JP6831249B2

JP6831249B2 - 自動車車両

Info

Publication number: JP6831249B2
Application number: JP2017008101A
Authority: JP
Inventors: 純也岡村; チャンホ白; 崇泰大小原
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2017-01-20
Filing date: 2017-01-20
Publication date: 2021-02-17
Anticipated expiration: 2037-01-20
Also published as: JP2018114911A

Description

本発明は、フロアパネルの下側にバッテリモジュールが配置される自動車車両に関する。

バッテリモジュールを搭載した自動車車両において、フロアパネルの下側にバッテリモジュールを配置したものが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。特許文献１に記載の自動車車両では、バッテリモジュールの下側にアンダーカバーを設け、アンダーカバーの上面にノイズ遮断シートを敷設している。また、特許文献２に記載の自動車車両では、バッテリモジュールの下側に底板を設け、底板の中央部分を周縁よりも一段高く成形している。

特開２０１３−７１７０２号公報特開平８−１６４７５０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の自動車車両では、車輪により跳ね上げられた小石が車両の下側に衝突した際に、アンダーカバーが変形してバッテリモジュールを損傷するおそれがある。また、特許文献２に記載の自動車車両では、底板の中央部分が周縁よりも高く成形されるため、底板に高さを変化させるための曲げ部分を形成せざるを得ず、底板に負荷が加わった際にこの曲げ部分に応力が集中して十分な強度及び耐久性を確保することが難しい。このように、特許文献１及び２の自動車車両では、バッテリモジュールの保護性能が不十分である。

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、フロアパネルの下側にバッテリモジュールが配置された自動車車両において、バッテリモジュールの保護性能を向上させた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、バッテリモジュールがフロアパネルの下側に配置される自動車車両であって、前記バッテリモジュールの下方に、前記バッテリモジュールと間隔をおいて配置される平板状のガード部材と、前記ガード部材の上面に直接的又は間接的に設けられ、所定方向へ延びる骨格部材と、前記バッテリモジュールと前記ガード部材の間に形成された空隙と、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、車両の下側の衝突物は、ガード部材と接触する。このとき、ガード部材の上面に骨格部材が設けられているので、骨格部材によりガード部材に剛性及び強度が付与され、ガード部材の変形量を減少させることができる。また、衝突物等によりガード部材が上方へ変形させられる場合に、骨格部材が支点となるので、単位面積あたりの支点の数を増やして、平板状のガード部材の変形量を小さくすることができる。さらに、ガード部材は曲げ部分の存在しない平板状であるので、ガード部材に負荷が加わった際に曲げ部分に応力が集中するようなことはなく、十分な強度及び耐久性が確保される。
また、ガード部材が変形した際に、バッテリモジュールとガード部材の間には空隙が形成されているので、ガード部材が過度に変形しない限り、ガード部材がバッテリモジュールに接触することはない。さらに、衝撃によりガード部材が一時的に弾性変形しても、ガード部材は元の形状に復元する。

上記自動車車両において、前記骨格部材から上方へ延びる荷重伝達部材と、前記荷重伝達部材の上端に接続される荷重被伝達部と、を備えることが好ましい。

この自動車車両によれば、車両下側の衝突物等からガード部材に荷重が加わった際に、当該荷重を荷重伝達部材を介して荷重被伝達部で受け止めることができ、的確に車両下側からの負荷に抗することができる。

上記自動車車両において、前記荷重被伝達部は、前記ガード部材と間隔をおいて配置される前記バッテリモジュールと別のバッテリモジュールを支持することが好ましい。

この自動車車両によれば、荷重被伝達部にバッテリモジュールを支持させることにより、ガード部材と空隙を介して配置されるバッテリモジュールのさらに上方の空間を利用して、車両に搭載されるバッテリモジュールの数を増やすることができる。

上記自動車車両において、前記荷重伝達部材は、板状に形成されることが好ましい。

この自動車車両によれば、荷重伝達部が板状に形成されていることから、衝突時等における荷重被伝達部の移動を的確に抑制することができる。

上記自動車車両において、前記骨格部材は、第１方向へ延びる第１骨格部材と、前記第１骨格部材と接続され前記第１方向と異なる第２方向へ延びる第２骨格部材と、を有し、前記荷重伝達部材は、前記第１骨格部材から上方へ延びる第１荷重伝達部材と、前記第１荷重伝達部材と接続され前記第２骨格部材から上方へ延びる第２荷重伝達部材と、を有することが好ましい。

この自動車車両によれば、異なる方向へ延びる骨格部材と荷重伝達部材を互いに接続することにより、骨格部材及び荷重伝達部材の剛性及び強度が飛躍的に向上する。

上記自動車車両において、前記第１方向は車両の前後方向であり、前記第２方向は車両の左右方向とすることができる。

この自動車車両によれば、直交する骨格部材と荷重伝達部材を互いに接続することにより、骨格部材及び荷重伝達部材の剛性及び強度を効率良く向上させることができる。

上記自動車車両において、前記バッテリモジュールは、下側に冷却機構を有してもよい。

この自動車車両によれば、下側が比較的脆弱なバッテリモジュールを、ガード部材により的確に保護することができる。

本発明によれば、フロアパネルの下側にバッテリが配置された自動車車両において、バッテリの保護性能を向上させることができる。

（Ａ）は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り、（Ｂ）は自動車車両の模式断面図である。図１（Ａ）のＸ−Ｘ模式断面図である。カバー部材、バッテリモジュール等を外した状態のバッテリパックの一部模式説明図である。

図１から図３は本発明の一実施形態を示すものであり、図１（Ａ）は自動車車両の概略外観図、図１（Ｂ）は自動車車両の模式断面図、図２は図１（Ａ）のＸ−Ｘ模式断面図、図３はカバー部材、バッテリモジュール等を外した状態のバッテリパックの一部模式説明図である。

図１（Ａ）に示すように、本実施形態の自動車車両１０は車輪の駆動源としてモータを有し、図１（Ｂ）に示すようにモータに電力を供給するバッテリＢが搭載されている。バッテリＢの具体的構成は任意であるが、本実施形態においては、バッテリＢは、複数のバッテリセルと、各バッテリセルが配設されるバッテリケースと、により構成される。

図１（Ｂ）に示すように、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２０と、車室下部をなし各サイドシル部２０に接続されるフロアパネル２１と、を有する。また、自動車車両１０は、フロアパネル２１の下側に、バッテリパック３０を備えている。

フロアパネル２１は、サイドシル部２０における左右内側のパネルに接続される。本実施形態においては、フロアパネル２１は、正面視の断面にて、左右外側より左右中央側が高く形成されている。具体的には、フロアパネル２１は、図２に示すように、左右外側の第１平坦部２１ａと、第１平坦部２１ａの左右内端から上方へ傾斜して左右内側へ延びる第１傾斜部２１ｂと、第１傾斜部２１ｂの左右内端から左右内側へ延びる第２平坦部２１ｃと、第２平坦部２１ｃの左右内端から上方へ傾斜して左右内側へ延びる第２傾斜部２１ｄと、第２傾斜部２１ｄの左右内端から左右内側へ延びる第３平坦部２１ｅと、を有する。

図２に示すように、バッテリパック３０は、前後及び左右方向に所定の間隔をおいて配列された略直方体状のバッテリモジュールＢを有している。本実施形態においては、バッテリモジュールＢは、上下方向にも並べられている。また、バッテリモジュールＢは、下側に冷却水が流通する冷却機構Ｃを有している。バッテリパック３０は、フロアパネル２１に接続される第１パネル４０と、第１パネル４０の下側に設けられる平板状のガード部材５０と、第１パネル４０を介してガード部材５０の上面に設けられる複数の骨格部材６０，６１と、各骨格部材６０，６１の上部から上方へ延びる複数の荷重伝達部材７０，７１と、各荷重伝達部材７０，７１に支持される第２パネル８０と、バッテリパック３０の上側を覆う樹脂製のカバー部材９０と、を有する。

第１パネル４０は、例えば鋼板等の金属製であり、略左右へ延びる本体部４１と、本体部４１の左右外端から上方へ延びる上下延在部４２と、各上下延在部４２の上端から左右外側へ延びフロアパネル２１と接続される左右延在部４３と、を有する。本体部４１は、平板状のガード部材５０の上面に沿って形成される低面部４１ａと、ガード部材５０と離隔して形成される高面部４１ｂと、を有する。各骨格部材６０は低面部４１ａ上に設けられ、各バッテリＢの下側は高面部４１ｂとなっている。これにより、高面部４１ｂとガード部材５０の間には空隙Ｓが形成されている。

ガード部材５０は、例えば鉄、アルミ等の金属からなり、バッテリモジュールＢの下方にバッテリモジュールＢと間隔をおいて配置される。本実施形態においては、ガード部材５０は、バッテリパック３０の下側全体を覆うよう設けられる。ガード部材５０は、比較的厚く形成され、本実施形態においてはフロアパネル２１、第１パネル４０等よりも厚く形成されている。

各骨格部材６０，６１は、例えば鋼板等の金属製であり、断面略ハット状に形成され、第１パネル４０及びガード部材５０とともに閉断面をなす。尚、後述する補助パネル４４とも閉断面をなすものでもよい。図３に示すように、本実施形態においては、バッテリパック３０は、前後方向へ延びる第１骨格部材６０と、第１骨格部材６０と接続され左右方向へ延びる第２骨格部材６１と、を有する。各骨格部材６０，６１は、各バッテリモジュールＢの下部外縁を直接的又は間接的に支持する。本実施形態においては、左右方向に最も外側に位置するバッテリモジュールＢについては、左右外側は各骨格部材６０，６１により支持されず、フロアパネル２１に接続される補助パネル４４により支持される。図２に示すように、補助パネル４４は、左右方向へ延びるバッテリ支持部４４ａと、バッテリ支持部４４ａの左右外端から上方へ延びる左右一対の上下延在部４４ｂと、各上下延在部４４ｂの上端から左右外側へ延びる左右一対の左右延在部４４ｃと、を有する。

各荷重伝達部材７０，７１は、例えば鋼板等の金属製であり、各骨格部材６０，６１から上方へ延び、所定の荷重被伝達部材と接続される。本実施形態においては、荷重被伝達部材は、第２パネル８０である。第２パネル８０は、例えば鋼板等の金属製であり、略左右へ延び、第１パネル４０の各骨格部材６０，６１に支持されているバッテリモジュールＢと別のバッテリモジュールＢを支持する。このように、第２パネル８０にバッテリモジュールＢを支持させることにより、ガード部材５０と空隙Ｓを介して配置されるバッテリモジュールＢのさらに上方の空間を利用して、車両に搭載されるバッテリモジュールＢの数を増やすことができる。

本実施形態においては、バッテリパック３０は、前後方向へ延びる第１荷重伝達部材７０と、第１荷重伝達部材７０と接続され左右方向へ延びる第２荷重伝達部材７１と、を有する。各荷重伝達部材７０，７１は、各骨格部材６０，６１が設けられる全区間に設ける必要はなく、各骨格部材６０，６１の一部区間に設けられていればよい。

本実施形態においては、図３に示すように、各荷重伝達部材７０，７１は、前後に間隔をおいて配置された第２骨格部材６１の全区間に設けられるとともに、第２骨格部材６１と交叉する２つの第１骨格部材６０の一部区間に設けられ、各第１荷重伝達部材７０と各第２荷重伝達部材７０が接続されている。各荷重伝達部材７０，７１は板状に形成され、各第１荷重伝達部材７０の前後両端が各第２荷重伝達部材７１の表面に接続される。

以上のように構成された自動車車両１０によれば、車両の下側の衝突物は、ガード部材５０と接触する。このとき、ガード部材５０の上面に各骨格部材６０，６１が設けられているので、各骨格部材６０，６１によりガード部材５０に剛性及び強度が付与され、ガード部材５０の変形量を減少させることができる。また、衝突物等によりガード部材５０が上方へ変形させられる場合に、各骨格部材６０，６１が支点となるので、単位面積あたりの支点の数を増やして、平板状のガード部材５０の変形量を小さくすることができる。さらに、ガード部材５０は曲げ部分の存在しない平板状であるので、ガード部材５０に負荷が加わった際に曲げ部分に応力が集中するようなことはなく、十分な強度及び耐久性が確保される。

また、ガード部材５０が変形した際に、バッテリモジュールＢとガード部材５０の間には空隙Ｓが形成されているので、ガード部材５０が過度に変形しない限り、ガード部材５０がバッテリモジュールＢに接触することはない。これにより、冷却機構Ｃが設けられて下側が比較的脆弱なバッテリモジュールＢを、ガード部材により的確に保護することができる。さらに、衝撃によりガード部材５０が一時的に弾性変形しても、ガード部材５０は元の形状に復元する。

また、車両下側の衝突物等からガード部材５０に荷重が加わった際に、当該荷重を各荷重伝達部材７０，７１を介して第２パネル８０で受け止めることができ、的確に車両下側からの負荷に抗することができる。さらに、各荷重伝達部７０，７１が板状に形成されていることから、車両前面、側面または後面等からの衝突時等における第２パネル８０の移動を的確に抑制することができる。

また、異なる方向へ延びる各骨格部材６０，６１と各荷重伝達部材７０，７１を互いに接続することにより、各骨格部材６０，６１及び荷重伝達部材７０，７１の剛性及び強度が飛躍的に向上する。特に、本実施形態においては、直交する各骨格部材６０，６１と各荷重伝達部材７０，７１を互いに接続したので、剛性及び強度を効率良く向上させることができる。

尚、前記実施形態においては、各骨格部材６０，６１が第１パネル４０を介してガード部材５０の上面に設けられるものを示したが、第１パネル４０の一部あるいは全部を省略して直接的にガード部材５０に設けてもよい。また、各骨格部材６０，６１として前後方向及び左右方向へ延びるものを示したが、骨格部材の延在方向や設置箇所は任意に変更することができ、所定方向へ延びる少なくとも１つの骨格部材がガード部材に設けられていればよい。

また、前記実施形態においては、各荷重伝達部材７０，７１を板状に形成したものを示したが、例えば棒状など他の形状とすることもできる。さらに、荷重伝達部材７０，７１及び第２パネル８０を設けない構成とすることもできる。さらにまた、バッテリモジュールＢは、下側に冷却機構Ｃを有していないものであってもよいことは勿論である。

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
２１フロアパネル
３０バッテリパック
５０ガード部材
６０第１骨格部材
６１第２骨格部材
７０第１荷重伝達部材
７１第２荷重伝達部材
８０第２パネル
Ｂバッテリモジュール
Ｃ冷却機構
Ｓ空隙

Claims

バッテリモジュールがフロアパネルの下側に配置される自動車車両であって、
前記バッテリモジュールの下方に、前記バッテリモジュールと間隔をおいて配置される平板状のガード部材と、
前記ガード部材の上面に直接的又は間接的に設けられ、所定方向へ延びる骨格部材と、
前記バッテリモジュールと前記ガード部材の間に形成された空隙と、
前記骨格部材から上方へ延びる荷重伝達部材と、
前記荷重伝達部材の上端に接続される荷重被伝達部と、を備え、
前記骨格部材は、第１方向へ延びる第１骨格部材と、前記第１骨格部材と接続され前記第１方向と異なる第２方向へ延びる第２骨格部材と、を有し、
前記荷重伝達部材は、前記第１骨格部材から上方へ延びる第１荷重伝達部材と、前記第１荷重伝達部材と接続され前記第２骨格部材から上方へ延びる第２荷重伝達部材と、を有する自動車車両。
前記第１方向は車両の前後方向であり、前記第２方向は車両の左右方向である請求項１に記載の自動車車両。
前記荷重被伝達部は、前記ガード部材と間隔をおいて配置される前記バッテリモジュールと別のバッテリモジュールを支持する請求項１または２に記載の自動車車両。
前記荷重伝達部材は、板状に形成される請求項１から３のいずれか１項に記載の自動車車両。
前記バッテリモジュールは、下側に冷却機構を有する請求項１から４のいずれか１項に記載の自動車車両。