JP6820140B2 - 自動車車両 - Google Patents

Description

本発明は、フロアパネルの下方で複数のバッテリケースが左右方向に並んで配置される自動車車両に関する。

車両の下側にバッテリを配置した自動車車両として、特許文献１に記載の燃料電池車両が知られている。この燃料電池車両は、フロアトンネル内に配置されるバッテリを、サブフレームにより支持している。サブフレームは、バッテリの前端及び後端を上面に支持して車幅方向に延びる前側及び後側サブクロスメンバと、前側及び後側サブクロスメンバの間に設けられて車幅方向に延びる中間サブクロスメンバと、前側及び後側サブクロスメンバ並びに中間サブクロスメンバを連結してバッテリケースの側面に沿って前後方向に延びる左右一対のサブサイドメンバとを有し、中間サブクロスメンバは、一対のサブサイドメンバの間に渡る部位（中間ビーム）において、バッテリの下面との間に所定のスペースを有している。

この燃料電池車両では、車両の側面衝突時には、その側突荷重が中間サブクロスメンバの中間ビームを介して左右サブサイドメンバに分散され、左右サブサイドメンバがバッテリケース側に変形することを抑制している。また、中間サブクロスメンバの中間ビームが撓むような場合にも、中間ビームとバッテリケースとの間にスペースが設けられることで、変形した中間ビームがバッテリケースの前後中間部に干渉し難くなっている。さらに、中間サブクロスメンバの中間ビームは、その左右端部の上面が左右サブサイドメンバの下面に接合されることで、左右サブサイドメンバの一方に側突荷重が入力された際には、中間ビームを下方に突出させるように撓ませられ、これにより、変形した中間ビームがバッテリケースにより一層干渉し難くなっている。

また、車両の下側にバッテリを配置した自動車車両として、特許文献２に記載のバッテリ搭載車両が知られている。このバッテリ搭載車両は、車両の左右方向に沿って延在するとともに両端部のそれぞれが一対のサイドメンバに固定され中央部にてバッテリユニットを支持するクロスメンバを備えている。クロスメンバの両端部には、車両左右方向の荷重負荷が作用した場合に、下に凸となるように屈曲する変形促進部が形成され、バッテリユニットとサイドシルの干渉が抑制されている。

特開２００９−２３３８３号公報 特開２０１４−２２６９５７号公報

ところで、特許文献１及び２に記載の車両は、複数のバッテリケースを左右に並べて配置することは想定されておらず、このような車両レイアウトとする場合、側面衝突時における隣接するバッテリケース同士の干渉を考慮した新たなバッテリの保護構造を採用する必要がある。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数のバッテリケースが左右方向に並んで配置される場合に、側面衝突時にバッテリを保護することのできる自動車車両を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明によれば、フロアパネルの下方で左右方向へ並んで配置される複数のバッテリケースと、側面衝突時の入力荷重を利用して、隣接する前記バッテリケースをそれぞれ下方へ移動させる移動機構と、を備えた自動車車両が提供される。

この自動車車両によれば、側面衝突時に移動機構により隣接するバッテリケースがそれぞれ下方へ移動させられ、バッテリケース同士の干渉によるバッテリの損傷を抑制することができる。

上記自動車車両において、前記移動機構は、前記各バッテリケースの上面と下面の少なくとも一方に接続され、左右方向へ延びる板部と、前記板部における隣接する前記バッテリケースの間に形成され、側面衝突時の入力荷重により下方へ折れ曲がる折曲部と、を有してもよい。

この自動車車両によれば、側面衝突時に板部の折曲部が下方へ折れ曲がることにより、板部と接続されているバッテリケースも板部とともに下方へ移動する。

上記自動車車両において、前記移動機構は、前記各バッテリケースの上面に接続され、左右方向へ延びる上側板部と、前記各バッテリケースの下面に接続され、左右方向へ延びる下側板部と、前記上側板部における隣接する前記バッテリケースの間に形成され、側面衝突時の入力荷重により下方へ折れ曲がる折曲部と、前記上側板部が前記折曲部にて折り曲げられた際に、前記下側板部を隣接する前記バッテリケースの間で分離させる分離機構と、を有してもよい。

この自動車車両によれば、側面衝突時に上側板部の折曲部が下方へ折れ曲がることにより、上側板部と接続されているバッテリケースも上側板部とともに下方へ移動する。このとき、下側板部が分離することにより、バッテリケースをスムースに下方へ移動させることができる。

上記自動車車両において、前記分離機構は、前記上側板部における隣接する前記バッテリケースの間に下方へ向かって突出形成され、前記上側板部が前記折曲部にて折り曲げられた際に、前記下側板部と接触して前記下側板部の分離を助長する突出部を有してもよい。

この自動車車両によれば、側面衝突時に上側板部の突出部により下側板部の分離を助長させて、より確実に下側板部を分離させることができる。

上記自動車車両において、前記突出部は、左右寸法が下方へ向かって小さくなるよう形成されてもよい。

この自動車車両によれば、突出部の下端が小さく形成されているので、側面衝突時における突出部と下側板部の接触面積を小さくして、突出部に起因して下側板部に生じる応力を大きくすることができる。

上記自動車車両において、前記下側板部に設けられ、分離された前記下側板部の一方と他方の所定距離を超えた離間を規制する規制部を備えてもよい。

この自動車車両によれば、分離後の下側板部は規制部により所定距離以内に保たれ、側面衝突時の衝撃により下側板部とともにバッテリケースが想定外の方向へ移動してしまうことはない。

上記自動車車両において、隣接する前記バッテリケースの各対向面は、下方へ向かって互いに接近する方向に傾いていてもよい。

この自動車車両によれば、側面衝突に際し、まず各バッテリケースは下方へ移動する。このとき、各バッテリケースは折れ曲がった下側支持板に追従して傾斜しており、衝突前と比べると、上側が相対的に接近し、下側が相対的に離隔している。すなわち、各バッテリケースの各対向面は、衝突前と比べて平行に近くなっている。この後、一方のバッテリケースに負荷が加わって他方のバッテリケースへ向かって移動すると、各対向面同士が接触することとなる。このように各バッテリケースが接触した後も、各対向面が衝突前よりも平行に近くなっているので、比較的各バッテリケースは下方へ移動しやすい状態となる。

本発明によれば、複数のバッテリケースが左右方向に並んで配置される場合に、側面衝突時に移動機構により隣接するバッテリケースがそれぞれ下方へ移動させられ、バッテリケース同士の干渉によるバッテリの損傷を抑制することができる。

本発明の一実施形態を示す自動車車両の概略外観図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 側面衝突時にバッテリケースが下方へ移動した状態を示す説明図である。 変形例を示す自動車車両の正面断面図である。 側面衝突時にバッテリケースが下方へ移動した状態を示す説明図である。 変形例を示す自動車車両の正面断面図である。 側面衝突時にバッテリケースが下方へ移動した状態を示す説明図である。 変形例を示す自動車車両の正面断面図である。 側面衝突時にバッテリケースが下方へ移動した状態を示す説明図である。 変形例を示す自動車車両の正面断面図である。 側面衝突時にバッテリケースが下方へ移動した状態を示す説明図である。 変形例を示す自動車車両の正面断面図である。 側面衝突時にバッテリケースが下方へ移動した状態を示す説明図である。

図１から図４は本発明の一実施形態を示すものであり、図１は自動車車両の概略外観図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図２のＢ−Ｂ断面図、図４は側面衝突時にバッテリケースが下方へ移動した状態を示す説明図である。

図１に示すように、この自動車車両１０は車輪の駆動源としてモータを有し、図２に示すように、モータに電力を供給する複数のバッテリセルＢＴが搭載されている。各バッテリセルＢＴは、箱状のバッテリケース２０に整列された状態で収納される。バッテリケース２０の材質は任意であるが、例えば、金属、強化プラスチック等の比較的剛性の高い材料から構成される。

自動車車両１０は、例えば鋼板をプレス成型したパネル状の部材を集成し、スポット溶接等で接合した車体を有している。車体は、左右一対に配置され正面視にて袋状の断面を有するサイドシル部３０と、車室下部をなし各サイドシル部３０に接続されるフロアパネル４０と、を有している。サイドシル部３０の具体的な構成は任意であるが、例えば、左右方向外側に配置されるアウタパネルと、左右方向内側に配置されアウタパネルとともに袋状の閉断面を形成するインナパネルと、正面視にて閉断面を分割するリンフォースパネルと、を有する。

また、自動車車両１０は、フロアパネル４０の下側に配置され各サイドシル部３０に接続される上側支持板５０及び下側支持板６０を有する。上側支持板５０及び下側支持板６０の材質は任意であるが、例えば、金属、強化プラスチック等の比較的剛性の高い材料から構成される。本実施形態においては、バッテリケース２０は、各サイドシル部３０と、上側支持板５０と、下側支持板６０と、により画成された空間に配置される。バッテリケース２０は、左右方向に並べて複数配置され、上側支持板５０及び下側支持板６０に固定される。すなわち、上側支持板５０は各バッテリケース２０の上面に接続され左右方向へ延びる上側板部をなし、下側支持板６０は各バッテリケースの下面に接続され左右方向へ延びる下側板部をなしている。また、各バッテリケース２０は上側支持板５０及び下側支持板６０と一体的に構成され、各サイドシル部３０に対して着脱自在となっている。

図３に示すように、バッテリケース２０は、略直方体形状を呈し、フロアパネル４０の下方にて、前後方向及び左右方向に整列されて配置されている。本実施形態においては、バッテリケース２０は、左右一対に配置されている。自動車車両１０は、側面衝突時の入力荷重を利用して、隣接するバッテリケース２０をそれぞれ下方へ移動させる移動機構を備えている。本実施形態においては、移動機構は、上側支持板５０における左右方向に隣接するバッテリケース２０の間に形成され、側面衝突時の入力荷重により下方へ折れ曲がる折曲部５１を有する。

図２に示すように、折曲部５１は、上側支持板５０の一般部に対し薄く形成されている。具体的に、折曲部５１は、断面にて、一般部に対して上側を切り欠いた形状となっており、上側支持板５０に左右方向に圧縮荷重が加わると、下方へ折れ曲がるようになっている。本実施形態においては、折曲部５１は、上側支持板５０の左右中央に前後方向にわたって連続的に形成される。

以上のように構成された自動車車両１０によれば、図４に示すように、側面衝突時に上側支持板５０の折曲部５１が下方へ折れ曲がることにより、上側支持板５０と接続されているバッテリケース２０も上側支持板５０とともに下方へ移動する。このとき、下側支持板６０における左右方向に隣接するバッテリケース２０の間に比較的大きな応力が生じることから、下側支持板６０は各バッテリケース２０の間の所定の破断部分６１で破断する。このように、自動車車両１０において複数のバッテリケース２０が左右方向に並んで配置される場合に、側面衝突時に移動機構により隣接するバッテリケース２０がそれぞれ下方へ移動させられ、バッテリケース２０同士の干渉によるバッテリセルＢＴの損傷を抑制することができる。

尚、前記実施形態においては、上側支持板５０に折曲部５１を設けたものを示したが、下側支持板６０に折曲部を設けてもよいし、上側支持板５０と下側支持板６０の両方に折曲部を設けても良い。また、折曲部５１が上側支持板５０の前後方向にわたって連続的に形成されたものを示したが、間欠的に形成されたものであってもよい。

また、前記実施形態においては、上側支持板５０を略平坦に形成したものを示したが、上側支持板５０を左右外側から左右中央の折曲部５１へ向かって下るよう傾斜して形成し、折曲部５１における折れ曲がりが助長されるようにしてもよい。さらに、上側支持板５０を左右方向について各バッテリケース２０の中間へ向かって下るよう傾斜して形成し、折曲部５１を省略することも可能である。この場合、上側支持板５０の傾斜部が移動機構をなす。

また、前記実施形態においては、下側支持板６０に生じる応力により下側支持板６０が破断して分離するものを示したが、予め下側支持板６０を左右に分割して構成し、比較的大きな応力が生じずとも各バッテリケース２０に追従して移動するようにしてもよい。この場合、分割された下側支持板６０が、上側支持板５０が折曲部５１にて折り曲げられた際に、下側支持板６０を左右方向に隣接するバッテリケース２０の間で分離させる分離機構をなしている。

また、前記実施形態においては、フロアパネル４０と別個に各バッテリケース２０を支持する上側支持板５０を設けたものを示したが、フロアパネル４０で各バッテリケース２０を支持するようにし、フロアパネル４０に折曲部のような、側面衝突時の入力荷重を利用して、隣接するバッテリケース２０をそれぞれ下方へ移動させる移動機構を設けてもよい。この場合、フロアパネル４０が、各バッテリケース２０の上面に接続され、左右方向へ延びる板部をなしている。さらに、上側支持板５０を省略して下側支持板６０のみで各バッテリケース２０を支持するようにしてもよい。この場合、下側支持板６０に前記実施形態のような折曲部を設けたり、下側支持板６０を左右に分割して構成しておけばよい。

また、前記実施形態においては、各バッテリケース２０が左右方向に２つ並べられたものを示したが、左右方向に３以上のバッテリケース２０が並べられるものであってもよい。この場合、左右方向について少なくとも１箇所に、側面衝突時の入力荷重を利用して隣接するバッテリケース２０を下方へ移動させる移動機構を備えていればよい。また、左右方向に加えて前後方向についても、前面衝突時あるいは後面衝突時の入力荷重を利用して隣接するバッテリケース２０を下方へ移動させる移動機構を備えてもよい。

また、例えば図５に示すように、下側支持板６０に、分離された下側支持板６０の一方と他方の所定距離を超えた離間を規制する規制部７０を備えてもよい。図５に示すように、規制部７０は、左右方向に伸縮自在に構成され、弛緩した状態で両端が破断予定部分をまたいで下側支持板６０に固定されている。そして、図６に示すように、側面衝突時に下側支持板６０が分離すると、規制部７０は緊張した状態となって、分離後の下側支持板６０を所定距離以内に保つ。これにより、側面衝突時の衝撃により下側支持板６０とともにバッテリケース２０が想定外の方向へ移動してしまうことはない。尚、規制部７０により設定される分離後の下側支持板６０の距離は任意であるが、各バッテリケース２０が地面に接触しない範囲とすることが好ましい。

また、例えば図７に示すように、上側支持板５０に、左右方向に隣接するバッテリケース２０の間に下方へ向かって突出形成され、上側支持板５０が折曲部５１にて折り曲げられた際に、下側支持板６０と接触して下側支持板６０の分離を助長する突出部５２を設けてもよい。この自動車車両１０によれば、図８に示すように、側面衝突時に上側支持板５０の突出部５２により下側支持板６０の分離を助長させて、より確実に下側支持板６０を分離させることができる。

また、例えば図９に示すように、左右方向に隣接するバッテリケース２０の各対向面２１が下方へ向かって互いに接近する方向に傾いていてもよい。この自動車車両１０によれば、側面衝突時、図１０に示すように、まず各バッテリケース２０は下方へ移動する。このとき、各バッテリケース２０は折れ曲がった下側支持板６０に追従して傾斜しており、衝突前と比べると、上側が相対的に接近し、下側が相対的に離隔している。すなわち、各バッテリケース２０の各対向面２１は、衝突前と比べて平行に近くなっている。この後、一方のサイドシル部３０からバッテリケース２０に負荷が加わると、一方のバッテリケース２０が他方のバッテリケース２０へ向かって移動し、各対向面２１同士が接触することとなる。このように各バッテリケース２０が接触した後も、各対向面２１が衝突前よりも平行に近くなっているので、比較的各バッテリケース２０は下方へ移動しやすい状態となる。

また、例えば図１１に示すように、左右方向に隣接するバッテリケース２０の各対向面２１が下方へ向かって互いに接近する方向に傾斜するとともに、上側支持板５０に、上側支持板５０が折曲部５１にて折り曲げられた際に、下側支持板６０と接触して下側支持板６０の分離を助長する突出部５３を設けてもよい。図１１においては、突出部５３は、左右寸法が下方へ向かって小さくなるよう形成されている。この自動車車両１０によれば、突出部５３の下端が小さく形成されているので、図１２に示すように、側面衝突時における突出部５３と下側支持板６０の接触面積を小さくして、突出部５３に起因して下側支持板６０に生じる応力を大きくすることができる。また、図１２に示すように、突出部５３及びバッテリケース２０は、上側支持板５０が折曲部５１にて折り曲げられた際に、互いに密着する。この後、一方のサイドシル部３０からバッテリケース２０に負荷が加わると、一方のバッテリケース２０が突出部５３により下方へ案内され、各バッテリケース２０の下方への移動をさらにスムースに行うことができる。

また、例えば図１３に示すように、下側支持板６０に代えて、各バッテリケース２０の下方を覆うカバー部材８０を設けてもよい。カバー部材８０は、上側支持板５０と比べて薄く形成される。図１４においては、各バッテリケース２０は上側支持板５０に固定され、カバー部材８０は各バッテリケース２０と接触しているものの各バッテリケース２０を積極的に支持していない。カバー部材８０は、左右方向に隣接するバッテリケース２０の間で分割されており、比較的大きな応力が生じずとも各バッテリケース２０に追従して移動するようになっている。図１３においては、分割されたカバー部材８０は、各バッテリケース２０の間で上下に重ねられて積層部８１を構成している。この自動車車両１０によれば、側面衝突時、図１４に示すように、分割されたカバー部材８０は各バッテリケース２０に追従して別個に傾斜するものの、各バッテリケース２０の間で当接状態を保つ。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１０ 自動車車両
２０ バッテリケース
３０ サイドシル部
４０ フロアパネル
５０ 上側支持板
５１ 折曲部
５２ 突出部
５３ 突出部
６０ 下側支持板
６１ 破断部分
７０ 規制部
８０ カバー部材
８１ 積層部

Claims (5)

1. フロアパネルの下方で左右方向へ並んで配置される複数のバッテリケースと、
   側面衝突時の入力荷重を利用して、隣接する前記バッテリケースをそれぞれ下方へ移動させる移動機構と、を備え、
   前記各バッテリケースは、左右一対に配置され、
   前記移動機構は、前記各バッテリケースの上面に接続され左右方向へ延びる板部を有し、
   前記板部は、左右方向について前記各バッテリケースの中間へ向かって下るよう傾斜して形成される自動車車両。
2. フロアパネルの下方で左右方向へ並んで配置される複数のバッテリケースと、
   側面衝突時の入力荷重を利用して、隣接する前記バッテリケースをそれぞれ下方へ移動させる移動機構と、を備え、
   前記移動機構は、
   前記各バッテリケースの上面に接続され、左右方向へ延びる板部と、
   前記板部における隣接する前記バッテリケースの間に形成され、側面衝突時の入力荷重により下方へ折れ曲がる折曲部と、を有する自動車車両。
3. フロアパネルの下方で左右方向へ並んで配置される複数のバッテリケースと、
   側面衝突時の入力荷重を利用して、隣接する前記バッテリケースをそれぞれ下方へ移動させる移動機構と、を備え、
   前記移動機構は、
   前記各バッテリケースの上面に接続され、左右方向へ延びる上側板部と、
   前記各バッテリケースの下面に接続され、左右方向へ延びる下側板部と、
   前記上側板部における隣接する前記バッテリケースの間に形成され、側面衝突時の入力荷重により下方へ折れ曲がる折曲部と、
   前記上側板部が前記折曲部にて折り曲げられた際に、前記下側板部を隣接する前記バッテリケースの間で分離させる分離機構と、を有する自動車車両。
4. 前記分離機構は、前記上側板部における隣接する前記バッテリケースの間に下方へ向かって突出形成され、前記上側板部が前記折曲部にて折り曲げられた際に、前記下側板部と接触して前記下側板部の分離を助長する突出部を有する請求項３に記載の自動車車両。
5. 前記下側板部に設けられ、分離された前記下側板部の一方と他方の所定距離を超えた離間を規制する規制部を備えた請求項３または４に記載の自動車車両。

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