KR101702473B1 - 차체 구조 - Google Patents

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츠요시 하야시
아츠시 야마나카
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도요타 지도샤（주）
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Abstract

본 발명의 실시예에 관련된 차체 구조(100)는, 차량의 골격의 일부를 형성하는 차폭 방향으로 연장되는 제 1 크로스 멤버(1), 제 2 크로스 멤버(2) 및 제 3 크로스 멤버(3)를 구비한다. 또, 차체 구조(100)는, 차실 내의 바닥과 플로어 패널(4) 사이에서, 또한, 제 1 크로스 멤버(1)와 제 2 크로스 멤버(2) 사이의 공간 SP1R에 축전 장치(10)의 전지부(10a)의 적어도 일부를 수용한다. 또, 차체 구조(100)는, 제 1 크로스 멤버(1)와 제 3 크로스 멤버(3) 사이의 공간 SP2R에 축전 장치(10)의 제어부(10c)의 적어도 일부를 수용한다.

Description

차체 구조{VEHICLE BODY STRUCTURE}
본 발명은 차체 구조에 관한 것으로서, 특히 축전 장치를 탑재 가능한 차체 구조에 관한 것이다.
종래에는 프론트 시트의 바로 아래에 배터리를 수용 가능한 공간을 구비한 차체 구조가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조.).
일본 공개특허 특개2005-306133호 공보
그러나, 특허문헌 1의 차체 구조는, 크로스 멤버의 바로 아래에 배터리를 수용한다. 그 때문에, 배터리를 수용하기 위한 공간, 및 그 공간 위에 설치되는 플로어는 크로스 멤버의 두께만큼 높아져 버린다.
상술의 점을 감안하여, 본 발명은 축전 장치를 수용 가능하고 또한 플로어 높이의 상승을 억제 가능한 차체 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 관련된 차체 구조는, 차량의 골격의 일부를 형성하는 차폭 방향으로 연장되는 제 1 골격 부재 및 제 2 골격 부재를 구비하는 차체 구조로서, 차실(車室) 내의 바닥과 플로어 패널 사이에서, 또한, 상기 제 1 골격부재와 상기 제 2 골격 부재 사이의 공간에, 전지부 및 제어부를 포함하는 축전 장치 중 상기 전지부의 적어도 일부를 수용한다.
상술의 수단에 의해, 본 발명은 축전 장치를 수용 가능하고 또한 플로어 높이의 상승을 억제 가능한 차체 구조를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 관련된 차체 구조의 주요부를 비스듬하게 위에서 본 사시도이다.
도 2는 도 1의 차체 구조의 주요부를 위에서 본 상면도이다.
도 3은 도 2의 일점쇄선으로 나타낸 연직면을 화살표 Ⅲ 방향에서 본 부분 단면도이다.
도 4는 도 2의 이점쇄선으로 나타낸 연직면을 화살표 Ⅳ 방향에서 본 부분 단면도이다.
도 5는 도 1의 차체 구조 및 3열 시트를 구비하는 차량의 투과 측면도이다.
도 6은 도 1의 차체 구조에 수용되는 축전 장치를 비스듬하게 위에서 본 사시도이다.
도 7은 도 6의 축전 장치의 전지부를 좌측방에서 본 부분 단면도이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 관련된 차체 구조(100)의 주요부 구성례를 나타낸 도면이다. 구체적으로는, 도 1은 차체 구조(100)의 주요부를 비스듬하게 위에서 본 사시도이고, 도 2는 차체 구조(100)의 주요부를 위에서 본 상면도이다. 또한, 도 1 및 도 2에서는, X축 방향이 차량 전후 방향에 대응하고, Y축 방향이 차폭 방향에 대응하고, Z축 방향이 연직 방향에 대응한다. 또, +X 방향이 차량 전방에 대응하고, -X 방향이 차량 후방에 대응하고, +Y 방향이 차량 왼쪽 방향에 대응하고, -Y 방향이 차량 오른쪽 방향에 대응한다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 차체 구조(100)는 주로 제 1 크로스 멤버(1), 제 2 크로스 멤버(2), 제 3 크로스 멤버(3), 플로어 패널(4) 및 세로 골격 부재(5)를 포함한다. 본 실시예에서는 차체 구조(100)는, 주행에 이용하는 전기 에너지를 축적하는 축전 장치(10)를 구비하는 하이브리드 차, 전기 자동차 등에 탑재된다.
제 1 크로스 멤버(1), 제 2 크로스 멤버(2) 및 제 3 크로스 멤버(3)는, 차량의 골격의 일부를 형성하는 차폭 방향으로 연장되는 가로 골격 부재이고, 차량 전후 방향으로 간격을 두고 배치된다. 또, 제 1 크로스 멤버(1), 제 2 크로스 멤버(2) 및 제 3 크로스 멤버(3)는 모두, 세로 골격 부재(5)인 왼쪽 로커 패널(5L)과 오른쪽 로커 패널(5R) 사이에 배치되고, 용접 등에 의해 그 양단이 왼쪽 로커 패널(5L) 및 오른쪽 로커 패널(5R)에 고정된다. 또한, 제 1 크로스 멤버(1)는 차량 전후 방향에 있어서 제 2 크로스 멤버(2)의 전방에 배치되고, 제 3 크로스 멤버(3)는 차량 전후 방향에 있어서 제 1 크로스 멤버(1)의 전방에 배치된다.
플로어 패널(4)은, 차체의 저부(底部)를 구성하는 판 형상의 부재이고, 차 외 공간과 차실 외 공간을 구분한다. 또한, 차실 외 공간은, 차 내 공간의 일부이고, 도시하지 않은 플로어 보드 또는 플로어 카펫에 의해서 차실 내 공간으로부터 구분된다. 또, 플로어 패널(4)은 불룩해진 부분(4a)을 포함한다. 본 실시예에서는 플로어 패널(4)은, 도 2의 파선으로 나타낸 차량 중심축 C를 따라서 차량 전후 방향으로 연장되는 불룩해진 부분(4a)을 포함한다. 불룩해진 부분(4a)은, 플로어 패널(4) 아래의 차 외 공간에 플로어 터널을 형성하기 위한 구조이다. 플로어 터널 내에는 배기관(6), 촉매 컨버터(7), 소음기(도시 생략) 등이 수용된다.
세로 골격 부재(5)는, 차량의 골격의 일부를 형성하는 차량 전후 방향으로 연장되는 골격 부재이다. 본 실시예에서는, 세로 골격 부재(5)는 차체의 측부를 구성하는 왼쪽 로커 패널(5L) 및 오른쪽 로커 패널(5R)을 포함한다. 또한, 세로 골격 부재(5)는 사이드 실(side sill)이어도 된다.
이와 같은 구성에 의해, 차체 구조(100)는 제 1 크로스 멤버(1), 제 2 크로스 멤버(2), 플로어 패널(4), 왼쪽 로커 패널(5L) 및 오른쪽 로커 패널(5R)로 구획지어지는 공간 SP1을 형성한다. 또, 차체 구조(100)는 제 1 크로스 멤버(1), 제 3 크로스 멤버(3), 플로어 패널(4), 왼쪽 로커 패널(5L) 및 오른쪽 로커 패널(5R)로 구획지어지는 공간 SP2를 형성한다. 또한, 공간 SP1은, 플로어 패널(4)의 불룩해진 부분(4a)에 의해서 차폭 방향 좌측의 공간 SP1L과 차폭 방향 우측의 공간 SP1R로 분할된다. 마찬가지로, 공간 SP2는, 플로어 패널(4)의 불룩해진 부분(4a)에 의해서 차폭 방향 좌측의 공간 SP2L과 차폭 방향 우측의 공간 SP2R로 분할된다. 또한, 공간 SP1 및 공간 SP2는, 도시하지 않은 플로어 보드 등의 하나 또는 복수의 판재에 의해서 부분적으로 또는 전체적으로 덮이고, 그들 판재 상에는 플로어 카펫이 깔린다. 그 때문에, 공간 SP1 및 공간 SP2는 각각, 차 내 공간인 차실 외 공간의 일부를 형성한다.
또, 차체 구조(100)는 제 1 크로스 멤버(1), 제 2 크로스 멤버(2), 제 3 크로스 멤버(3) 및 플로어 패널(4)에 의해서 구획되는 공간에 축전 장치(10), 냉각 장치(11) 등을 수용한다.
축전 장치(10)는 전기 에너지를 모아 두는 장치이고, 예를 들면 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 등의 축전지, 및 전기 이중층 캐패시터 등의 축전기를 포함한다. 본 실시예에서는 축전 장치(10)는, 니켈 수소 전지를 포함하는 전지 팩이며, 주로 전지부(10a), 연결부(10b), 제어부(10c) 및 고전압 차단부(10d)로 구성된다.
여기서, 도 3을 참조하여 축전 장치(10)의 상세를 설명한다. 또한, 도 3은 도 2의 일점쇄선으로 나타낸 연직면을 화살표 Ⅲ 방향에서 본 부분 단면도이다. 또, 도 3은 공간 SP1 및 공간 SP2가 플로어 카펫(CP)으로 덮인 상태를 나타낸다.
전지부(10a)는 복수의 전지 스택을 포함하는 부분이다. 본 실시예에서는 전지부(10a)는, 20 모듈의 전지 스택을 수용하는 전지 팩 케이스를 포함한다.
연결부(10b)는 전지부(10a)와 제어부(10c)를 연결하는 부분이다. 본 실시예에서는 연결부(10b)는, 전지부(10a)의 전지 팩 케이스와, 제어부(10c)의 케이스를 구조적으로 접속하는 구조체, 및 전지부(10a)와 제어부(10c)를 전기적으로 접속하는 와이어 하니스를 포함한다. 또, 연결부(10b)는, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 제 1 크로스 멤버(1) 위를 넘도록 제 1 크로스 멤버(1)와 플로어 카펫(CP) 사이에 배치된다.
제어부(10c)는 전지부(10a)의 축전 상태를 제어하는 부분이다. 본 실시예에서는 제어부(10c)는, 정션(junction) 블록, 시스템 메인 릴레이, 감시 유닛 등의 기능 요소와, 그들 기능 요소를 수용하는 케이스를 포함한다.
고전압 차단부(10d)는 전지부(10a)의 고전압을 차단하는 수동식 차단 장치를 구성하는 부분이다. 본 실시예에서는 고전압 차단부(10d)는, 제 3 크로스 멤버(3) 상에서 서비스 플러그(10e)의 빼고 꽂기가 가능하도록, 제어부(10c)의 케이스 상에 배치된다. 강고한 크로스 멤버 상에 배치함으로써 차량 충돌시에도 변형이나 손상을 받기 어렵게 하기 위함이다. 이 배치는, 서비스 플러그(10e)를 빼낼 수 없게 되는 것과 같은 상황의 발생을 억제 또는 방지할 수 있다. 그리고, 정비사 등의 작업자는 점검 등의 작업 시에 서비스 플러그(10e)를 용이하게 빼낼 수 있어, 고전압을 신속하게 차단할 수 있다.
냉각 장치(11)는 축전 장치(10)를 냉각하는 장치이다. 본 실시예에서는 냉각 장치(11)는 주로 흡기부(11a), 제 1 덕트부(11b), 블로워부(11c) 및 제 2 덕트부(11d)로 구성된다.
여기서, 도 4를 참조하여 냉각 장치(11)의 상세를 설명한다. 또한, 도 4는 도 2의 이점쇄선으로 나타낸 연직면을 화살표 Ⅳ 방향에서 본 부분 단면도이다. 또, 도 4는 공간 SP1 및 공간 SP2가 플로어 카펫(CP)으로 덮인 상태를 나타낸다.
흡기부(11a)는, 플로어 카펫(CP) 상의 차실 내 공간으로부터 냉각 장치(11) 내에 공기를 받아들이기 위한 개구를 포함하는 부분이다. 본 실시예에서는 흡기부(11a)는 블로워부(11c)보다 전방에 있고, 도시하지 않은 프론트 시트의 전단(前端)의 바로 아래에 설치된다. 또한, 도 4 내의 실선으로 나타낸 화살표는, 흡기부(11a)로부터 받아들여진 공기가 블로워부(11c)에 이르는 모습을 나타낸다.
제 1 덕트부(11b)는 흡기부(11a)와 블로워부(11c)를 연결하는 덕트이다. 본 실시예에서는 제 1 덕트부(11b) 내에는, 흡기부(11a)에 인접하는 위치에 칸막이벽(11b1)이 설치되고, 칸막이벽(11b1)의 하류에는 흡음재(11b2)가 수용된다. 또, 제 1 덕트부(11b)는, 도 2 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 제 1 크로스 멤버(1) 위를 넘도록 제 1 크로스 멤버(1)와 플로어 카펫(CP) 사이에 배치된다.
블로워부(11c)는, 일방으로부터 받아들인 공기를 타방으로 보내기 위한 송풍기이다. 본 실시예에서는 블로워부(11c)는, 축전 장치(10)를 냉각하기 위하여, 흡기부(11a) 및 제 1 덕트부(11b)를 거쳐 받아들인 공기를, 제 2 덕트부(11d)를 거쳐 축전 장치(10)에 보낸다. 또한, 본 실시예에서는 블로워부(11c)는, 공간 SP1L 내에 기울여서 수용된다. 냉각 장치(11)를 수용하는 공간의 높이를 낮게 하기 위함이다. 그러나, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 블로워부(11c)는, 제 1 덕트부(11b)의 유로 저항, 수용 공간의 허용 높이 등을 고려하여 임의의 자세로 수용될 수 있다.
제 2 덕트부(11d)는, 블로워부(11c)와 축전 장치(10)의 전지부(10a)를 연결하는 덕트이다. 본 실시예에서는 제 2 덕트부(11d)는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 플로어 패널(4)의 불룩해진 부분(4a) 위를 넘도록 플로어 카펫(CP)과 불룩해진 부분(4a) 사이에 배치된다. 또, 제 2 덕트부(11d)는, 불룩해진 부분(4a) 위를 넘는 부분의 두께가 얇아지도록 구성된다. 그 때문에, 제 2 덕트부(11d)는 불룩해진 부분(4a)의 높이를 과도하게 제한하는 일은 없고, 차체 구조(100)의 강성에 악영향을 주는 일도 없다.
이상의 구성에 의해, 냉각 장치(11)는, 플로어 카펫(CP) 상의 차실 내 공간으로부터 받아들인 비교적 저온의 공기를 축전 장치(10)에 분사하여 축전 장치(10)를 냉각할 수 있다. 구체적으로는, 냉각 장치(11)는 전지부(10a)의 상면으로부터 하면에, 바람직하게는 복수의 전지 스택의 각각의 사이를 통과하도록, 전지부(10a)에 공기를 공급하여 전지부(10a)를 냉각할 수 있다.
다음으로, 차체 구조(100)가 형성하는 공간으로의 축전 장치(10) 및 냉각 장치(11)의 수용에 대하여 설명한다.
차체 구조(100)는, 차량 전후 방향으로 연장되는 플로어 패널(4)의 불룩해진 부분(4a)을 사이에 둔 일방 측에 축전 장치(10)를 수용하고, 타방 측에 냉각 장치(11)를 수용한다. 본 실시예에서는 차체 구조(100)는, 불룩해진 부분(4a)의 우측에 있는 공간 SP1R 및 공간 SP2R에 축전 장치(10)를 수용하고, 불룩해진 부분(4a)의 좌측에 있는 공간 SP1L 및 공간 SP2L에 냉각 장치(11)를 수용한다. 또한, 차체 구조(100)는, 불룩해진 부분(4a)의 좌측에 있는 공간 SP1L 및 공간 SP2L에 축전 장치(10)를 수용하고, 불룩해진 부분(4a)의 우측에 있는 공간 SP1R 및 공간 SP2R에 냉각 장치(11)를 수용해도 된다.
또, 차체 구조(100)는, 차폭 방향으로 연장되는 제 1 크로스 멤버(1)를 사이에 둔 일방 측에 축전 장치(10)의 일부를 수용하고, 타방 측에 축전 장치(10)의 다른 일부를 수용한다. 본 실시예에서는 차체 구조(100)는, 불룩해진 부분(4a)의 우측에 있는 공간 중, 제 1 크로스 멤버(1)의 후측에 있는 공간 SP1R에 전지부(10a)를 수용하고, 제 1 크로스 멤버(1)의 전측(前側)에 있는 공간 SP2R에 제어부(10c)를 수용한다. 또한, 차체 구조(100)는, 불룩해진 부분(4a)의 우측에 있는 공간 중, 제 1 크로스 멤버(1)의 전측에 있는 공간 SP2R에 전지부(10a)를 수용하고, 제 1 크로스 멤버(1)의 후측에 있는 공간 SP1R에 제어부(10c)를 수용해도 된다.
또, 차체 구조(100)는, 차폭 방향으로 연장되는 제 1 크로스 멤버(1)를 사이에 둔 일방 측에 냉각 장치(11)의 일부를 수용하고, 타방 측에 냉각 장치(11)의 다른 일부를 수용한다. 본 실시예에서는 차체 구조(100)는, 불룩해진 부분(4a)의 좌측에 있는 공간 중, 제 1 크로스 멤버(1)의 후측에 있는 공간 SP1L에 블로워부(11c)를 수용하고, 제 1 크로스 멤버(1)의 전측에 있는 공간 SP2L에 흡기부(11a)를 수용한다. 축전 장치(10)의 전지부(10a)와 냉각 장치(11)의 블로워부(11c)를 함께 제 1 크로스 멤버(1)의 후측에 수용하기 위함이다. 또한, 차체 구조(100)는, 전지부(10a)를 제 1 크로스 멤버(1)의 전측에 수용하는 경우에는, 블로워부(11c)도 제 1 크로스 멤버(1)의 전측에 수용한다. 제 2 덕트부(11d)를 이용한 전지부(10a)와 블로워부(11c)의 연결을 용이하게 하기 위함이다. 또한, 차체 구조(100)는, 냉각 장치(11)의 흡기부(11a), 제 1 덕트부(11b) 및 블로워부(11c)를 동일한 하나의 공간(예를 들면, 공간 SP1L이다.) 내에 수용해도 된다.
또한, 본 실시예에서는 전지부(10a)의 높이는 제어부(10c)의 높이보다 높고, 또한, 제 1 크로스 멤버(1) 및 제 2 크로스 멤버(2)의 각각의 높이보다 높다. 그 때문에, 축전 장치(10)는, 제 1 크로스 멤버(1)를 사이에 두고 서로 이웃하는 두 개의 공간에 전지부(10a) 및 제어부(10c)를 따로따로 수용함으로써, 축전 장치(10)를 수용하기 위한 공간의 높이를 억제하여, 저상화(低床化)를 촉진할 수 있다.
그러나, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 차체 구조(100)는, 전지부(10a)와 제어부(10c)를 겹쳤을 때의 합계 높이가 제 1 크로스 멤버(1) 및 제 2 크로스 멤버(2)의 각각의 높이보다 낮은 경우에는, 전지부(10a)의 상측 또는 하측에 제어부(10c)를 겹쳐서 수용해도 된다. 전지부(10a)와 제어부(10c)를 겹쳤다고 하더라도 저상화가 방해되지는 않기 때문이다. 이 경우, 축전 장치(10)는 전지부(10a)와 제어부(10c)를 일체화해도 된다. 또한, 차체 구조(100)는, 전지부(10a) 및 제어부(10c)의 합계 높이가 제 1 크로스 멤버(1) 및 제 2 크로스 멤버(2)의 각각의 높이보다 낮은 경우에도, 전지부(10a)와 제어부(10c)를 분리하고, 제 1 크로스 멤버(1)를 사이에 둔 옆 공간에 제어부(10c)를 수용해도 된다.
또, 차체 구조(100)는, 일렬로 나란히 배치되는 전지부(10a), 연결부(10b) 및 제어부(10c)를 동일한 하나의 공간(예를 들면, 공간 SP1R이다.) 내에 수용해도 된다.
또, 축전 장치(10)는, 전지부(10a)를 둘 이상의 부분으로 분할함으로써, 전지부(10a)의 높이를 억제하여, 저상화를 더 촉진해도 된다. 이 경우, 둘 이상의 전지부(10a)는 동일한 하나의 공간(예를 들면, 공간 SP1R이다.) 내에 모아 수용되어도 되고, 복수의 공간에 분산하여 수용되어도 된다.
다음으로, 도 5를 참조하면서, 시트와 축전 장치(10) 및 냉각 장치(11) 사이의 위치 관계의 일례에 대하여 설명한다. 또한, 도 5는 3열 시트를 갖는 차량의 투과 측면도이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 축전 장치(10)는, 제 1 열 시트(31)의 시트면 중앙으로부터 제 2 열 시트(32)의 시트면 전단까지의 차량 전후 방향의 간격에 상당하는 플로어 카펫 아래의 차실 외 공간에 수용된다. 또한, 플로어 카펫 아래의 차실 외 공간은, 연직 방향에 있어서 플로어 카펫과 플로어 패널(4) 사이에 존재한다. 보다 구체적으로는, 전지부(10a)가, 제 1 열 시트(31)의 시트면 후단(後端)부터 제 2 열 시트(32)의 시트면 전단까지의 차량 전후 방향의 간격에 상당하는 플로어 카펫 아래의 차실 외 공간에 수용되고, 연결부(10b) 및 제어부(10c)가, 제 1 열 시트(31)의 시트면 중앙부터 제 1 열 시트(31)의 시트면 후단까지의 차량 전후 방향의 간격에 상당하는 플로어 카펫 아래의 차실 외 공간에 수용된다. 또, 축전 장치(10)보다 후방의 플로어 카펫 아래의 차실 외 공간에는 연료 탱크(20)가 수용된다.
이상의 구성에 의해, 차체 구조(100)는, 이미 차량의 골격의 일부로서 존재하는 제 1 크로스 멤버(1), 제 2 크로스 멤버(2), 제 3 크로스 멤버(3), 왼쪽 로커 패널(5L), 오른쪽 로커 패널(5R) 등을 이용하여 축전 장치(10)를 수용하는 차실 외 공간을 형성할 수 있다. 그 때문에, 차체 구조(100)는, 축전 장치(10)를 유지 또는 고정하기 위한 부재를 별도로 추가할 필요가 없다.
또, 차체 구조(100)는, 차량 중심축 C를 따라서 차량 전후 방향으로 연장되는 불룩해진 부분(4a)의 양측의 차실 외 공간 중 어느 하나에 축전 장치(10)가 수용되도록 한다. 그 때문에, 차체 구조(100)는, 좌우 대칭의 수용 공간을 제공할 수 있고, 전방위의 충돌 성능에 악영향을 미치지 않고 축전 장치(10)를 수용할 수 있다.
또, 차체 구조(100)는, 두 개의 크로스 멤버 사이의 공간에 축전 장치(10)가 수용되도록 하여, 축전 장치(10) 상에 크로스 멤버가 배치되는 것을 방지한다. 그 때문에, 축전 장치(10)의 교환의 작업성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로는, 차체 구조(100)는 제 1 열 시트(31)의 우측의 하나를 떼어내는 것만으로 축전 장치(10)의 교환을 가능하게 한다.
또, 차체 구조(100)는, 플로어 패널(4)의 불룩해진 부분(4a)의 정점부와 동(同) 정도의 높이를 갖는 차실 외 공간에 축전 장치(10)를 수용한다. 그 때문에, 차실 내의 바닥의 평탄화 및 저상화를 실현할 수 있다.
또, 차체 구조(100)는, 중량물인 축전 장치(10) 및 연료 탱크를 차량 중앙부에 수용한다. 그 때문에, 차량의 저중심화를 촉진하여 차량의 조종 안정성을 향상시킬 수 있다.
또, 차체 구조(100)는, 종래에 데드 스페이스로 되어 있던 공간에 축전 장치(10)를 수용한다. 그 때문에, 차실 내의 공간을 넓힐 수 있어, 다채로운 시트 어레인지, 충분한 하실(荷室) 용량의 확보 등을 가능하게 한다. 또한, 시트 어레인지에는 팁업 기능의 추가, 슬라이드 기능의 추가, 제 3 열 시트(33)의 제 2 열 시트(32) 아래에의 수납(도 5의 파선으로 나타낸 수납된 시트(33a) 참조.) 등이 포함된다.
또, 차체 구조(100)는, 전지부(10a)를 촉매 컨버터(7)로부터 먼 위치에 수용한다. 구체적으로는, 촉매 컨버터(7)와 제어부(10c) 사이의 거리보다, 촉매 컨버터(7)와 전지부(10a) 사이의 거리가 커지도록 전지부(10a)를 수용한다. 그 때문에, 전지부(10a)의 수명 등에 대한, 열에 의한 악영향을 억제할 수 있다. 마찬가지로, 차체 구조(100)는 엔진, 주행용 전동 발전 기기, 파워 컨트롤 유닛 등의 열원이 수용되는 엔진 컴파트먼트로부터 먼 위치에 전지부(10a)를 수용한다. 그 때문에, 전지부(10a)의 수명 등에 대한, 열에 의한 악영향을 억제할 수 있다.
또, 차체 구조(100)는, 차량 중심축 C를 따라서 차량 전후 방향으로 연장되는 불룩해진 부분(4a)의 양측의 공간에 축전 장치(10) 및 냉각 장치(11)가 분산되어 수용되도록 한다. 그 때문에, 차실 내의 바닥의 저상화를 실현하면서도 축전 장치(10)의 냉각 효과를 높일 수 있다.
다음으로, 도 6 및 도 7을 참조하여, 차체 구조(100)에 수용되는 축전 장치(10)의 상세에 대하여 설명한다. 도 6은, 축전 장치(10)를 비스듬하게 위에서 본 사시도를 나타내고, 도 7은 전지부(10a)를 좌측방에서 본 부분 단면도를 나타낸다. 또한, 도 6은, 제어부(10c)의 내부의 명료화를 위하여, 제어부(10c)의 케이스의 도시를 생략한다. 또, 도 6은 고전압 차단부(10d)의 서비스 플러그(10e) 콘센트를 나타내고, 서비스 플러그(10e)의 도시를 생략한다.
축전 장치(10)의 전지부(10a)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 전지 스택(40), 엔드 플레이트(41) 및 로드(42)를 포함한다.
전지 스택(40)은, 차폭 방향으로부터의 힘(충돌 하중)에 대한 내력(耐力)(강도)을 높이도록 차폭 방향으로 적층된다.
엔드 플레이트(41)는, 적층되는 전지 스택(40)의 차폭 방향의 양측에 배치되는 보강 부재이며, 차폭 방향으로부터의 충돌 하중에 대한 강도를 높이는 기능을 한다. 또, 엔드 플레이트(41)는 왼쪽 엔드 플레이트(41L) 및 오른쪽 엔드 플레이트(41R)를 포함한다.
로드(42)는, 왼쪽 엔드 플레이트(41L)와 오른쪽 엔드 플레이트(41R)를 연결하는 부재이며, 차폭 방향으로부터의 충돌 하중에 대한 강도를 높이는 기능을 한다. 본 실시예에서는 로드(42)는, 전지부(10a)의 상측에 배치되는 두 개의 상부 로드(42U)와, 전지부(10a)의 하측에 배치되는 도시하지 않은 두 개의 하부 로드(42D)를 포함한다.
이와 같이 하여, 엔드 플레이트(41) 및 로드(42)는, 전지 스택(40)을 수용하는 전지 팩 케이스를 구성한다.
또, 전지부(10a)는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 고정용 플레이트(50∼55)를 이용하여 제 1 크로스 멤버(1) 및 제 2 크로스 멤버(2)에 고정된다. 고정 플레이트(50∼55)는 각각 차폭 방향으로 연장되는 판재로 구성된다. 그리고, 고정 플레이트(50∼55)는, 용접 등에 의해서 서로 결합되고, 네 개의 파선원으로 나타낸 바와 같이, 전지부(10a)의 네 모서리에 의해 폐쇄 단면(斷面)을 형성한다. 전지부(10a)의 네 모서리는 전방 위쪽 모서리, 전방 아래쪽 모서리, 후방 위쪽 모서리 및 후방 아래쪽 모서리이다.
이 구성에 의해, 고정용 플레이트(50∼55)는, 차폭 방향으로부터의 충돌 하중뿐만 아니라, 차량 전후 방향으로부터의 충돌 하중에 대한 강도를 높일 수 있다.
축전 장치(10)의 연결부(10b)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 전지부(10a)와 제어부(10c)를 전기적으로 접속하는 와이어 하니스(43), 전지부(10a)의 전지 팩 케이스와 제어부(10c)의 케이스를 구조적으로 접속하는 구조체(44)를 포함한다. 또한, 와이어 하니스(43)는, 전지부(10a)와 고전압 차단부(10d)를 전기적으로 접속하는 케이블을 포함한다. 또, 연결부(10b)의 구조체(44)는, 볼트 등의 체결 부재를 이용하여 제 1 크로스 멤버(1)에 고정된다.
축전 장치(10)의 제어부(10c)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 감시 유닛(45), 정션 블록(46) 및 시스템 메인 릴레이(47)를 포함한다.
감시 유닛(45)은 전지부(10a)의 축전 상태를 감시하는 장치이다. 정션 블록(46)은, 차량 탑재 전기 부하로부터의 전력선과 전지부(10a)로부터의 전력선을 결합, 분기, 중계할 때에 이용하는 단자 등을 수용하는 보호 박스이다. 시스템 메인 릴레이(47)는 전력선의 결합, 분기, 중계 등을 전환 제어하는 장치이다.
또, 제어부(10c)의 케이스의 전단 및 후단은, 도시하지 않은 고정용 플레이트를 이용하여 제 1 크로스 멤버(1) 및 제 3 크로스 멤버(3)에 각각 고정된다.
이상의 구성에 의해, 축전 장치(10)는, 측면 충돌의 경우에도 변형 또는 파손되기 어려운 구조를 갖춘다. 그 때문에, 차량의 충돌 안전성을 높일 수 있다.
또, 축전 장치(10)는, 전지부(10a)에 비하여 변형되기 쉬운 연결부(10b)에 의해 전지부(10a)와 제어부(10c) 사이를 연결한다. 그 때문에, 축전 장치(10)는, 충돌시의 차체의 변형을 통하여 전지부(10a)에 작용하는 힘을 연결부(10b)의 변형에 의해서 흡수할 수 있다. 그 결과, 축전 장치(10)는, 충돌시의 전지부(10a)의 변형 및 손상을 억제할 수 있다.
또, 전지부(10a)는, 고정용 플레이트(50∼55)를 이용하여 제 1 크로스 멤버(1) 및 제 2 크로스 멤버(2)에 고정된다. 그 때문에, 전지부(10a)는 부착 강도를 용이하게 확보할 수 있다.
또, 전지부(10a)는, 엔드 플레이트(41) 및 로드(42)로 구성되는 전지 팩 케이스 내에 전지 스택(40)을 수용한다. 그리고, 전지 팩 케이스는, 고정용 플레이트(50∼55)에 의해서 형성되는 폐쇄 단면을 개재하여 제 1 크로스 멤버(1) 및 제 2 크로스 멤버(2)에 고정된다. 그 때문에, 전지부(10a)는, 탑승자의 체중을 지탱하기에 충분한 상하 방향의 내하중 강도를 확보할 수 있다.
또, 전지부(10a)는, 엔드 플레이트(41) 및 로드(42)를 포함하는 구성에 의해, 플로어 패널(4)의 불룩해진 부분(4a)보다 우수한 강도를 갖는다. 그 때문에, 측면 충돌 등에 의해 전지부(10a)와 불룩해진 부분(4a)이 접촉하면, 불룩해진 부분(4a)은 전지부(10a)에 의해서 찌그러뜨려져, 충격에너지를 흡수할 수 있다. 그 결과, 불룩해진 부분(4a)은 전지부(10a)의 변형 및 손상을 억제할 수 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 서술하였지만, 본 발명은 상술한 실시예에 제한되는 일은 없고, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고 상술한 실시예에 여러 가지 변형 및 치환을 부가할 수 있다.
예를 들면, 상술의 실시예에서는 축전 장치(10)의 연결부(10b) 및 냉각 장치(11)의 제 1 덕트부(11b)는, 제 1 크로스 멤버(1) 위를 넘도록 배치된다. 그러나, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 연결부(10b) 및 제 1 덕트부(11b)는, 제 1 크로스 멤버(1)와 플로어 패널(4) 사이에 간극이 존재하는 경우에는, 제 1 크로스 멤버(1) 아래를 통과하도록 배치되어도 된다.
또, 상술의 실시예에서는 차체 구조(100)는, 블로워부(11c)를 포함하는 공냉식의 냉각 장치(11)를 수용하지만, 액압 펌프 등을 포함하는 액랭식의 냉각 장치 등의 다른 방식의 냉각 장치를 수용해도 된다.
1 : 제 1 크로스 멤버, 2 : 제 2 크로스 멤버, 3 : 제 3 크로스 멤버, 4 : 플로어 패널, 4a : 불룩해진 부분, 5 : 세로 골격 부재, 5L : 왼쪽 로커 패널, 5R : 오른쪽 로커 패널, 6 : 배기관, 7 : 촉매 컨버터, 10 : 축전 장치, 10a : 전지부, 10b : 연결부, 10c : 제어부, 10d : 고전압 차단부, 11 : 냉각 장치, 11a : 흡기부, 11b : 제 1 덕트부, 11b1 : 칸막이벽, 11b2 : 흡음재, 11c : 블로워부, 11d : 제 2 덕트부, 31 : 제 1 열 시트, 32 : 제 2 열 시트, 33 : 제 3 열 시트, 40 : 전지 스택, 41 : 엔드 플레이트, 41L : 왼쪽 엔드 플레이트, 41R : 오른쪽 엔드 플레이트, 42 : 로드, 42U : 상부 로드, 43 : 와이어 하니스, 44 : 구조체, 45 : 감시 유닛, 46 : 정션 블록, 47 : 시스템 메인 릴레이, 50∼55 : 고정용 플레이트, 100 : 차체 구조

Claims (6)

  1. 차량의 골격의 일부를 형성하는 차폭 방향으로 연장되는 제 1 골격 부재(1) 및 제 2 골격 부재(2)를 구비하는 차체 구조로서,
    차실 내의 바닥과 플로어 패널(4) 사이에서, 또한, 상기 제 1 골격 부재(1)와 상기 제 2 골격 부재(2) 사이의 공간에, 전지부(10a) 및 제어부(10c)를 포함하는 축전 장치(10) 중 상기 전지부(10a)의 적어도 일부를 수용하고,
    차량의 골격의 일부를 형성하는 차폭 방향으로 연장되는 제 3 골격 부재(3)를 구비하고,
    상기 제 1 골격 부재(1)와 상기 제 3 골격 부재(3) 사이의 공간에 상기 제어부(10c)의 적어도 일부를 수용하고,
    상기 플로어 패널(4)은, 차량 중심선을 따라서 차량 전후 방향으로 연장되는 불룩해진 부분(4a)을 갖고,
    상기 축전 장치(10)가 상기 불룩해진 부분(4a)의 일방 측에 수용되고, 상기 축전 장치(10)를 냉각하는 냉각 장치(11)가 상기 불룩해진 부분(4a)의 타방 측에 수용되는 것을 특징으로 하는 차체 구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각 장치(11)의 적어도 일부는 상기 제 1 골격 부재(1)와 상기 제 2 골격 부재(2) 사이의 공간에 수용되는, 차체 구조.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 골격부재(3) 상에 서비스 플러그(10e)가 설치되는, 차체 구조.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 골격 부재(1)는 차량 전후 방향에 있어서 상기 제 2 골격 부재(2)의 전방에 배치되고,
    상기 제 3 골격 부재(3)는 차량 전후 방향에 있어서 상기 제 1 골격 부재(1)의 전방에 배치되는, 차체 구조.
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