えば、図８の二点鎖線で示されるように、中間ビーム２２が最大回転角θｍａｘよりも小さい回転角θで車両前後方向前方へ移動した場合、車体取付ブラケット５６の荷重受け部５８Ｄよりも先に中間ビーム２２が膨出部７２の角部７２Ｂに衝突し、中間ビーム２２の車両前後方向前方の変位、即ち、中間ビーム２２がバッテリパック１４に接近する方向の変位が制限される。これにより、バッテリフレーム４０内への中間ビーム２２の侵入が抑制される。
また、膨出部７２の剛性を中間ビーム２２の剛性よりも小さくしたことにより、膨出部７２の角部７２Ｂに中間ビーム２２が衝突すると、当該角部７２Ｂがバッテリパック１４側へ潰れて変形する。この角部７２Ｂの変形によって、衝突エネルギーが吸収される。また、膨出部７２の平壁部７２Ａとバッテリパック１４の間には、変形空間７４が形成されている。この変形空間７４によって角部７２Ｂの変形スペースを確保することにより、衝突に伴って変形した膨出部７２とバッテリパック１４との当接が抑制される。従って、バッテリパック１４の破損、損傷が抑制される。
更に、角部７２Ｂが変形して中間ビーム２２が車両前後方向前方へ移動すると、中間ビーム２２が車体取付ブラケット５６の荷重受け部５８Ｄに衝突する。これにより、中間ビーム２２が変形して衝突エネルギーが吸収されると共に、中間ビーム２２が膨出部７２の角部７２Ｂ及び車体取付ブラケット５６の荷重受け部５８Ｄの２点で支持される。従って、中間ビーム２２の車両前後方向前方の変位が更に制限される。
また、前述したように、荷重受け部５８Ｄよりも先に中間ビーム２２を膨出部７２の角部７２Ｂに衝突させることにより、膨出部７２よりも先に中間ビーム２２が荷重受け部５８Ｄに衝突する構成と比較して、膨出部７２に入力される衝突エネルギーが大きくなる。これにより、膨出部７２の変形量が大きくなる結果、膨出部７２の変形による衝突エネルギーの吸収効率が向上する。従って、膨出部７２、及び後壁部４６等を介してバッテリパック１４に伝達される衝突エネルギーが低減される。
一方、図７の二点鎖線で示されるように、中間ビーム２２が最大回転角θｍａｘで車両前後方向前方へ移動した場合は、膨出部７２の角部７２Ｂ及び車体取付ブラケット５６の荷重受け部５８Ｄに中間ビーム２２が同時に衝突する。これにより、中間ビーム２２の車両前後方向前方の変位が規制される。また、膨出部７２の角部７２Ｂが潰れて変形し、衝突エネルギーが吸収される。更に、荷重受け部５８Ｄとの衝突によって中間ビーム２２が変形し、衝突エネルギーが吸収される。これにより、後壁部４６等を介して、バッテリパック１４に伝達される衝突エネルギーが低減される。
このように本実施形態では、膨出部７２の角部７２Ｂ及び車体取付ブラケット５６の荷重受け部５８Ｄの２点で、中間ビーム２２の衝突荷重を分担することが可能であるため、例えば、荷重受け部５８Ｄの１点で中間ビーム２２の衝突荷重を負担する構成と比較して、中間ビーム２２の車両前後方向の変位が減少する。
更に、本実施形態では、膨出部７２の平壁部７２Ａとバッテリパック１４の距離が、上記式（３）を満たすように設定されており、膨出部７２の車両前後方向の変形スペースが、少なくとも間隔Ｘ２（図７参照）確保されている。
ここで、中間ビーム２２が荷重受け部５８Ｄに衝突するまでの間に膨出部７２が変形する車両前後方向の変形量は、図３の二点鎖線で示されるように、後壁部４６に対して中間ビーム２２が平行（角度なし）に車両前後方向前方へ移動した場合に最大となる。従って、前述したように膨出部７２の車両前後方向の変形スペースを少なくとも間隔Ｘ２確保することにより、バッテリパック１４に対する変形した膨出部７２の接触を回避しつつ、膨出部７２及び荷重受け部５８Ｄの２点で中間ビーム２２を支持することができる。
なお、本実施形態では、膨出部７２の形状を平面視にて台形形状に構成したが、これに限らない。例えば、凸状や椀状でもあっても良い。また、後壁部４６と膨出部７２と一体に構成したが、これに限らない。例えば、後壁部４６と膨出部と別体で構成し、後壁部４６の後側カバー部４６Ａに膨出部を溶接やボルト等で接合しても良い。また、変形空間７４は膨出部７２の変形スペースを確保可能であれば良く、例えば、変形空間７４に弾性体等の緩衝材を設けても良い。更に、膨出部７２は、必ずしも荷重受け部５８Ｄよりも車両前後方向後側に膨出している必要はなく、車体取付ブラケット５６が膨出部７２よりも車両前後方向後側へ突出していても良い。
次に、上記第１，第２実施形態の他の変形例について説明する。
上記第１，第２実施形態では、車両幅方向外側から見たときに、車両上下方向の下端部５８Ｄ１に対して車両上下方向の上端部５８Ｄ２が車両前後方向後側に位置するように荷重受け部５８Ｄを傾倒させたが、これに限らない。荷重受け部５８Ｄは、衝突された中間ビーム２２の車両前後方向前側の変位を制限可能であれば良く、例えば、鉛直面でも良い。ただし、前述したように、衝突された中間ビーム２２の車両上下方向上方の変位も規制可能である点で傾倒させることが望ましい。
また、後壁部４６の後側カバー部４６Ａに車体取付ブラケット５６を設けたが、これに限らない。車体取付ブラケット５６は、バッテリフレーム４０と中間ビーム２２との間に設けられていれば良く、例えば、アングル等を介してバッテリサイドフレーム４２等に取り付けても良い。また、後壁部４６の後側カバー部４６Ａの車両幅方向の端部側の部位に一対の車体取付ブラケット５６を設けたが、車体取付ブラケット５６は少なくとも一つあれば良く、数や配置は適宜変更可能である。
また、断面逆Ｖ形状の中間ビーム２２を例に説明したが、中間ビーム２２の断面形状は、断面逆Ｕ字形状や断面円形状であっても良い。更に、車両上下方向上側を開口した断面Ｖ形状やＵ字形状であっても良い。
また、全体として枠状に構成されたバッテリフレーム４０を例に説明したが、バッテリフレーム４０の形状はこれに限らない。バッテリフレーム４０は、車両１２の床下に設けられ、バッテリパック１４を支持可能なものであれば良く、例えば、複数の長手材を格子状に連結して構成しても良い。
更に、電気自動車である車両１２を例に説明したが、これに限らない。上記第１，第２実施形態は、左右一対のリヤサスペンションを連結する中間ビーム（連結ビーム）の車両前後方向前側にバッテリが搭載される車両に適用可能であり、例えば、ハイブリット車にも適用である。特に、中間ビームに対してバッテリが近接して搭載される車両の車両後部構造に有効に適用される。
以上、本発明の第１、第２実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、第１、第２の実施形態を組み合わせて用いてもよいし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
１０ 車両用電池搭載構造
１４ バッテリパック（バッテリ）
１８ リヤサスペンション
２２ 中間ビーム（連結ビーム）
４０ バッテリフレーム
４６ 後壁部
５８Ｄ 荷重受け部
７０ 車両用電池搭載構造
７２ 膨出部
７４ 変形空間（空間）

Claims (7)

  1. 車両幅方向に延びると共に左右一対のリヤサスペンションを連結する連結ビームの車両前後方向前側に配置され、車両の床下でバッテリを支持するバッテリフレームと、
    前記バッテリフレームに設けられ、前記バッテリと前記連結ビームの間に車両幅方向に沿って配置される後壁部と、
    前記後壁部に設けられ、該後壁部と前記連結ビームとの間に配置されて前記車体に取り付けられる荷重受け部と、
    を備える車両用電池搭載構造。
  2. 前記荷重受け部が、車両幅方向外側から見て、車両上下方向の下端部に対し車両上下方向の上端部が車両前後方向後側へ位置するように傾倒している請求項１に記載の車両用電池搭載構造。
  3. 前記荷重受け部の前記上端部が、前記連結ビームにおける車両上下方向の上端部よりも車両上下方向上側に位置している請求項１又は請求項２に記載の車両用電池搭載構造。
  4. 前記荷重受け部の前記下端部が、前記連結ビームにおける車両上下方向の下端部よりも車両上下方向下側に位置している請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用電池搭載構造。
  5. 前記後壁部には、車両前後方向後側へ膨出し、前記バッテリとの間に空間を形成する膨出部が設けられている請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用電池搭載構造。
  6. 前記膨出部が、前記荷重受け部よりも車両前後方向後側へ膨出している請求項５に記載の車両用電池搭載構造。
  7. 前記膨出部が、前記後壁部における車両幅方向の中間部に設けられ、
    前記荷重受け部が、前記膨出部の車両幅方向の両側にそれぞれ設けられている請求項５又は請求項６に記載の車両用電池搭載構造。
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