WO2015083487A1

WO2015083487A1 - 車両用電池搭載構造

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Publication number: WO2015083487A1
Application number: PCT/JP2014/079496
Authority: WO
Inventors: 信哉神村; 清志外薗; 真寺田; 辰夫平松; 愼吾平田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-12-02
Filing date: 2014-11-06
Publication date: 2015-06-11
Anticipated expiration: 2016-06-02
Also published as: JP5930123B2; DE112014005490B4; JPWO2015083487A1; CN105992702A; US9809100B2; DE112014005490T5; CN105992702B; US20160288636A1

Abstract

　フロアパネル（１２）の下方側に設けられたエネルギー吸収部材（７０）の車幅方向内側に配置され、電池（１６）を支持するバッテリフレーム（２０）をバッテリフレームアッパ（２２）と共に構成する樹脂製のバッテリフレームロア（２６）と、バッテリフレームロア（２６）の車幅方向外側端部に接合されるロア本体部（４７）とフロアパネル（１２）の下面側に固定されるロアフランジ部（４８）とを有する下部延性部材（４６）と、バッテリフレームロア（２６）の車幅方向外側端部に形成され、車幅方向外側上方から車幅方向内側下方へ向けて傾斜した傾斜壁（２８）と、を備えた車両用電池搭載構造（１０）とする。

Description

車両用電池搭載構造

　本発明は、車両用電池搭載構造に関する。

　電気自動車のフロア部の下側に配置される駆動用バッテリを収容するバッテリフレームが、樹脂製のバッテリトレイと、その外壁側に設けられる金属製の枠状フレームと、を含んで構成されたものは、従来から知られている（例えば、特開２０１１－１２４１０１号公報参照）。

　しかしながら、バッテリフレームが上記のような構成であると、車両の側面衝突によって入力された衝突荷重により、枠状フレームに対するバッテリトレイの接続部に割れが発生するおそれがある。このように、車両の側面衝突時に、樹脂製とされたバッテリフレームに割れが発生するのを抑制する構造には、改善の余地がある。

　そこで、本発明は、車両の側面衝突時に、樹脂製とされたバッテリフレームに割れが発生するのを抑制できる車両用電池搭載構造を得ることを目的とする。

　上記の目的を達成するために、本発明に係る第１の態様の車両用電池搭載構造は、フロアパネルの下方側に設けられたエネルギー吸収部材の車幅方向内側に配置され、電池を支持するバッテリフレームをバッテリフレームアッパと共に構成する樹脂製のバッテリフレームロアと、前記バッテリフレームロアの車幅方向外側端部に接合されるロア本体部と前記フロアパネルの下面側に固定されるロアフランジ部とを有する下部延性部材と、前記バッテリフレームロアの車幅方向外側端部に形成され、車幅方向外側上方から車幅方向内側下方へ向けて傾斜した傾斜壁と、を備えている。

　本発明に係る第１の態様によれば、ロア本体部が接合されるバッテリフレームロアの車幅方向外側端部に、車幅方向外側上方から車幅方向内側下方へ向けて傾斜する傾斜壁が形成されている。したがって、車両の側面衝突時に、エネルギー吸収部材からバッテリフレームロアへ入力される衝突荷重は、バッテリフレームロア及びロア本体部の面内方向に沿って（車幅方向内側へ）伝達される。つまり、バッテリフレームロア及びロア本体部に対して面外方向の曲げモーメントが発生し難い。よって、バッテリフレームロア（バッテリフレーム）に割れが発生するのが抑制される。

　また、本発明に係る第２の態様の車両用電池搭載構造は、第１の態様の車両用電池搭載構造であって、前記ロア本体部の一部は、車幅方向外側から車幅方向内側へ向けて徐々に前記傾斜壁から離隔する起立部とされ、前記傾斜壁と前記起立部との間が接着剤で埋められて接合されている。

　本発明に係る第２の態様によれば、ロア本体部の一部が、車幅方向外側から車幅方向内側へ向けて徐々に傾斜壁から離隔する起立部とされ、傾斜壁と起立部との間が接着剤で埋められて接合されている。つまり、傾斜壁と起立部との間の接着剤は、車幅方向外側から車幅方向内側へ向けて徐々に厚く形成されている。したがって、車両の側面衝突時に、バッテリフレームロア及びロア本体部の面内方向に沿って（車幅方向内側へ）伝達された衝突荷重は、傾斜壁と起立部との間に設けられた接着剤によって吸収されて低減される。よって、バッテリフレームロア（バッテリフレーム）に割れが発生するのが更に抑制又は防止される。

　また、本発明に係る第３の態様の車両用電池搭載構造は、第２の態様の車両用電池搭載構造であって、前記起立部の車幅方向内側端部から車幅方向内側へ突出するプレート部材が、前記起立部に設けられている。

　本発明に係る第３の態様によれば、起立部の車幅方向内側端部から車幅方向内側へ突出するプレート部材が、その起立部に設けられている。したがって、起立部の車幅方向内側端部が接着剤で覆われた場合でも、起立部の上面に進入した水滴は、プレート部材を伝って、バッテリフレームロアの上面へ流れ落ちる。よって、起立部にガルバニック腐食が発生するのが抑制される。

　また、本発明に係る第４の態様の車両用電池搭載構造は、第１～第３の何れかの態様の車両用電池搭載構造であって、前記傾斜壁の車幅方向外側端部には、上方に向かって延在する縦壁が形成されている。

　本発明に係る第４の態様によれば、傾斜壁の車幅方向外側端部に、上方に向かって延在する縦壁が形成されている。したがって、車両の側面衝突時には、エネルギー吸収部材から縦壁を介してバッテリフレームロア及びロア本体部（バッテリフレーム）へ効率よく衝突荷重が伝達される。

　また、本発明に係る第５の態様の車両用電池搭載構造は、第１～第４の何れかの態様の車両用電池搭載構造であって、前記バッテリフレームアッパの車幅方向外側端部に接合されるアッパ本体部と前記ロアフランジ部と共に前記フロアパネルの下面側に固定されるアッパフランジ部とを有する上部延性部材を備え、前記アッパフランジ部の前記アッパ本体部側には、車幅方向外側上方から車幅方向内側下方へ向けて傾斜する傾斜部が形成されている。

　本発明に係る第５の態様によれば、アッパフランジ部のアッパ本体部側に、車幅方向外側上方から車幅方向内側下方へ向けて傾斜する傾斜部が形成されている。したがって、車両の側面衝突時に、アッパフランジ部が、アッパ本体部との境界部を支点にして折れ曲がり変形し易くなり、バッテリフレームへ加えられる応力負荷が低減される。

　以上、説明したように、本発明に係る第１の態様によれば、車両の側面衝突時に、樹脂製とされたバッテリフレームに割れが発生するのを抑制することができる。

　本発明に係る第２の態様によれば、車両の側面衝突時に、樹脂製とされたバッテリフレームに割れが発生するのを更に抑制又は防止することができる。

　本発明に係る第３の態様によれば、起立部にガルバニック腐食が発生するのを抑制することができる。

　本発明に係る第４の態様によれば、車両の側面衝突時に、エネルギー吸収部材からバッテリフレームへ効率よく衝突荷重を伝達することができる。

　本発明に係る第５の態様によれば、車両の側面衝突時に、バッテリフレームへ加えられる応力負荷を低減させることができる。

本実施形態に係る車両用電池搭載構造を示す正断面図である。本実施形態に係る車両用電池搭載構造を構成するバッテリフレーム及び延性部材を示す分解斜視図である。本実施形態に係る車両用電池搭載構造の一部を拡大して示す正断面図である。本実施形態に係る車両用電池搭載構造を備えた車両がポールに側面衝突したときの状態を示す正断面図である。本実施形態に係る車両用電池搭載構造の一部を拡大して示す斜視図である。本実施形態に係る車両用電池搭載構造の一部を拡大して示す正断面図である。比較例に係る車両用電池搭載構造を備えた車両がポールに側面衝突したときの状態を示す正断面図である。比較例に係る車両用電池搭載構造の一部を拡大して示す正断面図である。

　以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車体上方向、矢印ＦＲを車体前方向、矢印ＩＮを車幅方向内側とする。また、以下の説明で、特記なく上下、前後、左右の方向を用いる場合は、車体上下方向の上下、車体前後方向の前後、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。更に、各図は車体の左側を示しているが、車体の右側も左右対称で同一であるため、車体の右側についての説明は適宜省略する。

　図１に示されるように、車体のフロア部を構成する金属製のフロアパネル１２の下面には、車体前後方向に延在して車体骨格構造を構成する左右一対のアンダーメンバ（サイドフレーム）１４が接合されている。このアンダーメンバ１４は、断面略ハット型形状に金属で形成されており、車幅方向に張り出すフランジ部１５がフロアパネル１２の車幅方向両端部側における下面に溶接等によって接合固定されている。

　また、アンダーメンバ１４には、後述するフランジボルト５８を挿通させるための貫通孔１４Ａが長手方向（車体前後方向）に沿って複数形成されている。そして、アンダーメンバ１４の上面には、各貫通孔１４Ａと同軸的にウエルドナット５２が設けられている。

　電気自動車等の車両に適用される本実施形態に係る車両用電池搭載構造１０は、フロアパネル１２の車体下方側に配置されて、電池としての燃料電池スタック１６を車体下方側から支持するバッテリフレーム（スタックフレーム）２０を有している。このバッテリフレーム２０は、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）製であり、一例として炭素繊維強化樹脂材料（ＣＦＲＰ）で成形されている。

　燃料電池スタック１６は、その外装部１７が矩形箱状に金属（又は樹脂でもよい）で形成されており、その外装部１７の下端周縁部における複数の所定位置には、車幅方向外側へ張り出す脚部１８が一体に形成されている。そして、各脚部１８には、後述するフランジボルト５８を挿通させるための貫通孔１８Ａが形成されている。

　図１、図２に示されるように、バッテリフレーム２０は、バッテリフレームアッパとしてのアッパフレーム２２と、バッテリフレームロアとしてのロアフレーム２６と、アッパフレーム２２とロアフレーム２６との間に設けられる中間部材（補強部材）としてのコアフレーム３０と、を含んで構成されている。

　アッパフレーム２２は、水平方向に沿って配置される矩形平板状の天板２３と、天板２３の車幅方向両端部（外側端部）に、後述する傾斜壁３６に沿うように車幅方向外側上方へ向けて斜めに一体に連設された矩形平板状の傾斜壁２４と、傾斜壁２４の車幅方向両端部に、後述する上壁３７に沿うように車幅方向外側へ向けて略水平に一体に連設された矩形平板状のフランジ部２５と、を有している。

　ロアフレーム２６は、水平方向に沿って配置される矩形平板状の底板２７と、底板２７の車幅方向両端部（外側端部）に、車幅方向外側上方へ向けて（車幅方向外側上方から車幅方向内側下方へ向けて）所定の角度で傾斜するように斜めに一体に連設された矩形平板状の傾斜壁２８と、傾斜壁２８の車幅方向両端部（外側端部）に、車体上方側へ向けて略垂直に一体に連設された縦壁としての矩形平板状の側壁部２９と、を有している。

　なお、側壁部２９の高さは、後述する下部延性部材４６がロアフレーム２６に接合されたときに、その下部延性部材４６のロア本体部４７における側壁部４７Ｄとロアフランジ部４８との境界部４９までほぼ達する（延在する）高さとされている。換言すれば、側壁部２９の上端面は、後述するエネルギー吸収部材７０のインナ部材７２におけるブロック部７３の上端面とほぼ同じ高さ位置とされている。

　図２に示されるように、コアフレーム３０は、車幅方向に沿って延在する断面略ハット型形状の凸部３３が車体前後方向に複数列（例えば５列）並んで形成された本体部３２と、本体部３２の車幅方向両端部で、かつ凸部３３の上面から連続して車体上方側へ突出するように形成された突出部３４と、を有している。

　突出部３４の車幅方向内側は、凸部３３の上面から車幅方向外側上方へ向けて斜めに一体に連設された傾斜壁３６とされており、傾斜壁３６の上端部には、車幅方向外側へ向けて略水平な上壁３７が一体に連設されている。そして、突出部３４の車幅方向外側端部は、本体部３２に対して略垂直な断面となる端面部３８とされている。つまり、この突出部３４は、車体前後方向から見て（正面視で）略台形状に形成されている。

　そして、コアフレーム３０の各凸部３３の上面に、アッパフレーム２２の天板２３の下面が接着剤によって接合され、コアフレーム３０の本体部３２の下面に、ロアフレーム２６の底板２７の上面が接着剤によって接合されるようになっている。これにより、矩形閉断面形状のバッテリフレーム２０が概ね構成されるようになっている。

　なお、図１に示されるように、アッパフレーム２２の天板２３及びコアフレーム３０の凸部３３における複数の所定位置には、互いに連通する貫通孔２３Ａ、３３Ａが形成されており、凸部３３の下面には、各貫通孔２３Ａ、３３Ａと同軸的にフランジナット５４が接着剤によって接合されている。そして、各フランジナット５４の上面には、金属製で円筒状のカラー部材５６が一体的かつ同軸的に設けられており、各カラー部材５６は、各貫通孔２３Ａ、３３Ａ内に挿入されている。

　したがって、脚部１８の貫通孔１８Ａとカラー部材５６の貫通孔５６Ａとが連通されるように、燃料電池スタック１６をアッパフレーム２２（天板２３）の上面に載置し、車体上方側から貫通孔１８Ａ及び貫通孔５６Ａにフランジボルト５８を挿通してフランジナット５４に螺合することにより、燃料電池スタック１６がバッテリフレーム２０（アッパフレーム２２及びコアフレーム３０）に締結固定される。

　また、図１、図２に示されるように、アッパフレーム２２の傾斜壁２４及びフランジ部２５の上面には、延性部材４０の上側を構成する左右一対の上部延性部材４２のアッパ本体部４３が、それぞれ接合されている。詳細に説明すると、上部延性部材４２は、車体前後方向が長手方向とされており、その車幅方向内側部分であるアッパ本体部４３の下面が、アッパフレーム２２の傾斜壁２４及びフランジ部２５の上面に接着剤によって接合されている。

　そして、アッパ本体部４３の車幅方向外側端部には、アッパフレーム２２のフランジ部２５及びコアフレーム３０の端面部３８（バッテリフレーム２０）から車幅方向外側へ突出する（上部延性部材４２の車幅方向外側部分である）アッパフランジ部４４が一体に連設されている。

　一方、ロアフレーム２６の各傾斜壁２８の上面には、延性部材４０の下側を構成する下部延性部材４６のロア本体部４７が接合されている。詳細に説明すると、下部延性部材４６は、矩形枠状とされたロア本体部４７を有しており、ロア本体部４７の後述する張出部４７Ｂ（起立部４７Ｃを含む）の下面が、ロアフレーム２６の傾斜壁２８の上面に接着剤Ｇ（図１、図３参照）によって接合されている。

　したがって、コアフレーム３０は、ロア本体部４７の内側に配置され、その状態で、本体部３２の下面が、ロアフレーム２６の底板２７の上面に接着剤によって接合されている。また、ロア本体部４７の車体前後方向両端部は、車幅方向に延在する断面略ハット型形状の凸部４７Ａとされており、その凸部４７Ａの上面が、コアフレーム３０の各凸部３３の上面と共に、アッパフレーム２２の天板２３の下面に接着剤によって接合されている。

　また、ロア本体部４７の車幅方向両端部には、水平方向に対して傾斜壁２８と同じ角度で（車幅方向外側上方から車幅方向内側下方へ向けて）傾斜して車幅方向内側へ張り出す矩形平板状の張出部４７Ｂが一体に形成されている。そして、コアフレーム３０の突出部３４に対応（対向）する張出部４７Ｂ（ロア本体部４７）の一部には、車幅方向外側から車幅方向内側へ向かって、傾斜壁２８から徐々に離隔するように切り起こされた起立部４７Ｃが形成されている。

　つまり、この張出部４７Ｂには、車体前後方向に所定の間隔を隔てて（例えば等間隔に）複数（例えば５枚）の起立部４７Ｃが屈曲又は湾曲形成されており、各起立部４７Ｃが各突出部３４内に挿入されている。そして、コアフレーム３０の本体部３２の突出部３４側における下面は、起立部４７Ｃを除く張出部４７Ｂの上面に接着剤によって接合されている。これにより、起立部４７Ｃを除く張出部４７Ｂが、ロアフレーム２６とコアフレーム３０とで挟持固定される構成になっている。

　なお、図３に示されるように、起立部４７Ｃの車幅方向内側端部も、水平方向に対して車幅方向外側上方から車幅方向内側下方へ向けて所定の角度（傾斜壁２８の角度よりも緩やかな角度）で傾斜されている。これにより、突出部３４内に進入した水滴が起立部４７Ｃの上面を伝って、その起立部４７Ｃよりも車幅方向内側へ流れ落ちる構成になっている。つまり、起立部４７Ｃの上面及び車幅方向内側端部（特に下側稜線部４７Ｃｄ）にガルバニック腐食による錆が発生し難いようになっている。

　詳細に説明すると、起立部４７Ｃを傾斜壁２８に接合させるための接着剤Ｇは、車幅方向外側から車幅方向内側へ向かって徐々に厚くなっている。そして、その車幅方向内側端部における最大厚さ（起立部４７Ｃの車幅方向内側端部における下側稜線部４７Ｃｄと傾斜壁２８との間隔）Ｈは、例えばＨ＝４．５ｍｍとされている。これにより、水滴が表面張力によって接着剤Ｇの車幅方向内側端部に付着していても、その水滴が起立部４７Ｃの下側稜線部４７Ｃｄに接触しない構成になっている。

　換言すれば、水滴が表面張力によって接着剤Ｇの車幅方向内側端部に付着していても、その水滴が起立部４７Ｃの下側稜線部４７Ｃｄに接触しないように、接着剤Ｇの車幅方向内側端部における最大厚さ（下側稜線部４７Ｃｄと傾斜壁２８との間隔）Ｈが決められている。これにより、起立部４７Ｃの特に下側稜線部４７Ｃｄにガルバニック腐食による錆が発生するのが抑制又は防止されるようになっている。

　また、図５、図６に示されるように、起立部４７Ｃを傾斜壁２８に接着剤Ｇによって接合させるときに、起立部４７Ｃの車幅方向内側端部から接着剤Ｇをはみ出させ、そのはみ出して盛り上がった接着剤Ｇで起立部４７Ｃの車幅方向内側端部（特に下側稜線部４７Ｃｄ）を覆うようにしてもよい。これによれば、起立部４７Ｃの特に下側稜線部４７Ｃｄにガルバニック腐食による錆が発生するのが更に抑制又は防止されるようになる。

　なお、このとき、起立部４７Ｃの上面には、起立部４７Ｃの車幅方向内側端部から車幅方向内側へ突出させる樹脂製のプレート部材８０の車幅方向外側端部を両面テープ等によって予め貼り付けておく。このような構成にすると、起立部４７Ｃの車幅方向内側端部からはみ出た接着剤Ｇの一部の盛り上がりがプレート部材８０によって抑えられるので、突出部３４内に進入した水滴は、起立部４７Ｃの上面及びプレート部材８０の上面を伝って、そのプレート部材８０よりも車幅方向内側へ流れ落ちるようになる。

　つまり、起立部４７Ｃの車幅方向内側端部からはみ出て盛り上がった接着剤Ｇによって少なくとも下側稜線部４７Ｃｄが覆われた状態のまま、プレート部材８０により、起立部４７Ｃの上面からロアフレーム２６の上面へ向かう水滴の経路が形成される。よって、起立部４７Ｃの車幅方向内側端部（特に下側稜線部４７Ｃｄ）が接着剤Ｇで覆われる構成であっても、起立部４７Ｃの上面に水滴が残留するのが防止され、起立部４７Ｃの上面にガルバニック腐食による錆が発生するのが抑制又は防止されるようになっている。

　なお、プレート部材８０の厚さは、例えば０．５ｍｍとされており、両面テープの厚さは、例えば０．２ｍｍとされている。また、図示のプレート部材８０は、起立部４７Ｃの幅方向（車体前後方向）中央部に貼り付けられているが、プレート部材８０の貼付位置は、この位置に限定されるものではない。

　また、プレート部材８０よりも車幅方向内側におけるロアフレーム２６には、例えば円形状とされた貫通孔２６Ａが形成されている。したがって、起立部４７Ｃの上面やプレート部材８０の上面を伝って、ロアフレーム２６の上面に流れ落ちてきた水滴は、その貫通孔２６Ａからバッテリフレーム２０の外部へ排出されるようになっている。

　また、図１、図２に示されるように、下部延性部材４６のロア本体部４７の張出部４７Ｂよりも車幅方向外側部分は、ロアフレーム２６の側壁部２９に沿うように、車体上方側へ向けて略垂直に形成された側壁部４７Ｄとされている。そして、その側壁部４７Ｄの高さは、ロアフレーム２６の車幅方向外側端部である側壁部２９とほぼ同じ高さとされている。

　つまり、ロアフレーム２６の側壁部２９は、ロア本体部４７の側壁部４７Ｄとロアフランジ部４８との境界部４９にほぼ達する高さ位置まで車体上方側へ向けて延在されている。また、側壁部４７Ｄの車幅方向外側端部には、コアフレーム３０の端面部３８及びロアフレーム２６の側壁部２９における上端部（バッテリフレーム２０）から車幅方向外側へ突出するロアフランジ部４８が一体に連設されている。

　そして、バッテリフレーム２０から車幅方向外側へ突出されたアッパフランジ部４４とロアフランジ部４８とは互いに重ね合わされて接着剤（又はリベット等）によって接合されるようになっており、バッテリフレーム２０側におけるアンダーメンバ１４（フロアパネル１２の下面側）との固定部位となるフランジ部５０を構成するようになっている。なお、延性部材４０（上部延性部材４２及び下部延性部材４６）は、金属製であり、一例として高張力鋼板又は超高張力鋼板で成形されている。

　また、図１に示されるように、アッパフランジ部４４とロアフランジ部４８とで構成されたフランジ部５０には、互いに連通してフランジボルト５８を挿通させるための複数の貫通孔５０Ａが車体前後方向に沿って形成されている。したがって、車体下方側から貫通孔５０Ａ及び貫通孔１４Ａにフランジボルト５８を挿通してウエルドナット５２に螺合することにより、バッテリフレーム２０が延性部材４０（フランジ部５０）を介してアンダーメンバ１４に締結固定される。

　また、図１、図２に示されるように、アッパフランジ部４４のアッパ本体部４３側で、かつバッテリフレーム２０よりも車幅方向外側には、車幅方向外側上方から車幅方向内側下方へ向かう（アッパ本体部４３とアッパフランジ部４４との境界部４５へ向かう）傾斜部４４Ａが形成されている。この傾斜部４４Ａが形成されることにより、境界部４５が、フランジ部５０の後述する折れ曲がり変形の支点となる構成になっている。

　なお、アッパフランジ部４４に重ね合わされて接合されるロアフランジ部４８のロア本体部４７側で、かつバッテリフレーム２０よりも車幅方向外側にも、傾斜部４４Ａと同じ角度で、車幅方向外側上方から車幅方向内側下方へ向かう（ロア本体部４７とロアフランジ部４８との境界部４９へ向かう）傾斜部４８Ａが形成されている。これにより、境界部４９が、境界部４５と共にフランジ部５０の折れ曲がり変形の支点となる構成になっている。

　また、図１に示されるように、フロアパネル１２の車幅方向外側端部は、車体上方側へ屈曲形成された屈曲部１２Ａとされており、その屈曲部１２Ａが金属製のロッカ６０のインナパネル６２に溶接等によって接合されている。ロッカ６０は、断面略ハット型形状とされたインナパネル６２と、断面略ハット型形状とされたアウタパネル６４と、を含んで構成されている。

　すなわち、ロッカ６０は、インナパネル６２の上フランジ部６２Ａにアウタパネル６４の上フランジ部６４Ａが溶接等によって接合され、インナパネル６２の下フランジ部６２Ｂにアウタパネル６４の下フランジ部６４Ｂが溶接等によって接合されることにより、矩形閉断面形状に構成されている。

　また、ロッカ６０（フロアパネル１２の車幅方向両端部を含む）の車体下方側とバッテリフレーム２０との間には、金属製のエネルギー吸収部材７０が配設されている。エネルギー吸収部材７０は、側壁部２９に近接するように車幅方向内側に配置されたインナ部材７２と、インナ部材７２よりも車幅方向外側に所定の隙間（下フランジ部６２Ｂ、６４Ｂを挿入できる程度の隙間）を有して配置されたアウタ部材７６と、を含んで構成されている。

　インナ部材７２は、車体前後方向に延在する略矩形閉断面形状（筒状）のブロック部が複数（例えば７個）一体に組み合わされたような形状に構成されており、車幅方向最内側のブロック部７３の車幅方向内側を向く側壁部７３Ａが、側壁部２９に対して近接配置されている（車幅方向に僅少な隙間を有して対向配置されている）。

　そして、ブロック部７３が、フランジ部５０の締結部位を除いたアンダーメンバ１４に図示しないボルト及びウエルドナットによって締結固定され、車幅方向最外側で上部側のブロック部７４が、ロッカ６０のインナパネル６２にボルト６６及びウエルドナット６８によって締結固定されている。これにより、インナ部材７２が、フロアパネル１２の車幅方向両端部における車体下方側に配置されるようになっている。

　アウタ部材７６は、車体前後方向に延在する略矩形閉断面形状（筒状）のブロック部が複数（例えば５個）一体に組み合わされたような形状に構成されており、車幅方向外側で上部側のブロック部７９が、ロッカ６０のアウタパネル６４にボルト６６及びウエルドナット６８によって締結固定されている。これにより、アウタ部材７６が、ロッカ６０の車体下方側に配置されるようになっている。

　また、インナ部材７２の車幅方向最外側で下部側のブロック部７５には、車幅方向外側へ突出する凸部７５Ａが形成されている。そして、アウタ部材７６の車幅方向内側で下部側のブロック部７７とブロック部７８との境界部には、凸部７５Ａを許容するように（凸部７５Ａと非接触となるように）、車幅方向外側へ凹んだ凹部７７Ａが形成されている。

　この凹部７７Ａは、車両の側面衝突によってアウタ部材７６がインナ部材７２側へ移動したときに、凸部７５Ａに嵌合（接触）するようになっており、入力された衝突荷重の一部をアウタ部材７６からインナ部材７２へ効率よく伝達できるようになっている。つまり、アウタ部材７６とインナ部材７２とが一体になって車幅方向内側へ塑性変形できる（潰れる）構成になっている。

　以上のような構成の車両用電池搭載構造１０において、次にその作用について説明する。すなわち、図４に示されるように、例えば鉛直方向に延在する円柱状（又は円筒状）の金属製のポールＰ（障壁）に車両が側面衝突した場合の作用について説明する。

　図４に示されるように、ポールＰに車両が側面衝突した場合には、ロッカ６０及びエネルギー吸収部材７０に対して車幅方向内側へ向かう過大な衝突荷重が入力される。ロッカ６０は、車幅方向外側から衝突荷重が入力されると、車幅方向内側へ塑性変形しつつ移動して、その入力された衝突荷重の一部を吸収し、残りの衝突荷重の一部をフロアパネル１２に伝達する。

　フロアパネル１２に衝突荷重の一部が伝達されると、そのフロアパネル１２の車幅方向外側端部が捲れ上がり、フロアパネル１２の下面に固定されているアンダーメンバ１４の車幅方向外側端部が車体上方側へ移動させられる。すると、そのアンダーメンバ１４に締結固定されている延性部材４０のフランジ部５０に、車体前後方向を軸方向とした曲げモーメントＭが入力される。

　すなわち、アンダーメンバ１４に締結固定されている延性部材４０のフランジ部５０（アッパフランジ部４４及びロアフランジ部４８）には、アッパ本体部４３とアッパフランジ部４４との境界部４５を支点にして上方へ折れ曲がるような（フランジ部５０の車幅方向外側端部が車体上方側へ移動させられるような）力が加えられる。

　ここで、フランジ部５０（延性部材４０）は、金属（高張力鋼板又は超高張力鋼板）で成形されていることから延性を有している。また、フランジ部５０を構成するアッパフランジ部４４のアッパ本体部４３側及びロアフランジ部４８のロア本体部４７側で、かつバッテリフレーム２０よりも車幅方向外側には、車幅方向外側上方から車幅方向内側下方へ向かう傾斜部４４Ａ、４８Ａが形成されている。

　したがって、フランジ部５０は、境界部４５、４９を支点にして車体上方側へ折れ曲がり変形し易くなっている。よって、フランジ部５０に入力された曲げモーメントＭは、フランジ部５０の車体上方側への曲げ変形によって効率よく吸収され、バッテリフレーム２０へ伝達されるのが抑制又は防止される。つまり、車両の側面衝突時に、アンダーメンバ１４からフランジ部５０を介してバッテリフレーム２０へ加えられる応力負荷を低減又は無くすことができる。

　また、フランジ部５０は、延性を有していることから車体上方側へ折れ曲がり変形させられるだけで、破断されるおそれがない（フランジ部５０は、その破断が抑制又は防止されている）。そのため、バッテリフレーム２０がアンダーメンバ１４から離脱されるおそれがなく、燃料電池スタック１６が車両から脱落するおそれがない。

　一方、エネルギー吸収部材７０（アウタ部材７６及びインナ部材７２）は、車幅方向外側から衝突荷重が入力されると、車幅方向内側へ塑性変形しつつ移動して、その入力された衝突荷重の一部を吸収し、残りの衝突荷重の一部をアンダーメンバ１４やバッテリフレーム２０に伝達する。

　ここで、図７に示される比較例について説明する。この比較例に係る車両用電池搭載構造１００では、ロアフレーム１２６の車幅方向外側端部に傾斜壁２８が形成されていない。つまり、底板１２７の車幅方向外側端部には、上方へ向かって略垂直に延在する側壁部１２９だけが形成されている。

　そして、下部延性部材１４６のロア本体部１４７における張出部１４７Ｂは、水平方向に沿って車幅方向内側へ張り出されて底板１２７の上面に接合され、ロア本体部１４７における側壁部１４７Ｄは、上方へ向かって略垂直に延在されて側壁部１２９の内面に接合されている。

　したがって、ポールＰに車両が側面衝突したときには、図７Ａに示されるように、塑性変形されたエネルギー吸収部材１７０のインナ部材１７２におけるブロック部１７３が、曲げモーメントＭによって回動しつつロアフレーム１２６の側壁部１２９に当たることにより、その側壁部１２９の上端部側を車幅方向内側へ押圧する場合がある。

　この場合、側壁部１２９及び側壁部１４７Ｄが、車幅方向内側へ向かって倒れるように変形し、張出部１４７Ｂの車幅方向内側端部よりも車幅方向内側における底板１２７の一部が割れるおそれがある。すなわち、張出部１４７Ｂが無くなって耐力が急変する底板１２７の一部に上方（面外方向）へ向かう曲げモーメントＮが発生し、バッテリフレーム１２０が断面崩壊するおそれがある。

　更に、このような比較例に係る車両用電池搭載構造１００の場合、突出部１３４内に水滴があると、図７Ｂに示されるように、張出部１４７Ｂの車幅方向内側端部における下側稜線部１４７Ｂｄに特に水滴が付着した状態が維持されてしまうので、その下側稜線部１４７Ｂｄにガルバニック腐食による錆が発生してしまうおそれがある。したがって、この比較例に係る車両用電池搭載構造１００では、張出部１４７Ｂの車幅方向内側端部にシーラーを塗布するなどの対策が必要となってしまう。

　これに対し、本実施形態に係る車両用電池搭載構造１０では、図４に示されるように、バッテリフレーム２０のロアフレーム２６における車幅方向外側に、車幅方向内側下方から車幅方向外側上方へ（車幅方向外側上方から車幅方向内側下方へ）傾斜する傾斜壁２８が形成され、その傾斜壁２８の車幅方向外側端部に、上方へ向かって略垂直に延在する側壁部２９が形成されている。

　そして、ロア本体部４７の張出部４７Ｂも、その傾斜壁２８と同じ角度で傾斜され、かつ張出部４７Ｂの車幅方向外側端部に、上方へ向かって略垂直に延在する側壁部４７Ｄが形成されている。つまり、傾斜壁２８の上面に張出部４７Ｂが接合され、側壁部２９の内面に側壁部４７Ｄが接合されている。

　したがって、塑性変形されたエネルギー吸収部材７０のインナ部材７２におけるブロック部７３が、曲げモーメントＭによって回動しつつロアフレーム２６の側壁部２９に当たっても、その衝突荷重（図４において矢印Ｆで示す）は、傾斜壁２８（ロアフレーム２６）及び張出部４７Ｂ（ロア本体部４７）の面内方向（圧縮方向）に沿って効率よく車幅方向内側へ伝達されるため、その側壁部２９が車幅方向内側へ倒れるのを抑制又は防止することができる。

　これにより、車両の側面衝突時に入力された車幅方向内側へ向かう（矢印Ｆで示されている）衝突荷重の一部を、側壁部２９及び側壁部４７Ｄから、コアフレーム３０の端面部３８、即ち複数列の凸部３３へ効率よく伝達することができ、その複数列の凸部３３によって効率よく吸収することができるとともに、底板２７によっても効率よく吸収することができる。

　しかも、張出部４７Ｂの一部には、車幅方向内側へ行くに従って傾斜壁２８から離隔する起立部４７Ｃが形成され、起立部４７Ｃを傾斜壁２８に接合させるための接着剤Ｇが、車幅方向内側へ行くに従って厚くなっているため、張出部４７Ｂが無くなることによる耐力の急変を抑制しつつ、傾斜壁２８及び張出部４７Ｂによって伝達される衝突荷重の一部を接着剤Ｇによって吸収することができる。よって、底板２７へ伝達される衝突荷重を低減させることができ、バッテリフレーム２０の断面崩壊（底板２７の割れ）を極力抑制又は防止することができる。

　また、その起立部４７Ｃは、水平方向に対して車幅方向外側上方から車幅方向内側下方へ傾斜し、かつ、その車幅方向内側端部における下側稜線部４７Ｃｄは、傾斜壁２８から接着剤Ｇの最大厚さＨ分離隔しているので、突出部３４内に水滴があっても、その水滴は、起立部４７Ｃの上面を流れ落ち、起立部４７Ｃの上面や下側稜線部４７Ｃｄに付着し難い（図３参照）。よって、起立部４７Ｃの上面や下側稜線部４７Ｃｄにガルバニック腐食による錆が発生し難い。

　つまり、本実施形態に係る車両用電池搭載構造１０では、起立部４７Ｃの車幅方向内側端部にシーラーを塗布するなどの対策が不要となる。なお、起立部４７Ｃの車幅方向内側端部から接着剤Ｇをはみ出させ、そのはみ出して盛り上がった接着剤Ｇで起立部４７Ｃの車幅方向内側端部（特に下側稜線部４７Ｃｄ）を覆ってもよい（図５、図６参照）。これによれば、起立部４７Ｃの特に下側稜線部４７Ｃｄにガルバニック腐食による錆が発生するのを更に抑制又は防止することができる。

　また、このとき、起立部４７Ｃの上面には、起立部４７Ｃの車幅方向内側端部から車幅方向内側へ突出するプレート部材８０が設けられているので、起立部４７Ｃの車幅方向内側端部からはみ出た接着剤Ｇの一部の盛り上がりを、そのプレート部材８０によって抑えることができる。すなわち、接着後に接着剤Ｇを均して水滴の経路を形成することが困難な閉断面形状内でも、その水滴の経路を形成することができる。

　したがって、突出部３４内に水滴があっても、その水滴は、起立部４７Ｃの上面及びプレート部材８０の上面からロアフレーム２６の上面へ流れ落ち、ロアフレーム２６に形成された貫通孔２６Ａからバッテリフレーム２０の外部へ排出される。よって、起立部４７Ｃの上面にガルバニック腐食による錆が発生するのを更に抑制又は防止することができる。

　なお、起立部４７Ｃと傾斜壁２８とを貫通する貫通孔を形成して水抜孔とすることも考えられるが、この場合には、起立部４７Ｃを傾斜壁２８に接着剤Ｇによって接合する際に、接着剤Ｇが水抜孔を塞がないようにするためのグロメット（図示省略）が必要となったり、水抜孔を塞ぐ接着剤Ｇを掻き取ったりする作業が必要となる。また、起立部４７Ｃに形成された貫通孔（水抜孔）のエッジにガルバニック腐食による錆が発生してしまうおそれがある。

　したがって、起立部４７Ｃと傾斜壁２８とを貫通する貫通孔（水抜孔）は、形成しない方が望ましい。このような水抜孔を形成しなければ、水抜孔を塞ぐ接着剤Ｇを掻き取ったりする作業工程を不要とすることができるため、バッテリフレーム２０を製造する際の作業性を向上させることができる。そして、バッテリフレーム２０の外部からガルバニック腐食による錆が見えるような不具合の発生（見栄えの悪化）を防止することができる。

　また、下部延性部材４６のロア本体部４７における張出部４７Ｂは、コアフレーム３０（本体部３２）とロアフレーム２６（底板２７）とで挟持固定されている。したがって、車両の側面衝突時に、フランジ部５０が車体上方側へ折れ曲がり変形しても、ロア本体部４７の張出部４７Ｂがコアフレーム３０及びロアフレーム２６から剥離されるのが抑制又は防止される。

　なお、図４に示されるように、フランジ部５０が車体上方側へ折れ曲がり変形した場合、アッパフランジ部４４の車幅方向外側端部には、車体上方側へ向かう力が加えられるため、アッパ本体部４３には、傾斜壁２４側へ向かう（押さえ付ける）力が加えられる。つまり、アッパ本体部４３には、傾斜壁２４から剥離されるような方向へ力が加わり難く、その傾斜壁２４からの剥離が抑制又は防止される。

　また、バッテリフレーム２０よりも車幅方向外側におけるアッパフランジ部４４のアッパ本体部４３側、即ちアッパ本体部４３とアッパフランジ部４４との境界部４５に、車体前後方向から見て略「Ｕ」字状（境界部４５が断面視で略円弧状）又は略「Ｖ」字状となる凹部（図示省略）を形成するようにしてもよい。

　これによれば、フランジ部５０の車幅方向外側端部が、アッパ本体部４３とアッパフランジ部４４との境界部４５、即ち凹部を支点にして車体上方側へ更に折れ曲がり変形し易くなるため、アンダーメンバ１４からフランジ部５０を介してバッテリフレーム２０へ加えられる応力負荷を更に低減又は無くすことができる。

　以上、本実施形態に係る車両用電池搭載構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車両用電池搭載構造１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、延性部材４０は、高張力鋼板や超高張力鋼板で成形されるものに限定されるものではなく、ある程度の硬度を持ったアルミニウム合金や鉄等で成形されていてもよい。

　また、延性部材４０のフランジ部５０は、フロアパネル１２の下面に接合固定されたアンダーメンバ１４に締結固定される構成に限定されるものではなく、例えばフロアパネル１２の下面やアンダーメンバ１４の下面に接合固定された図示しないブラケット等に締結固定される構成としてもよい。つまり、延性部材４０のフランジ部５０は、フロアパネル１２やアンダーメンバ１４に間接的に接合される構成とされていてもよい。

　更に、延性部材４０のアッパ本体部４３及びロア本体部４７は、バッテリフレーム２０に接着剤によって接合されるものに限定されるものではなく、例えばリベット等の接合機器によって接合される構成としてもよい。また、本実施形態におけるバッテリフレーム２０は、燃料電池スタック１６を支持するものに限定されるものではない。

Claims

　フロアパネルの下方側に設けられたエネルギー吸収部材の車幅方向内側に配置され、電池を支持するバッテリフレームをバッテリフレームアッパと共に構成する樹脂製のバッテリフレームロアと、
　前記バッテリフレームロアの車幅方向外側端部に接合されるロア本体部と前記フロアパネルの下面側に固定されるロアフランジ部とを有する下部延性部材と、
　前記バッテリフレームロアの車幅方向外側端部に形成され、車幅方向外側上方から車幅方向内側下方へ向けて傾斜した傾斜壁と、
　を備えた車両用電池搭載構造。
　前記ロア本体部の一部は、車幅方向外側から車幅方向内側へ向けて徐々に前記傾斜壁から離隔する起立部とされ、前記傾斜壁と前記起立部との間が接着剤で埋められて接合されている請求項１に記載の車両用電池搭載構造。
　前記起立部の車幅方向内側端部から車幅方向内側へ突出するプレート部材が、前記起立部に設けられている請求項２に記載の車両用電池搭載構造。
　前記傾斜壁の車幅方向外側端部には、上方に向かって延在する縦壁が形成されている請求項１～請求項３の何れか１項に記載の車両用電池搭載構造。
　前記バッテリフレームアッパの車幅方向外側端部に接合されるアッパ本体部と前記ロアフランジ部と共に前記フロアパネルの下面側に固定されるアッパフランジ部とを有する上部延性部材を備え、
　前記アッパフランジ部の前記アッパ本体部側には、車幅方向外側上方から車幅方向内側下方へ向けて傾斜する傾斜部が形成されている請求項１～請求項４の何れか１項に記載の車両用電池搭載構造。