JP7172889B2 - 車両 - Google Patents

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Description

本開示は、車両に関する。
近年、EV走行距離を長くするために大型化された蓄電装置が車両に搭載されるケースが多い。大型化した蓄電装置を車室内に配置したのでは、車室内の空間が狭くなることから、車室外に蓄電装置を配置することが検討されている。
たとえば、特開2013-12480号公報に記載されたバッテリは、車両の底面に配置されている。
このバッテリは、バッテリモジュールと、内部にバッテリモジュールを収容するバッテリケースとを含む。バッテリケースは、トレイ部材と、トレイ部材を覆うように設けられたカバー部材と、複数の桁部材と、複数の連結部材とを含む。
複数の桁部材はトレイ部材の底面に固定されており、各桁部材はトレイ部材の幅方向に長尺に形成されている。各桁部材の両端は、トレイ部材の底面から水平方向に突出しており、連結部材は、各桁部材の端部と車両のサイドメンバとを連結固定している。
特開2013-12480号公報
上記のように構成されたバッテリにおいて、バッテリの一方の側面側から障害物がバッテリケースに衝突したとすると、たとえば、バッテリケースの一方の側面および桁部材の一端側に衝撃力が加えられる。桁部材は加えられた衝撃力によって、車両の幅方向に変位しようする。桁部材は、バッテリケースの底面に固定されているため、桁部材の変位と共にバッテリケースが変形する。具体的には、バッテリケースの一方の側面は凹むように変形すると共に、他方の側面は外方向に膨らむように変形する。
その一方で、バッテリケースの他方の側面側には、衝撃力が加えられた桁部材の他端とサイドメンバとを連結する連結部材が設けられている。当該連結部材は、サイドメンバに固定されているため、連結部材の位置は移動し難い。その結果、バッテリケースの他方の側面側が膨らむように変形すると、バッテリケースの他方の側面が連結部材と干渉し、バッテリケースが潰れるように変形する。
このように、バッテリケースの一方の側面が大きく凹むように変形する一方で、バッテリケースの他方の側面側における変形が、バッテリケースの他方の側面側に設けられた連結部材によって抑えられる。そのため、バッテリケースの内容積が小さくなり、バッテリケース内に収容されたバッテリモジュールがバッテリケースの内壁と干渉して、バッテリモジュールが損傷しやすい。
本開示は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、車両本体の下部に蓄電装置が設けられた車両において、蓄電装置の外部から衝撃力が蓄電装置に加えられたとしても、収容ケース内に収容された蓄電モジュールが損傷することが抑制された車両を提供することである。
本開示に係る車両は、車両本体と、車両本体の下部に設けられた蓄電装置と、蓄電装置を車両本体に連結する連結ユニットとを備えた車両である。上記蓄電装置は、蓄電モジュールと、車両の幅方向または前後方向の一方である第1方向の一端に位置する第1周面と、第1周面と反対側に位置する第2周面とを含み、蓄電モジュールを内部に収容する蓄電ケースとを含む。
上記蓄電ケースは、蓄電モジュールを収容するケース本体と、ケース本体の底面に設けられた複数の底面補強部材とを含む。上記複数の底面補強部材の各々は、第1周面側に位置する第1端部と、第2周面側に位置する第2端部とを含む。上記連結ユニットは、第1端部および第2端部の一方のみに設けられている。上記複数の底面補強部材は、第1底面補強部材と、第1底面補強部材に対して、車両の幅方向または前後方向の他方である第2方向に間隔をあけて配置された第2底面補強部材と、第1底面補強部材に対して第2底面補強部材と反対側に設けられた第3底面補強部材とを含む。上記連結ユニットは、第1周面側に設けられると共に、第1底面補強部材に連結された第1ブラケットと、第2周面側に設けられると共に、第2底面補強部材に連結された第2ブラケットと、第2周面側に設けられると共に、第3底面補強部材に連結された第3ブラケットとを含む。
上記車両において、第1周面側から衝突物が蓄電装置に向けて進入し、衝突物が第1ブラケットに衝突する場合がある。衝突物が第1ブラケットに衝突すると、第1ブラケットおよび第1底面補強部材を通して、ケース本体に衝撃力が加えられる。
具体的には、衝撃力は、第1周面側から第2周面側に向かう方向に衝撃力が加えられる。これにより、第1周面のうち、第1ブラケットの周囲に位置する部分が凹むように変形する一方で、第2周面側においては、外方向に膨らむように変形しようとする。
この際、第1底面補強部材において、第2端部にはブラケットが設けられていない。このため、第2周面が膨らむように変形しようととした際に、第2周面が第1底面補強部材に設けられたブラケットなどと干渉しないため、第2周面が膨らむように変形することが許容されている。その結果、ケース本体内の内容積が小さくなることが抑制されており、収容ケース内に収容された蓄電モジュールが収容ケースの内壁などと干渉することが抑制されている。
その一方で、第2周面側には、第2ブラケットおよび第3ブラケットが設けられており、ケース本体に伝達された衝撃力の一部は、第2ブラケットおよび第3ブラケットを通して、車両本体に伝達される。このため、ケース本体の変形量が大きくなることが抑制されている。そして、第2周面のうち膨らむように変形する部分は、第2ブラケットおよび第3ブラケットの間に位置しており、第2周面が過大に大きく変形して、第2周面が損傷することが抑制されている。
上記第1底面補強部材の第1端部は、第1周面よりも第1方向に突出するように形成されている。
上記の車両によれば、第1方向から衝突物が進入してきた際に、ケース本体に衝突物が衝突する前に、第1端部に衝突物が衝突しやすくなり、ケース本体に衝突物が直接的に衝突することが抑制されている。
上記第1ブラケットは、第1方向において第1端部よりも外側に配置されている。
上記の車両によれば、第1底面補強部材に衝突物が衝突する前に、第1ブラケットに衝突物が衝突し、第1ブラケットが変形する。このため、衝突物の運動エネルギの少なくとも一部が第1ブラケットの変形に消費され、衝突物から第1底面補強部材に加えられる衝撃力が低減される。これにより、第1底面補強部材から蓄電ケースに加えられる衝撃力が低減され、蓄電ケースの変形が抑制される。
上記第1底面補強部材は、第1方向に延びるように形成されている。この車両において、第1方向から進入する衝突物から第1底面補強部材に衝撃力が加えられたとする。この際、第1底面補強部材には、第1底面補強部材が延びる方向に衝撃力が加えられることになり、第1底面補強部材に軸荷重が加えられることになる。そのため、第1底面補強部材の変形が抑制されている。
上記第1ブラケットを形成する材料の剛性は、第1底面補強部材を形成する剛性の強度よりも低い。
上記の車両によれば、第1底面補強部材に衝突物が衝突する前であって、第1ブラケットが衝突物によって変形させられる過程において、比較的小さな外力によって第1ブラケットが変形する。
このため、第1ブラケットおよび第1底面補強部材を通して、蓄電ケースに伝達される衝撃力も比較的小さく抑えることができる。蓄電ケースに加えられる衝撃力を小さくすることで、蓄電ケース内に収容された蓄電モジュールに加えられる慣性力も小さく抑えることができる。蓄電モジュールに加えられる慣性力が小さく抑えられることで、第1ブラケットが変形する過程において、蓄電モジュールが蓄電ケース内を変位して、蓄電モジュールが蓄電ケースの内壁などと干渉することを抑制することができる。
上記第1ブラケットは、蓄電ケースとの連結部分から上方に向けて延びるように形成された立上部を含む。この車両によれば、車両の側方から衝突物が進入して、第1ブラケットに衝突する際には、立上部に衝突物が接触し易い。立上部は、上方に向けて延びるように形成されているため、立上部は衝突物からの外力によって変形しやすい。その結果、第1ブラケットが変形する過程において、蓄電ケースに加えられる衝撃力を小さく抑えることができ、蓄電モジュールが蓄電ケースの内壁と干渉することを抑制することができる。
上記蓄電装置は、第1周面側または第2周面側の少なくとも一方に設けられた周面補強部材をさらに備え、周面補強部材は、第1底面補強部材および第2底面補強部材に連結されている
上記の車両によれば、衝突物から第1底面補強部材に衝撃力が加えられたとしても、周面補強部材によって、第1底面補強部材が第2底面補強部材に対して相対的に変位することが抑制される。第1底面補強部材は、蓄電ケースの底面に固定されているため、第1底面補強部材の変位が抑制されることで、蓄電ケースの変形も抑制される。
上記第1方向は、車両の幅方向であり、連結ユニットは、第1周面側に配置されると共に、第1ブラケットよりも車両の前方側に配置された第4ブラケットを含み、車両の幅方向における第4ブラケットの幅は、車両の前後方向における第1ブラケットの幅よりも広い。
上記の車両によれば、車両前後方向から外力が加えられたときの第4ブラケットの剛性は、車両の幅方向から外力が加えられたときの第1ブラケットの剛性よりも高い。蓄電ケースの先端側に第4ブラケットが連結されているので、蓄電ケースの先端側に外力が加えられたとしても、蓄電ケースの変形を抑制することができる。
本開示に係る蓄電装置によれば、蓄電ケースの第1周面側から衝撃力が加えられたとしても、蓄電ケース内に収容された蓄電モジュールが損傷することを抑制することができる。
本実施の形態に係る蓄電装置が搭載された車両1を模式的に示す側面図である。 車両1の下面を示す底面図である。 蓄電装置4の底面を示す底面図である。 ブラケット33、周面補強部材26およびその周囲の構成を模式的に示す断面斜視図である。 ブラケット33、周面補強部材26およびその周囲の構成を模式的に示す断面図である。 上端板77および固定部材78を示す平面図である。 ブラケット34、周面補強部材26およびその周囲の構成を模式的に示す断面図である。 ブラケット35、周面補強部材25およびその周囲の構成を模式的に示す断面図である。 蓄電装置4に衝撃力が加えられたときにおける蓄電装置4の底面図である。 衝突物110が衝突した際におけるブラケット33およびその周囲の構成を示す断面図である。 上端板77が蓄電ケース21側に移動した状態において、上端板77およびその周囲の構成を示す平面図である。 参考例に係る蓄電装置4Aを示す蓄電装置4Aの底面図である。 衝突物110が衝突した状態におけるブラケット64Bおよびその周囲の構成を示す断面図である。 衝突物110Aの衝突態様の他の例を示す底面図である。 車両1Bの底面を示す底面図である。 蓄電ケース201を示す底面図である。 ブラケット221およびその周囲の構成を示す断面図である。
図1から図17を用いて、本実施の形態に係る蓄電装置について説明する。図1から図17に示す構成のうち、同一または実質的に同一の構成については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。なお、実施の形態に示す構成において、請求項に記載された構成に対応する構成には、括弧書きで請求項の構成を併記する場合がある。
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態1に係る蓄電装置が搭載された車両1を模式的に示す側面図である。車両1は、車両本体2と、駆動装置3と、蓄電装置4と、燃料タンク5とを含む。車両本体2は、車両本体2の下部を形成する底面部材6を含む。車両本体2内には、エンジンコンパートメント10と、車室11とが形成されている。
駆動装置3は、エンジンコンパートメント10内に収容されている。駆動装置3は、エンジン12と、回転電機13とを含む。なお、車室11は、運転手などの搭乗者が搭乗する空間である。蓄電装置4および燃料タンク5は、底面部材6の下面側に設けられている。
図2は、車両1の下面を示す底面図である。底面部材6は、サイドメンバ15と、サイドメンバ16と、クロスメンバ17と、フロアパネル18と、フロントフレーム19とを含む。
サイドメンバ15およびサイドメンバ16は、互いに幅方向Wに間隔をあけて配置されている。各サイドメンバ15,16は、車両前後方向Dに長尺に延びるように形成されている。
なお、サイドメンバ16には、マウント7が形成されており、マウント7は、サイドメンバ16から車両1の幅方向Wの中央に向けて張り出すように形成されている。
クロスメンバ17は、サイドメンバ15およびサイドメンバ16を接続するように形成されており、クロスメンバ17は、幅方向Wに長尺に延びるように形成されている。
フロアパネル18は、サイドメンバ15,16およびクロスメンバ17の上面側に配置されており、板状の金属部材である。なお、フロアパネル18は、車室11の底面を形成する部材である。
フロントフレーム19は、サイドメンバ15,16の前端部側に配置されており、フロントフレーム19はサイドメンバ15,16に連結されている。フロントフレーム19は、エンジンコンパートメント10の下方に配置されている。なお、フロントフレーム19は、駆動装置3を支持するための部材である。
蓄電装置4および燃料タンク5は、フロアパネル18の下面側に固定されている。ここで、車両1は、蓄電装置4と、連結ユニット22と、周面補強部材25,26とを備える。蓄電装置4は、蓄電ケース21と、蓄電モジュール20とを含む。
蓄電モジュール20は、複数の蓄電セルを含み、蓄電セルは、たとえば、リチウムイオン電池などの二次電池である。蓄電ケース21は、蓄電モジュール20を内部に収容している。蓄電ケース21は、車両1の前後方向に延びる側面23および側面24を含む。側面24は幅方向Wの一端側に位置しており、側面23は、側面24の反対側に位置している。具体的には、側面23は、蓄電ケース21の左側面であり、側面24は、蓄電ケース21の右側面である。
周面補強部材25は、側面23に沿って延びるように長尺に形成されており、周面補強部材26は、側面24に沿って長尺に延びるように形成されている。
連結ユニット22は、蓄電ケース21を底面部材6に固定するための部材である。連結ユニット22は、複数のブラケット30,31,32,33,34,35,36,37を含む。ブラケット30,31,32,33,34,35,36,37は、たとえば、引張強度(Mpa)が440(Mpa)程度の金属材料によって形成されている。
ブラケット31,32,35,37は、車両前後方向Dにおいて、蓄電ケース21の側面23に間隔をあけて設けられており、ブラケット30,33,34,36は、車両前後方向Dにおいて、蓄電ケース21の側面24に間隔をあけて設けられている。
なお、複数のブラケット30~36は、蓄電装置4の前端部側から後端部側に向けて、ブラケット30,31,32,33,34,35,36の順に順次配列するように設けられている。なお、ブラケット37は、ブラケット36と幅方向Wに対向する位置に設けられている。
ブラケット30は、蓄電ケース21をフロアパネル18に連結固定している。ブラケット33,34は、蓄電ケース21をマウント7に連結固定している。ブラケット36は、蓄電ケース21をクロスメンバ17に固定している。ブラケット31,32,35は、蓄電ケース21をサイドメンバ15に連結固定している。ブラケット37は、蓄電ケース21をクロスメンバ17に連結固定している。
ここで、ブラケット(第1ブラケット)33,34は、車両前後方向Dにおいて、ブラケット(第3ブラケット)32およびブラケット(第2ブラケット)35の間に配置されている。換言すれば、側面23のうち、ブラケット33,34に対して幅方向Wに位置する部分には、ブラケットが設けられていない。
図3は、蓄電装置4の底面を示す底面図である。蓄電ケース21は、ケース本体9と、ケース本体9の底面29に設けられた複数の底面補強部材40,41,42,43,44,45,46,47とを含む。底面補強部材40,41,42,43,44,45,46,47は、たとえば、引張強度(Mpa)が1180(Mpa)程度の金属材料によって形成されている。このため、底面補強部材40,41,42,43,44,45,46,47は、ブラケット30,31,32,33,34,35,36,37よりも変形し難い材料によって形成されている。
複数の底面補強部材40~47は、蓄電ケース21の前端部側から後端部側に向けて順次、底面補強部材40,41,42,43,44,45,46,47の順で配列している。各底面補強部材40,41,42,43,44,45,46,47は、幅方向Wに間隔をあけて配置されたボルトなどの固定部材によって、蓄電ケース21の底面29に固定されている。
底面補強部材40,41は、幅方向Wにおいて蓄電ケース21の底面29の中央から、側面23に向けて延びるように形成されている。底面補強部材40,41は、側面23側に位置する端部50,51を含む。そして、底面補強部材40,41は側面23から車両1の幅方向Wに突出するように形成されており、端部50,51は、側面23から車両1の幅方向Wに突出している。ブラケット31,32は、端部50,51に連結されている。
底面補強部材42,43,44,45,46,47は、幅方向Wに延びるように形成されている。底面補強部材42,43,44,45,46,47の側面23側の各端部52,54,56,58,60,62は、側面23から幅方向Wに突出している。
底面補強部材42,43,44,45,46,47の側面24側の各端部53,55,57,59,61,63は、側面24から幅方向Wに突出している。
そして、ブラケット(第1ブラケット)33,34は、側面(第1側面)24側において、底面補強部材42,44の端部53,57および底面部材6のサイドメンバ16を連結している。ブラケット35は、底面補強部材45の端部58と、底面部材6のサイドメンバ15とを連結している。
同様に、ブラケット36は、端部63およびクロスメンバ17を連結固定しており、ブラケット37は、端部62およびクロスメンバ17を連結固定している。
このように、本実施の形態1に係る車両1においては、蓄電装置4は、車両前後方向D(第2方向)に間隔をあけて設けられた複数の底面補強部材42,45,41を含む。底面補強部材(第2底面補強部材)45は、底面補強部材(第1底面補強部材)42に対して車両前後方向Dに間隔をあけて配置されており、底面補強部材(第3底面補強部材)41は、底面補強部材42に対して底面補強部材45と反対側に配置されている。底面補強部材42の端部(第1端部)53にブラケット(第1ブラケット)33が連結されている。同様に、底面補強部材45の端部58にブラケット35が連結されており、底面補強部材41の端部51には、ブラケット32が連結されている。そして、底面補強部材42の端部52,53の一方の端部53のみに、ブラケット33が連結されており、端部52には連結ユニット22が設けられていない。
図4は、ブラケット33、周面補強部材26およびその周囲の構成を模式的に示す断面斜視図である。
蓄電ケース21のケース本体9は、アッパーケース65およびロアーケース66を含む。アッパーケース65およびロアーケース66は、アルミニウム合金などの金属材料で構成されていてもよく、または、樹脂などで構成するようにしてもよい。
周面補強部材26は、底板部70と、側壁部71と、複数の補強部72とを含む。底板部70および側壁部71は、板材がL字状に折り曲げられることにより形成されている。底板部70は、ケース本体9の底面29から側面24側に延び出るように形成されている。そして、側壁部71は、底板部70の外側辺に接続されており、底板部70の外側辺から上方に向けて延びるように形成されている。
補強部72は、三角形状の板材によって形成されている部分であり、三角形状の板材が側壁部71および底板部70にそれぞれ溶接されることで、周面補強部材26の剛性を高めている。複数の補強部72は、車両前後方向Dに間隔をあけて配置されている。底面補強部材42の端部53は、底板部70の上面に配置されており、端部53は複数の補強部72の間に配置されている。
ブラケット33は、底板部75と、立上部76と、上端板77とを含む。ブラケット33は、平板状の板材が折り曲げられて形成されている。底板部75は、板材の一端部がL字状に曲げられて形成され、上端板77は、板材の他端が底板部75とは反対側にL字状に折り曲げられて形成されている。ブラケット33は、幅方向が車両前後方向Dとなるように配置されている。底板部75は、底板部70の下面に配置されており、底板部75は底板部70の下面から幅方向Wに張り出している。そして、立上部76は、底板部75の外側辺に接続されており、底板部75の外側辺から上方に向けて延びるように形成されている。上端板77は、立上部76の上端に接続されている。そして、ブラケット33は、端部53に対して、端部53の下面側と、端部53の先端部よりも幅方向Wにおいて外側とを通るように配置されており、ブラケット33は端部53よりも幅方向Wにおいて外側に配置されている。
図5は、ブラケット33、周面補強部材26およびその周囲の構成を模式的に示す断面図である。立上部76は、底板部75の外側辺から上方に向かうにつれて、幅方向Wにおいて、ケース本体9から離れるように傾斜している。そして、立上部76の上端部に形成されている上端板77は、固定部材78によって、サイドメンバ16に固定されている。固定部材78は、ボルト78Aおよびナット78Bを含む。
図6は、上端板77および固定部材78を示す平面図である。上端板77には、貫通孔69が形成されている。貫通孔69は、幅方向Wに長尺に延びるように形成されている。
そして、ボルト78Aの軸部が貫通孔69に挿入されている。なお、ボルト78Aの軸部は、貫通孔69のうち、ケース本体9側の端部に位置している。
このため、ブラケット33に外力が加えられた際に、上端板77は、固定部材78に対して相対的にケース本体9に近づく方向に移動可能とされている。
図5に戻って、ブラケット33の底板部75と、周面補強部材26の底板部70と、底面補強部材42の端部53とは、固定部材79によって一体的に固定されている。
アッパーケース65は、天板80と、周壁81と、鍔部82とを含む。天板80はアッパーケース65の上面を形成しており、周壁81は天板80の外周縁部から下方に向けて延びるように形成されている。鍔部82は、周壁81の下端辺から水平方向に延び出るように形成されており、鍔部82は環状に形成されている。
ロアーケース66は、底板83と、周壁84と、鍔部85とを含む。底板83は、ロアーケース66の底面を形成している。周壁84は、底板83の外周縁部から上方に向けて延びるように形成されている。鍔部85は、周壁84の上辺から水平方向に延び出るように形成されており、鍔部85は環状に形成されている。
そして、鍔部82および鍔部85は、図示されていない固定部材によって互いに固定されており、鍔部82および鍔部85によって、突出部86が形成されている。なお、突出部86は、環状に延びるように形成されている。
なお、底面補強部材42の端部53は、幅方向Wにおいて、突出部86の先端部よりも外側に位置している。なお、図4および図5を用いて、ブラケット33の構成について詳細に説明したが、ブラケット34もブラケット33と同様に構成されている。
図7は、ブラケット34、周面補強部材26およびその周囲の構成を模式的に示す断面図である。ブラケット34は、底板90と、立上部91と、上端板92とを含む。底板90は、周面補強部材26の底板部70の下面に配置されており、底板部70よりも水平方向に張り出すように形成されている。立上部91は、底板90の外側辺から上方に延びるように形成されており、立上部91は、上方に向かうにつれて、水平方向においてケース本体9から離れるように傾斜している。
上端板92は、立上部91の上端部に形成されており、上端板92は、固定部材94によってサイドメンバ16に連結固定されている。
底面補強部材44の端部57は、周面補強部材26の底板部70の上面に配置されている。底面補強部材44の端部57の先端部は、水平方向において、突出部86の先端部よりも外側に位置している。そして、ブラケット34の底板90と、周面補強部材26の底板部70と、底面補強部材44の端部57とは、固定部材95によって一体的に固定されている。なお、周面補強部材26は、図3に示す各端部53,55,57,59,61,63に固定されている。
図8は、ブラケット35、周面補強部材25およびその周囲の構成を模式的に示す断面図である。周面補強部材25は、周面補強部材26と同様に形成されている。周面補強部材25は、底板100と、側壁101と、複数の補強板とを含む。底板100と、側壁101とは、車両前後方向Dに長尺に形成されており、補強板は、車両前後方向Dに間隔をあけて複数形成されている。なお、この図8においては、補強板は、図示されていない。
底面補強部材45の端部58は、底板100の上面に配置されており、端部58は、隣り合う補強板の間に配置されている。
そして、底面補強部材45の端部58の先端部は、水平方向において、突出部86の先端部よりも外側に位置している。
ブラケット35は、底板96と、立上部97と、上端板98とを含む。そして、底板96は周面補強部材25の底板100の下面側に配置されており、立上部97は底板96の外側辺に接続されている。立上部97も、底板96の外側辺から上方に向かうにつれて、ケース本体9から離れるように傾斜している。上端板98は、立上部97の上端部に形成されており、上端板98は、サイドメンバ15に固定部材103によって固定されている。そして、ブラケット35の底板96と、周面補強部材25の底板100と、底面補強部材45の端部58とは、固定部材104によって一体的に固定されている。
図3において、周面補強部材25は、各端部52,54,56,58,60,62に固定されている。
このように、各底面補強部材42,43,44,45,46,47の側面23側の端部52,54,56,58,60,62は、周面補強部材25によって連結されており、側面24側の端部53,55,57,59,61,63は周面補強部材26によって連結されている。そして、各底面補強部材42,43,44,45,46,47はケース本体9の底面29に固定されている。
上記のように構成された車両1において、他の車両などの障害物が車両1の側面側から衝突する場合があり、このような場合には、蓄電装置4に衝撃力が加えられる。
図9は、蓄電装置4に衝撃力が加えられたときにおける蓄電装置4の底面図である。この図9に示す例においては、蓄電モジュール20の側面24側に衝突物110が衝突した状態を示す。衝突物110は、ブラケット33,34に衝突している。
図10は、衝突物110が衝突した際におけるブラケット33およびその周囲の構成を示す断面図である。
この図10に示すように、衝突物110がブラケット33の立上部76に衝突すると、上端板77は、ケース本体9に近づくように移動する。
図11は、上端板77がケース本体9側に移動した状態において、上端板77およびその周囲の構成を示す平面図である。この図11に示すように、ボルト78Aが挿入された貫通孔69は、幅方向Wに長く形成されており、上端板77がケース本体9に近づくように移動することが許容されている。そして、上端板77がケース本体9に近接するように移動することで、ボルト78Aは相対的に貫通孔69内を移動する。
図10に戻って、上端板77が衝突物110からの外力によってケース本体9に近づくように移動すると共に、立上部76は、衝突物110から加えられる外力によって立上部76および底板部75との接合部分を中心として回転するように変形する。このように、ブラケット33が変形することで、衝突物110はケース本体9に近づくように移動する。
底面補強部材42の端部53の先端部は、幅方向Wにおいて、突出部86の先端部よりも外側に位置している。そのため、衝突物110はブラケット33を変形させた後、衝突物110は、ケース本体9に衝突する前に、立上部76および側壁部71を間に挟んだ状態で底面補強部材42の端部53に衝突する。そして、端部53に衝突物110から幅方向Wに衝撃力が加えられる。
底面補強部材42は、ケース本体9の底面29に固定されているため、底面補強部材42に加えられた衝撃力はケース本体9にも伝達される。
ここで、底面補強部材42は、幅方向Wに長尺に形成されているため、幅方向Wに衝撃力が底面補強部材42に加えられると、底面補強部材42に軸方向荷重が加えられることになり、底面補強部材42は殆ど変形しない。その一方で、ブラケット33においては、幅方向Wからブラケット33に衝突物110が衝突すると、ブラケット33に幅方向Wから外力が加えられ、立上部76は、立上部76および底板部75の接続部分を中心に回転しやすい。このように、幅方向Wにおける荷重に対して、ブラケット33は、底面補強部材42よりも変形しやすい。
また、ブラケット33は、引張強度(Mpa)が440(Mpa)程度の金属材料によって形成されており、底面補強部材42は、1180(Mpa)程度の金属材料によって形成されているため、ブラケット33は、底面補強部材42よりも変形しやすい。
このように、幅方向Wにおける荷重に対して、ブラケット33は底面補強部材42よりも変形しやすいため、衝突物110がブラケット33を変形する過程において、ブラケット33および底面補強部材42を通してケース本体9に伝達される衝撃力は比較的小さく抑えられている。
このため、衝突物110がブラケット33を変形する過程において、ケース本体9内に配置された蓄電モジュール20に生じる慣性力を小さく抑えることができ、蓄電モジュール20がケース本体9内で移動すること抑制することができる。これにより、蓄電モジュール20がケース本体9内でケース本体9の内壁面と干渉することができ、蓄電モジュール20が損傷することを抑制することができる。
さらに、衝突物110が側壁部71および立上部76を間に挟んだ状態で端部53に衝突する前に、衝突物110の運動エネルギは、ブラケット33を変形させるエネルギに費やされるため、衝突物110が端部53に加える衝撃力が低減される。
端部53に加えられる衝撃力が低減されると、底面補強部材42を通して、ケース本体9に伝えられる衝撃力も小さく抑えられる。これにより、衝突物110が端部53に衝撃力を加えた際においても、蓄電モジュール20に生じる慣性力を小さく抑えることができ、蓄電モジュール20がケース本体9の内壁などと干渉することを抑制することができる。
図9において、衝突物110から加えられる衝撃力によって、ブラケット33などが変形する態様について説明したが、ブラケット34もブラケット33と同様に変形する。そして、底面補強部材44の端部57にも衝撃力が加えられる。ここで、衝突物110からケース本体9に衝撃力が伝達される前に、衝突物110の運動エネルギはブラケット34の変形に費やされ、ケース本体9に加えられる衝撃力が緩和される。
衝撃力が加えられた底面補強部材42,44は、ケース本体9の底面に固定されているため、底面補強部材42,44が衝撃力によって変位することで、ケース本体9が変形する。これにより、ケース本体9の側面24は、側面23に向けて凹むように変形すると共に、側面23は外側に向けて膨らむように変形する。特に、側面23のうち、底面補強部材42と底面補強部材44との間に位置する部分が大きく外側に向けて変形する。
図12は、参考例に係る蓄電装置4Aを示す蓄電装置4Aの底面図である。この蓄電装置4Aは、蓄電装置4の構成から周面補強部材25,26を除いた構成と、ブラケット64A,64B,64C,64D,64E,64F,64Gとを備える。ブラケット64A,64B,64C,64D,64E,64F,64Gは、端部52,54,56,58,60,55,59,61に連結されている。
このため、蓄電装置4Aにおいては、底面補強部材42,43,44,45,46,47の端部52,54,56,58,60,62には、ブラケット64A,64B,64C,35,64D,37が連結されており、端部53,55,57,59,61,63には、ブラケット33,64E,ブラケット34,64F,64G,36が連結されている。
上記のように構成された蓄電装置4Aにおいて、側面24側から衝突物110が衝突したとする。この場合においても、衝突物110がブラケット33,64E,34に衝突し、さらに、衝突物110が底面補強部材42,43,44の端部53,55,57に衝撃力を加える。
これにより、側面23のうち、底面補強部材42と底面補強部材44との間に位置する部分が大きく膨らむように変形しようとする。
ここで、蓄電装置4Aにおいては、ブラケット64A,64B,64Cが端部52,54,56に連結されているため、側面23が上記のように膨らむように変形しようとしても、側面23の変形を阻害する。
図13は、衝突物110が衝突した状態におけるブラケット64Bおよびその周囲の構成を示す断面図である。蓄電装置4Aは、ブラケット64Bが設けられているため、ケース本体9の側面23が膨らむように変形しようとすると、底面補強部材43およびケース本体9が、ブラケット64Bと干渉して、底面補強部材43およびケース本体9が変形する。
このため、衝突物110が側面24側から衝突すると、側面23が膨らむように変形することが阻害される。
図13においては、ブラケット64Bおよびその周囲の構成について説明したが、ブラケット64A,64Cにおいても、同様に、ブラケット64A,64Cによって、ケース本体9の側面23が膨らむように変形することが阻害される。
その結果、衝突物110が側面24に衝突して、側面24が凹むように変形する一方で、側面23が膨らむように変形し難いため、ケース本体9内の内容積が小さくなる。その結果、ケース本体9内に収容された蓄電モジュール20がケース本体9の内壁と干渉し、蓄電モジュール20が損傷するおそれがある。
その一方で、図9に示すように、本実施の形態に係る蓄電装置4においては、衝突物110が側面24に衝突した際に、側面23が変形することが許容されているので、ケース本体9内に収容された蓄電モジュール20が損傷することを抑制することができる。
側面23側には、ブラケット31,32,35,37が設けられており、衝突物110からケース本体9に加えられた衝撃力の一部は、底面補強部材40,41,45,47およびブラケット31,32,35,37を通してサイドメンバ15やクロスメンバ17に伝達される。そのため、衝突物110からの衝撃力によってケース本体9が大きく変形することが抑制されており、ケース本体9が損傷することが抑制されている。
ここで、ブラケット33,34が設けられている端部53,57と反対側には、端部52,56が位置しており、端部52,56は、ブラケット32およびブラケット35の間に位置している。
そして、衝突物110からの衝撃力によって、側面23のうち、端部52から端部56の間およびその周囲に位置する部分が、外側に向けて膨らむように変形しようとした際に、ケース本体9に加えられた衝撃力の一部がブラケット32,35を通して、サイドメンバ15に伝達される。その結果、側面23のうち、端部52から端部56の間およびその周囲に位置する部分が、大きく変形することを抑制することができ、側面23が損傷することを抑制することができる。
本実施の形態に係る蓄電装置4においては、各底面補強部材42,43,44,45,46,47は、周面補強部材26および周面補強部材25によって連結されている。このため、図9に示すように、衝突物110からの衝撃力によって、底面補強部材42,43,44が幅方向Wに変位しようとしても、周面補強部材26,25が各底面補強部材42,43,44の変位を抑制する。
そのため、衝突物110から底面補強部材42,43,44に衝撃力が加えられたとしても、底面補強部材42,43,44の変位量が小さく、ケース本体9の変形量が小さく抑えられる。
これにより、ケース本体9の側面24が大きく凹むように変形したり、側面23が大きく膨らむように変形することが抑制されている。このように、ケース本体9の変形が抑制されているので、ケース本体9内に収容された蓄電モジュール20がケース本体9の内壁面と干渉することを抑制することができる。なお、本実施の形態においては、周面補強部材25および周面補強部材26のいずれも設けられているが、周面補強部材25および周面補強部材26の一方を設けるようにしてもよい。
図3において、ブラケット(第4ブラケット)30は、ブラケット(第1ブラケット)33,34よりも蓄電装置4の前端側に設けられている。ブラケット30は、他のブラケット33,34などと同様に、板材を曲げることで形成されており、ブラケット30は、ブラケット30の幅方向が車両1の幅方向Wに向くように配置されている。なお、ブラケット33,34などは、ブラケット33,34などの幅方向が車両前後方向Dに向くように配置されている。そして、ブラケット30の幅長W1は、ブラケット33の幅長W2およびブラケット34の幅長W3よりも大きい。
このため、車両前後方向Dから外力が加えられたときにおけるブラケット30の剛性は、幅方向Wから外力が加えられたときにおけるブラケット33,34の剛性よりも高く、前端部側において蓄電ケース21の剛性が高められている。たとえば、車両1が走行中において、地面に置かれた障害物と蓄電装置4とが接触する場合が想定される。その一方で、ブラケット30によって、前端部側における蓄電ケース21の剛性が高められており、蓄電ケース21の前端部が大きく損傷することを抑制することができる。
底面補強部材42,43,44は、幅方向Wに延びるように形成されている。このため、衝突物110が底面補強部材42,43,44の端部53,55,57に幅方向Wから衝撃力を加えたとしても、底面補強部材42,43,44が変形し難い。そのため、衝突物110が側面24に達することを抑制することができ、蓄電ケース21の側面23が損傷することが抑制されている。
なお、図9に示す例においては、衝突物110がブラケット33およびブラケット34に衝突するような態様で蓄電装置4に衝突する例について説明したが、衝突物110が衝突する態様としては各種の態様が考えられる。
図14は、衝突物の衝突態様の他の例を示す底面図である。この図14に示す例においては、衝突物110Aは、ブラケット35に衝突するような態様で蓄電装置4に衝突している。
この衝突時において、衝突物110Aは、ブラケット35を変形させる。そして、ブラケット35が連結された底面補強部材45に衝撃力を加える。これにより、底面補強部材45が幅方向Wに変位すると共に、底面補強部材45が固定されたケース本体9も変形する。具体的には、側面23においては、ブラケット35および端部58の近傍に位置する部分が凹むように変形する。そして、側面24側においては、ブラケット35と対向する部分およびその周囲に位置する部分が膨らむように変形する。
ここで、車両前後方向Dにおいて、ブラケット35は、ブラケット34およびブラケット36の間に位置している。そして、底面補強部材45において、端部58,59の一方の端部58のみにブラケット35が連結されており、端部59にはブラケットが設けられていない。このように、側面24のうち、ブラケット35と対向する部分にブラケットは設けられておらず、側面24が膨らむように変形することが許容されている。
そのため、ケース本体9内の内容積が小さくなることが抑制されており、ケース本体9内において、蓄電モジュール20がケース本体9の内壁と干渉し、蓄電モジュール20が損傷することが抑制されている。
本実施の形態に係る蓄電装置4においては、蓄電装置4の側面23側に設けられたブラケット31,32,35,37の数と、側面24側に設けられたブラケット30,33,34,36の数とは同じ数である。そのため、側面24側から衝突物110が衝突したときのケース本体9の変形量と、側面23側から衝突物110が衝突したときのケース本体9の変形量とに差が生じることが抑制されている。
なお、本実施の形態においては、底面部材6の下面に蓄電装置4が配置された例について説明したが、蓄電装置4の搭載位置としては様々な位置を採用することができる。
本実施の形態1においては、「第1方向」として、車幅方向を採用し、「第2方向」として、車両前後方向を採用した例について説明したが、「第1方向」を車両前後方向とし、さらに、「第2方向」として、車幅方向を採用するようにしてもよい。
(実施の形態2)
図15などを用いて、実施の形態2に係る車両1Bについて説明する。図15は、車両1Bの底面を示す底面図であり、図16は、蓄電ケース201を示す底面図である。車両1Bは、底面部材6と、蓄電装置4Bと、連結ユニット202と、周面補強部材203,204とを備える。蓄電装置4Bは、底面部材6の後端側に設けられており、蓄電装置4Bは底面部材6の下面側に設けられている。
蓄電装置4Bは、蓄電ケース201と、図示されていない蓄電モジュールとを含み、蓄電モジュールは、蓄電ケース201内に収容されている。
蓄電ケース201は、ケース本体205と、複数の底面補強部材230~234とを含む。ケース本体205は、前面210と、後面211と、側面212と、側面213と、下面214とを含む。前面210は車両前後方向Dの前端に位置しており、後面211は前面210に対して反対側に位置している。側面213は幅方向Wの一端に位置しており、側面212は幅方向Wの他端に位置している。
連結ユニット202は、ブラケット220,221,222,223,224,225を含む。ブラケット220,221,222は,前面210側に設けられている。ブラケット223,224,225は後面211側に設けられている。
ブラケット220,221,222は、蓄電ケース201をクロスメンバ17に連結固定している。ブラケット223は蓄電ケース201をサイドメンバ15に固定しており、ブラケット225は蓄電ケース201をサイドメンバ16に固定している。なお、ブラケット224は、蓄電ケース201をフロアパネル18に固定している。
周面補強部材203は前面210側に配置されており、周面補強部材203は前面210に沿って延びるように形成されている。周面補強部材204は後面211側に配置されており、周面補強部材204は後面211に沿って延びるように形成されている。
ブラケット220,221は、幅方向Wにおいて、ブラケット223およびブラケット224の間に位置している。同様に、ブラケット222は、幅方向Wにおいて、ブラケット224およびブラケット225の間に配置されている。
また、ブラケット224は、幅方向Wにおいて、ブラケット221およびブラケット222の間に位置している。
各底面補強部材230,231,232,233,234,235は、車両前後方向Dに長尺に形成されている。そして、各底面補強部材230,231,232,233,234,235は、幅方向Wに間隔をあけて配置されている。各底面補強部材230,231,232,233,234,235は、図示されていないボルトなどによって、蓄電ケース201に固定されている。
各底面補強部材230,231,232,233,234,235は、後面211側に位置する端部240,242,244,246,248,250と、前面210側に位置する端部241,243,245,247,249,251とを含む。そして、端部241,243,245,247,249,251は、後面211よりも後方側に位置しており、端部240,242,244,246,248,250は前面210よりも前方に位置している。
そして、ブラケット220は、端部243に連結されると共に、底面補強部材230に連結されている。ブラケット221,222は、端部245,249に連結されると共に、底面補強部材230に連結されている。同様に、ブラケット223,224,225は、端部244,248,252に連結されると共に、底面補強部材231に連結されている。
図17は、ブラケット221およびその周囲の構成を示す断面図である。蓄電装置4Bのケース本体205は、アッパーケース65Aおよびロアーケース66Aを含む。アッパーケース65Aは、天板80Aと、周壁81Aと、鍔部82Aとを含む。ロアーケース66Aは、底板83Aと、周壁84Aと、鍔部85Aとを含む。そして、鍔部82Aおよび鍔部85Aによって、突出部86Aが形成されている。
周面補強部材203は、底板部70Aと、側壁部71Aとを含む。端部245は、底板部70Aの上面に配置されている。
ブラケット221は、底板部75Aと、立上部76Aと、上端板77Aとを含む。底板部75Aは、底板部70Aの下面側に配置されている。立上部76Aは、底板部75Aの外側辺から上方に立ち上がるように形成されている。そして、上端板77Aは、立上部76Aの上端に形成されている。
そして、ブラケット221の底板部75Aと、周面補強部材203の底板部70Aと、底面補強部材232の端部245とは、固定部材79Aによって互いに固定されている。
なお、ブラケット221の構成について説明したが、他のブラケット220,222,223,224,225もブラケット221と同様に構成されている。また、周面補強部材204も周面補強部材203と同様に構成されている。
上記のように構成された車両1Bにおいて、車両1Bの後方側から他の車両が衝突などする場合がある。
この際、図16において、たとえば、ブラケット221に衝突物が衝突する場合がある。本実施の形態2においても、衝突物110がブラケット221および端部245に衝突して、蓄電装置4Bに衝撃力を加えたとしても、車両前後方向Dにおいてブラケット221と反対側にブラケットが設けられていない。そのため、蓄電装置4Bにおいても、衝突物の衝突時に蓄電モジュール20Bが損傷することを抑制することができる。また、ブラケット221などにも立上部76Aが形成されており、上記蓄電装置4のブラケット33と同様の作用効果を得ることができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1,1B 車両、2 車両本体、3 駆動装置、4,4A,4B 蓄電装置、5 燃料タンク、6 底面部材、7 マウント、9,205 ケース本体、10 エンジンコンパートメント、11 車室、12 エンジン、13 回転電機、15,16 サイドメンバ、17 クロスメンバ、18 フロアパネル、19 フロントフレーム、20,20B 蓄電モジュール、21,201 蓄電ケース、22,202 連結ユニット、23,24,212,213 側面、25,26,203,204 周面補強部材、29 底面、30,31,32,33,34,35,36,37,64A,64B,64C,64D,64E,64F,64G,220,221,222,223,224,225 ブラケット、40,41,42,43,44,45,46,47,230,231,232,233,234,235 底面補強部材、50,51,52,53,54,55,56,57,58,59,60,61,62,63,240,241,242,243,244,245,246,247,248,249,250,251,252 端部、65,65A アッパーケース、66,66A ロアーケース、69 貫通孔、70,70A,75,75A 底板部、71,71A 側壁部、72 補強部、76,76A,91,97 立上部、77,77A,92,98 上端板、78,79,79A,94,95,103,104 固定部材、78A ボルト、78B ナット、80,80A 天板、81,81A,84,84A 周壁、82,82A,85,85A 鍔部、83,83A,90,96,100 底板、86,86A 突出部、101 側壁、110,110A 衝突物、210 前面、211 後面、214 下面、D 車両前後方向、W 幅方向、W1,W2,W3 幅長。

Claims (8)

  1. 車両本体と、
    前記車両本体の下部に設けられた蓄電装置と、
    前記蓄電装置を前記車両本体に連結する連結ユニットと、
    を備えた車両であって、
    前記蓄電装置は、
    蓄電モジュールと、
    前記車両の幅方向または前後方向の一方である第1方向の一端に位置する第1周面と、前記第1周面と反対側に位置する第2周面とを含み、前記蓄電モジュールを内部に収容する蓄電ケースとを含み、
    前記蓄電ケースは、
    前記蓄電モジュールを収容するケース本体と、
    前記ケース本体の底面に設けられた複数の底面補強部材とを含み、
    前記複数の底面補強部材の各々は、前記第1周面側に位置する第1端部と、前記第2周面側に位置する第2端部とを含み、
    第1底面補強部材と、
    前記第1底面補強部材に対して、前記車両の幅方向または前後方向の他方である第2方向に間隔をあけて配置された第2底面補強部材と、
    前記第1底面補強部材に対して前記第2底面補強部材と反対側に設けられた第3底面補強部材と、
    を含み、
    前記連結ユニットは、
    前記第1底面補強部材の第1端部に連結された第1ブラケットと、
    前記第2底面補強部材の第2端部に連結された第2ブラケットと、
    前記第3底面補強部材の第2端部に連結された第3ブラケットと、
    を含み、
    前記第1底面補強部材の第2端部には、前記連結ユニットは設けられていない、車両。
  2. 前記第1底面補強部材の第1端部は、前記第1周面よりも前記第1方向に突出するように形成された、請求項1に記載の車両。
  3. 前記第1ブラケットは、前記第1方向において前記第1端部よりも外側に配置された、請求項2に記載の車両。
  4. 前記第1底面補強部材は、前記第1方向に延びるように形成された、請求項1または請求項2に記載の車両。
  5. 前記第1ブラケットを形成する材料の剛性は、前記第1底面補強部材を形成する材料の剛性よりも低い、請求項1から請求項4のいずれかに記載の車両。
  6. 前記第1ブラケットは、前記蓄電ケースとの連結部分から上方に向けて延びるように形成された立上部を含む、請求項1から請求項5のいずれかに記載の車両。
  7. 前記蓄電装置は、前記第1周面側または前記第2周面側の少なくとも一方に設けられた周面補強部材をさらに備え、
    前記周面補強部材は、前記第1底面補強部材および前記第2底面補強部材に連結された、請求項1から請求項6のいずれかに記載の車両。
  8. 前記第1方向は、前記車両の幅方向であり、
    前記連結ユニットは、前記第1周面側に配置されると共に、前記第1ブラケットよりも前記車両の前方側に配置された第4ブラケットを含み、
    前記車両の幅方向における前記第4ブラケットの幅は、前記車両の前後方向における前記第1ブラケットの幅よりも広い、請求項1から請求項7のいずれかに記載の車両。
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