車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)(10)，具備：能量吸收部件(70)，其被設(shè)置在地板面板(12)的車身下方側(cè)，并且具有第一側(cè)壁部(73A)，所述第一側(cè)壁部(73A)在從車身前后方向觀察時(shí)于車輛寬度方向內(nèi)側(cè)朝向車身上方外側(cè)傾斜，電池框架(20)，其為樹脂制，并被配置在第一側(cè)壁部(73A)的車輛寬度方向內(nèi)側(cè)，且對(duì)電池(16)進(jìn)行支承，并且，所述電池框架具有第二側(cè)壁部(28)，所述第二側(cè)壁部(28)在從車身前后方向觀察時(shí)于車輛寬度方向外側(cè)朝向車身上方外側(cè)傾斜并且與所述第一側(cè)壁部(73A)在車輛寬度方向上對(duì)置。
【專利說明】
車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]—直以來，已知一種如下的結(jié)構(gòu)，S卩，通過纖維強(qiáng)化樹脂材料(FRP)而使對(duì)配置在電動(dòng)汽車的地板部的下側(cè)的驅(qū)動(dòng)用電池進(jìn)行收納的電池框架成形，并且將該電池框架固定在被配置于地板部的下表面的左右處的側(cè)框架(下梁)上(例如，參照日本專利第3606415號(hào)公報(bào))。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的課題
[0004]但是，在車輛的側(cè)面碰撞時(shí)，當(dāng)被設(shè)為樹脂制的電池框架上局部性地被輸入碰撞載荷時(shí)，在該電池框架上會(huì)產(chǎn)生龜裂(或斷裂)。如此，關(guān)于在車輛的側(cè)面碰撞時(shí)對(duì)被設(shè)為樹脂制的電池框架上產(chǎn)生龜裂的情況進(jìn)行抑制的結(jié)構(gòu)方面，還存在改善的余地。
[0005]因此，本發(fā)明的目的在于，獲得一種能夠在車輛的側(cè)面碰撞時(shí)對(duì)在樹脂制的電池框架上產(chǎn)生龜裂的情況進(jìn)行抑制的車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)。
[0006]用于解決課題的方法
[0007]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明所涉及的第一方式的車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)具備:能量吸收部件，其被設(shè)置在地板面板的車身下方側(cè)，并且具有第一側(cè)壁部，所述第一側(cè)壁部在從車身前后方向觀察時(shí)于車輛寬度方向內(nèi)側(cè)朝向車身上方外側(cè)傾斜，電池框架，其為樹脂制，并被配置在所述第一側(cè)壁部的車輛寬度方向內(nèi)側(cè)，且對(duì)電池進(jìn)行支承，并且，所述電池框架具有第二側(cè)壁部，所述第二側(cè)壁部在從車身前后方向觀察時(shí)于車輛寬度方向外側(cè)朝向車身上方外側(cè)傾斜并且與所述第一側(cè)壁部在車輛寬度方向上對(duì)置
[0008]根據(jù)本發(fā)明所涉及的第一方式，在能量吸收部件的車輛寬度方向內(nèi)側(cè)處形成有從車身前后方向觀察時(shí)朝向車身上方外側(cè)傾斜的第一側(cè)壁部，并且在被配置于第一側(cè)壁部的車輛寬度方向內(nèi)側(cè)的樹脂制的電池框架的車輛寬度方向外側(cè)處，形成有在從車身前后方向觀察時(shí)朝向車身上方外側(cè)傾斜并且與第一側(cè)壁部在車輛寬度方向上對(duì)置的第二側(cè)壁部。
[0009]因此，在車輛的側(cè)面碰撞時(shí)，能量吸收部件的第一側(cè)壁部與電池框架的第二側(cè)壁部發(fā)生線接觸的情況會(huì)被抑制，從而會(huì)抑制在電池框架上局部性地被輸入碰撞載荷的情況。由此，會(huì)抑制在被設(shè)為樹脂制的電池框架上產(chǎn)生龜裂的情況。
[0010]此外，本發(fā)明所涉及的第二方式的車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)為，在第一方式的車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)中，在從車身前后方向觀察時(shí)，所述第一側(cè)壁部與所述第二側(cè)壁部被平行地形成。
[0011]根據(jù)本發(fā)明所涉及的第二方式，在從車身前后方向觀察時(shí)，第一側(cè)壁部與第二側(cè)壁部被平行地形成。因此，在車輛的側(cè)面碰撞時(shí)，能量吸收部件的第一側(cè)壁部與電池框架的第二側(cè)壁部會(huì)進(jìn)行面接觸，從而會(huì)進(jìn)一步抑制或防止碰撞載荷局部性地被輸入至電池框架上的情況。由此，會(huì)進(jìn)一步對(duì)在樹脂制的電池框架上產(chǎn)生龜裂的情況進(jìn)行抑制。另外，本發(fā)明中的“平行”包含準(zhǔn)確的平行與從準(zhǔn)確的平行稍微傾斜的大致平行這雙方的情況。
[0012]此外，本發(fā)明所涉及的第三方式的車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)為，在第一或第二方式的車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)中，所述第一側(cè)壁部的上端面的高度位置被設(shè)為與所述第二側(cè)壁部的上端面的高度位置相同。
[0013]根據(jù)本發(fā)明所涉及的第三方式，第一側(cè)壁部的上端面的高度位置被設(shè)為與第二側(cè)壁部的上端面的高度位置相同。因此，在車輛的側(cè)面碰撞時(shí)，能量吸收部件的第一側(cè)壁部與電池框架的第二側(cè)壁部會(huì)以較高效率進(jìn)行面接觸，從而會(huì)進(jìn)一步抑制或防止碰撞載荷局部性地被輸入至電池框架上的情況。由此，會(huì)進(jìn)一步抑制在被設(shè)為樹脂制的電池框架上產(chǎn)生龜裂的情況。另外，本發(fā)明的“相同”也包含一方的上端面的高度位置相對(duì)于另一方的上端面的高度位置而略微偏離的“大致相同”的情況。
[0014]此外，本發(fā)明所涉及的第四方式的車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)為，在第一方式至第三方式中的任意一個(gè)方式的車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)中，所述第一側(cè)壁部與所述第二側(cè)壁部面接觸。
[0015]根據(jù)本發(fā)明所涉及的第四方式，第一側(cè)壁部與第二側(cè)壁部面接觸。因此，在車輛的側(cè)面碰撞時(shí)，會(huì)防止碰撞載荷局部性地被輸入至電池框架上的情況。由此，會(huì)進(jìn)一步抑制在被設(shè)為樹脂制的電池框架上產(chǎn)生龜裂的情況。
[0016]發(fā)明效果
[0017]如以上所說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明所涉及的第一方式，能夠在車輛的側(cè)面碰撞時(shí)，對(duì)被設(shè)為樹脂制的電池框架上產(chǎn)生龜裂的情況進(jìn)行抑制。
[0018]根據(jù)本發(fā)明所涉及的第二方式，能夠在車輛的側(cè)面碰撞時(shí)，進(jìn)一步對(duì)被設(shè)為樹脂制的電池框架上產(chǎn)生龜裂的情況進(jìn)行抑制。
[0019]根據(jù)本發(fā)明所涉及的第三方式，能夠在車輛的側(cè)面碰撞時(shí)，進(jìn)一步對(duì)被設(shè)為樹脂制的電池框架上產(chǎn)生龜裂的情況進(jìn)行抑制。
[0020]根據(jù)本發(fā)明所涉及的第四方式，能夠在車輛的側(cè)面碰撞時(shí)，進(jìn)一步抑制或防止被設(shè)為樹脂制的電池框架上產(chǎn)生龜裂的情況。
【附圖說明】
[0021]圖1為表示本實(shí)施方式所涉及的車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)的主剖視圖。
[0022]圖2為表示構(gòu)成本實(shí)施方式所涉及的車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)的電池框架以及塑性部件的分解立體圖。
[0023]圖3為表示具備本實(shí)施方式所涉及的車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)的車輛與柱狀物發(fā)生了側(cè)面碰撞時(shí)的初期狀態(tài)的主剖視圖。
[0024]圖4A為將具備本實(shí)施方式所涉及的車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)的車輛與柱狀物發(fā)生側(cè)面碰撞之前的狀態(tài)放大而進(jìn)行表示的正剖視圖。
[0025]圖4B為將具備本實(shí)施方式所涉及的車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)的車輛與柱狀物發(fā)生了側(cè)面碰撞時(shí)的初期狀態(tài)放大而進(jìn)行表示的主剖視圖。
[0026]圖5為表示具備本實(shí)施方式所涉及的車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)的車輛與柱狀物發(fā)生了側(cè)面碰撞時(shí)的后期狀態(tài)的主剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下，根據(jù)附圖而對(duì)本發(fā)明所涉及的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。另外，為了便于進(jìn)行說明，將在各附圖中所適當(dāng)表示的箭頭標(biāo)記UP設(shè)為車身上方，將箭頭標(biāo)記FR設(shè)為車身前方，將箭頭標(biāo)記IN設(shè)為車輛寬度方向內(nèi)側(cè)。此外，在以下的說明中，在沒有特別記載而使用了上下、前后、左右的方向的情況下，設(shè)其表示車身上下方向的上下、車身前后方向的前后、車身左右方向(車輛寬度方向)的左右。并且，雖然在各圖中表示了車身的左側(cè)，但是由于因左右對(duì)稱車身的右側(cè)也是相同的，因此適當(dāng)?shù)厥÷躁P(guān)于車身的右側(cè)的說明。
[0028]如圖1所示，在構(gòu)成車身的地板部的金屬制的地板面板12的下表面上接合有在車身前后方向上延伸并構(gòu)成車身框架結(jié)構(gòu)的左右一對(duì)下梁(側(cè)框架)14。該下梁14通過金屬而被形成為截面呈大致帽狀，并且所述下梁14的在車輛寬度方向上伸出的凸緣部15通過焊接等而被接合固定在地板面板12的車輛寬度方向兩端部側(cè)的下表面上。
[0029]此外，在下梁14上，沿著長度方向(車身前后方向)而形成有多個(gè)用于供后文所述的凸緣螺栓58插穿的貫穿孔14A。而且，在下梁14的上表面上，以與各貫穿孔14A同軸的方式而設(shè)置有焊裝螺孔塞52。
[0030]應(yīng)用于電動(dòng)汽車等的車輛上的本實(shí)施方式所涉及的車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)10具有，被配置在地板面板12的車身下方側(cè)并且從車身下方側(cè)對(duì)作為電池的燃料電池組16進(jìn)行支承的電池框架(層疊框架)20。該電池框架20為纖維強(qiáng)化樹脂(FRP)制，其作為一個(gè)示例而由碳纖維強(qiáng)化樹脂材料(CFRP)成形獲得。
[0031]在燃料電池組16中，其外裝部17通過金屬(或者也可以為樹脂)而被形成為矩形箱狀，在該外裝部17的下端外周部的多個(gè)預(yù)定位置處一體地形成有向車輛寬度方向外側(cè)伸出的腳部18。而且，在各腳部18上形成有用于供后文所述的凸緣螺栓58插穿的貫穿孔18A。
[0032]如圖1、圖2所示，電池框架20被構(gòu)成為，包括作為電池框架上部的上部框架22、作為電池框架下部的下部框架26、作為被設(shè)置在上部框架22與下部框架26之間的中間部件(加強(qiáng)部件)的中部框架30。
[0033]上部框架22具有:頂板23，其為矩形平板狀，并沿著水平方向而配置;傾斜壁24，其為矩形平板狀，并沿著后文所述的傾斜壁36而朝向車輛寬度方向外側(cè)上方傾斜地與頂板23的車輛寬度方向兩端部(外側(cè)端部)一體地連續(xù)設(shè)置;凸緣部25，其為矩形平板狀，并沿著后文所述的上壁37而朝向車輛寬度方向外側(cè)大致水平地與傾斜壁24的車輛寬度方向兩端部一體地連續(xù)設(shè)置。
[0034]下部框架26具有:底板27，其為矩形平板狀，并沿著水平方向而配置;側(cè)壁部28，其為矩形平板狀，并作為第二側(cè)壁部而以朝向車身上方側(cè)而大致垂直的方式一體地直立設(shè)置在底板27的車輛寬度方向兩端部(外側(cè)端部)上，具體而言，所述側(cè)壁部28以從車身前后方向觀察時(shí)朝向車身上方外側(cè)而稍微傾斜的方式一體地直立設(shè)置在底板27的車輛寬度方向兩端部(外側(cè)端部)上。另外，如圖4A所示，側(cè)壁部28相對(duì)于鉛直方向的傾斜角度Θ1為Θ1 = 3°?10°，優(yōu)選為Θ1 =4°?6°。
[0035]此外，在后文所述的下部塑性部件46被接合在下部框架26上之時(shí)，側(cè)壁部28的高度被設(shè)為，幾乎到達(dá)(延伸)至該下部塑性部件46的下部主體部47的側(cè)壁部47C與下部凸緣部48的邊界部49的高度。換言之，側(cè)壁部28的上端面28Α被設(shè)為，與后文所述的能量吸收部件70的內(nèi)部部件72的框部73的上端面73B大致相同的高度位置。
[0036]如圖2所示，中部框架30具有主體部32與突出部34，所述主體部32以在車身前后方向上排列有多列(例如5列)的方式而形成有沿著車輛寬度方向而延伸的截面呈大致帽狀的凸部33，所述突出部34被形成在主體部32的車輛寬度方向兩端部處，且以與凸部33的上表面連續(xù)并朝向車身上方側(cè)突出的方式而形成。
[0037]突出部34的車輛寬度方向內(nèi)側(cè)被設(shè)為，朝向車輛寬度方向外側(cè)上方而傾斜地與凸部33的上表面連續(xù)設(shè)置為一體的傾斜壁36，在傾斜壁36的上端部上，一體地連續(xù)設(shè)置有朝向車輛寬度方向外側(cè)而呈大致水平的上壁37。而且，突出部34的車輛寬度方向外側(cè)端部被設(shè)為，形成了相對(duì)于主體部32而大致垂直的截面的端面部38。即，在從車身前后方向觀察時(shí)(正面觀察)，該突出部34被形成為大致梯形形狀。
[0038]而且，在中部框架30的各凸部33的上表面上，通過粘合劑而接合有上部框架22的頂板23的下表面，在中部框架30的主體部32的下表面上，通過粘合劑而接合有下部框架26的底板27的上表面。由此而大致構(gòu)成了矩形封閉截面形狀的電池框架20。
[0039]另外，如圖1所示，在上部框架22的頂板23以及中部框架30的凸部33的多個(gè)預(yù)定位置處形成有相互連通的貫穿孔23A、33A，在凸部33的下表面上，通過粘合劑而以與各貫穿孔23A、33A同軸的方式接合有凸緣螺母54。而且，在各凸緣螺母54的上表面上，以一體且同軸的方式而設(shè)置有金屬制的筒狀的凸邊部件56，各凸邊部件56被插入到各貫穿孔23A、33A內(nèi)。
[0040]因此，通過以使腳部18的貫穿孔18A與凸邊部件56的貫穿孔56A連通的方式而將燃料電池組16裝載于上部框架22(頂板23)的上表面上，并且將凸緣螺栓58從車身上方側(cè)插穿貫穿孔18A以及貫穿孔56A并與凸緣螺母54擰合，從而將燃料電池組16結(jié)合固定在電池框架20(上部框架22以及中部框架30)上。
[0041]此外，如圖1、圖2所示，在上部框架22的傾斜壁24以及凸緣部25的上表面上，分別接合有構(gòu)成塑性部件40的上側(cè)的左右一對(duì)上部塑性部件42的上部主體部43。詳細(xì)而言，在上部塑性部件42中，將車身前后方向設(shè)為長度方向，并且作為所述上部塑性部件42的車輛寬度方向內(nèi)側(cè)部分的上部主體部43的下表面通過粘合劑而被接合在上部框架22的傾斜壁24以及凸緣部25的上表面上。
[0042]而且，在上部主體部43的車輛寬度方向外側(cè)端部上，一體地連續(xù)設(shè)置有上部框架22的凸緣部25以及從中部框架30的端面部38(電池框架20)起向車輛寬度方向外側(cè)突出的(上部塑性部件42的車輛寬度方向外側(cè)部分)上部凸緣部44。
[0043]另一方面，在下部框架26的底板27的上表面上接合有構(gòu)成塑性部件40的下側(cè)的下部塑性部件46的下部主體部47。詳細(xì)而言，下部塑性部件46具有被設(shè)為矩形框狀的下部主體部47，下部主體部47(包括后文所述的伸出部47B)通過粘合劑而與下部框架26的底板27的上表面接合。
[0044]因此，中部框架30被配置在下部主體部47的內(nèi)側(cè)，并且在該狀態(tài)下，主體部32的下表面通過粘合劑而與下部框架26的底板27的上表面接合。此外，下部主體部47的車身前后方向兩端部被設(shè)為，在車輛寬度方向上延伸的截面呈大致帽狀的凸部47A，并且該凸部47A的上表面與中部框架30的各凸部33的上表面一起通過粘合劑而與上部框架22的頂板23的下表面接合。
[0045]此外，在下部主體部47的車輛寬度方向兩端部上，一體地形成有向車輛寬度方向內(nèi)側(cè)伸出的矩形平板狀的伸出部47B。在該伸出部47B的上表面上，通過粘合劑而接合有中部框架30的主體部32的突出部34側(cè)的下表面。即，下部主體部47的伸出部47B通過下部框架26和中部框架30而被夾持固定。
[0046]此外，如圖1、圖2所示，下部塑性部件46的下部主體部47的與伸出部47B相比靠車輛寬度方向外側(cè)部分被設(shè)為側(cè)壁部47C，所述側(cè)壁部47C沿著下部框架26的側(cè)壁部28而朝向車身上方側(cè)大致垂直地形成，具體而言，以從車身前后方向觀察時(shí)朝向車身上方外側(cè)而稍微傾斜的方式形成。另外，如圖4A所示，側(cè)壁部47C相對(duì)于鉛直方向的傾斜角度被設(shè)為，與側(cè)壁部28的傾斜角度Θ1相同。
[0047]并且，該側(cè)壁部47C的高度被設(shè)為與作為下部框架26的車輛寬度方向外側(cè)端部的側(cè)壁部28大致相同的高度。即，下部框架26的側(cè)壁部28朝向車身上方側(cè)而大致延伸至下部主體部47的側(cè)壁部47C與下部凸緣部48的邊界部49的高度位置。
[0048]此外，在側(cè)壁部47C的車輛寬度方向外側(cè)端部上，一體地連續(xù)設(shè)置有中部框架30的端面部38以及從下部框架26的側(cè)壁部28的上端部(電池框架20)起向車輛寬度方向外側(cè)突出的下部凸緣部48。而且，從電池框架20起向車輛寬度方向外側(cè)突出的上部凸緣部44與下部凸緣部48互相重疊，并且通過粘合劑(或鉚釘?shù)?而被接合。
[0049]S卩，通過被相互重疊而接合的上部凸緣部44和下部凸緣部48從而構(gòu)成了凸緣部50，所述凸緣部50成為固定于下梁14(地板面板12的下表面?zhèn)?的電池框架20側(cè)的固定部位。另外，塑性部件40(上部塑性部件42以及下部塑性部件46)為金屬制，作為一個(gè)示例而通過高張力鋼板或超高張力鋼板而成形獲得。
[0050]此外，如圖1、圖2所示，在通過上部凸緣部44和下部凸緣部48而構(gòu)成的凸緣部50上，沿著車身前后方向而形成有相互連通且用于供凸緣螺栓58插穿的多個(gè)貫穿孔50A。因此，通過從車身下方側(cè)將凸緣螺栓58插穿貫穿孔50A以及貫穿孔14A并與焊裝螺孔塞52擰合，從而使電池框架20隔著塑性部件40(凸緣部50)而被結(jié)合固定在下梁14上。
[0051 ] 此外，如圖1、圖2、圖4B所示，在上部凸緣部44的上部主體部43側(cè)且與電池框架20相比靠車輛寬度方向外側(cè)處，形成有從車輛寬度方向外側(cè)上方朝向車輛寬度方向內(nèi)側(cè)下方的(朝向上部主體部43和上部凸緣部44的邊界部45)傾斜部44A。通過形成該傾斜部44A，從而形成了邊界部45成為凸緣部50的后文所述的彎曲變形的支點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。
[0052]另外，在與上部凸緣部44重疊而接合的下部凸緣部48的下部主體部47側(cè)且與電池框架20相比靠車輛寬度方向外側(cè)處，形成有以與傾斜部44A相同的角度而從車輛寬度方向外側(cè)上方朝向車輛寬度方向內(nèi)側(cè)下方的(朝向下部主體部47和下部凸緣部48的邊界部49)傾斜部48A。由此，形成了邊界部49與邊界部45—起成為凸緣部50的彎曲變形的支點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。
[0053]此外，如圖1所示，地板面板12的車輛寬度方向外側(cè)端部被設(shè)為向車身上方側(cè)彎曲形成的彎曲部12A，該彎曲部12A通過焊接等而與金屬制的下邊梁60的內(nèi)板62接合。下邊梁60被構(gòu)成為，包括被設(shè)為截面呈大致帽狀的內(nèi)板62、和被設(shè)為截面呈大致帽狀的外板64。
[0054]即，在下邊梁60中，外板64的上凸緣部64A通過焊接等而與內(nèi)板62的上凸緣部62A接合，并且外板64的下凸緣部64B通過焊接等而與內(nèi)板62的下凸緣部62B接合，從而所述下邊梁60被構(gòu)成為矩形封閉截面形狀。
[0055]此外，在下邊梁60(包括地板面板12的車輛寬度方向兩端部)的車身下方側(cè)與電池框架20之間配置有金屬制的能量吸收部件70。能量吸收部件70被構(gòu)成為，包括以靠近側(cè)壁部28的方式而被配置在車輛寬度方向內(nèi)側(cè)的內(nèi)部部件72、和以具有預(yù)定的間隙(能夠插入下凸緣部62B、64B的程度的間隙)的方式而配置在與內(nèi)部部件72相比靠車輛寬度方向外側(cè)處的外部部件76。
[0056]內(nèi)部部件72被構(gòu)成為，將多個(gè)(例如7個(gè))在車身前后方向上延伸的大致矩形封閉截面形狀(筒狀)的框部組合為一體的形狀，如圖4A所示，作為車輛寬度方向最內(nèi)側(cè)的框部73的朝向車輛寬度方向內(nèi)側(cè)的作為第一側(cè)壁部的側(cè)壁部73A以接近側(cè)壁部28的方式而配置。
[0057]詳細(xì)而言，框部73的側(cè)壁部73A以在從車身前后方向觀察時(shí)(正面觀察)與側(cè)壁部28大致平行的方式而被形成為朝向車身上方外側(cè)而稍微傾斜，并且以在車輛寬度方向上具有較小的間隙(在側(cè)壁部28、73A的延伸方向上的等間隔的間隙)S的方式而被對(duì)置配置。另夕卜，也可以采用以在側(cè)壁部28與側(cè)壁部73A之間不形成間隙S的方式(以相互面接觸的方式)來組裝電池框架20和內(nèi)部部件72的結(jié)構(gòu)。
[0058]此外，側(cè)壁部73A相對(duì)于鉛直方向的傾斜角度Θ2為Θ2= 3°?10°，并且優(yōu)選為，成為Θ2 = 4°?6°，并且成為與側(cè)壁部28的傾斜角度Θ1相同。而且，如上所述，側(cè)壁部73Α的上端面73Β與側(cè)壁部28的上端面28Α被設(shè)為處于大致相同的高度位置。也就是說，側(cè)壁部73Α的高度被設(shè)為與側(cè)壁部28的高度大致相同。
[0059]此外，該框部73通過未圖示的螺栓以及焊裝螺孔塞而被結(jié)合固定在除凸緣部50的結(jié)合部位之外的下梁14上，在車輛寬度方向最外側(cè)處，上部側(cè)的框部74通過螺栓66以及焊裝螺孔塞68而被結(jié)合固定在下邊梁60的內(nèi)板62上。由此，內(nèi)部部件72被配置在地板面板12的車輛寬度方向兩端部的車身下方側(cè)。
[0060]外部部件76被構(gòu)成為，將在車身前后方向上延伸的多個(gè)(例如5個(gè))大致矩形封閉截面形狀(筒狀)的框部組合為一體的形狀，在車輛寬度方向外側(cè)處，上部側(cè)的框部79通過螺栓66以及焊裝螺孔塞68而被結(jié)合固定在下邊梁60的外板64上。由此，外部部件76被配置在下邊梁60的車身下方側(cè)。
[0061]此外，在內(nèi)部部件72的車輛寬度方向最外側(cè)處，在下部側(cè)的框部75上形成有向車輛寬度方向外側(cè)突出的凸部75Α。而且，在外部部件76的車輛寬度方向內(nèi)側(cè)處，在下部側(cè)的框部77與框部78的邊界部上以容納凸部75Α的方式(成為與凸部75Α非接觸)而形成有向車輛寬度方向外側(cè)凹陷的凹部77Α。
[0062]在由于車輛的側(cè)面碰撞而使外部部件76向內(nèi)部部件72側(cè)移動(dòng)時(shí)，該凹部77Α會(huì)與凸部75Α嵌合(接觸)，從而能夠使被輸入的碰撞載荷的一部分以較高效率從外部部件76向內(nèi)部部件72傳遞。即，成為能夠使外部部件76與內(nèi)部部件72成為一體而向車輛寬度方向內(nèi)側(cè)塑性變形(壓潰)的結(jié)構(gòu)。
[0063]接下來，在以上的結(jié)構(gòu)的車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)10中，對(duì)其作用進(jìn)行說明。即，如圖
3、圖5所示，對(duì)例如車輛與在鉛直方向上延伸的圓柱狀(或筒狀)的金屬制的柱狀物P(壁障)發(fā)生了側(cè)面碰撞的情況下的作用進(jìn)行說明。
[0064]如圖3、圖5所示，在車輛與柱狀物P發(fā)生了側(cè)面碰撞的情況下，會(huì)向下邊梁60以及能量吸收部件70輸入朝向車輛寬度方向內(nèi)側(cè)的過大的碰撞載荷。當(dāng)從車輛寬度方向外側(cè)被輸入碰撞載荷時(shí)，下邊梁60會(huì)在向車輛寬度方向內(nèi)側(cè)塑性變形的同時(shí)進(jìn)行移動(dòng)，并且對(duì)該被輸入的碰撞載荷的一部分進(jìn)行吸收，并將剩余的碰撞載荷的一部分向地板面板12進(jìn)行傳遞。
[0065]當(dāng)碰撞載荷的一部分被傳遞至地板面板12上時(shí)，該地板面板12的車輛寬度方向外側(cè)端部將上卷，并且會(huì)使被固定在地板面板12的下表面的下梁14的車輛寬度方向外側(cè)端部向車身上方側(cè)移動(dòng)。于是，在被結(jié)合固定在該下梁14上的塑性部件40的凸緣部50上，會(huì)被輸入以車身前后方向?yàn)檩S向的彎矩M(也參照?qǐng)D4B)。
[0066]即，在被結(jié)合固定在下梁14上的塑性部件40的凸緣部50(上部凸緣部44以及下部凸緣部48)上，施加有以上部主體部43和上部凸緣部44的邊界部45為支點(diǎn)而向上方彎曲的(使凸緣部50的車輛寬度方向外側(cè)端部向車身上方側(cè)移動(dòng)的)力。
[0067]在此，由于凸緣部50(塑性部件40)由金屬(高張力鋼板或超高張力鋼板)形成，因此具有延展性。此外，在構(gòu)成凸緣部50的上部凸緣部44的上部主體部43側(cè)以及下部凸緣部48的下部主體部47側(cè)、且與電池框架20相比靠車輛寬度方向外側(cè)處，形成有從車輛寬度方向外側(cè)上方朝向車輛寬度方向內(nèi)側(cè)下方的傾斜部44A、48A。并且，上部凸緣部44與下部凸緣部48通過粘合劑而被接合。
[0068]因此，凸緣部50變得較容易以邊界部45、49為支點(diǎn)而向車身上方側(cè)彎曲變形。由此，由于向凸緣部50輸入的彎矩M會(huì)通過朝向凸緣部50的車身上方側(cè)的彎曲變形而以較高效率被吸收，從而抑制或防止了所述彎矩M向電池框架20傳遞的情況。即，能夠在車輛的側(cè)面碰撞時(shí)降低或消除從下梁14經(jīng)由凸緣部50而向電池框架20施加的應(yīng)力負(fù)載。
[0069]此外，由于凸緣部50具有塑性，因此僅會(huì)向車身上方側(cè)彎曲變形而不會(huì)發(fā)生斷裂(凸緣部50的斷裂被抑制或防止)。因此，電池框架20不會(huì)從下梁14脫落，從而燃料電池組16不會(huì)從車輛脫落。
[0070]另一方面，當(dāng)從車輛寬度方向外側(cè)被輸入碰撞載荷時(shí)，能量吸收部件70(外部部件76以及內(nèi)部部件72)會(huì)在向車輛寬度方向內(nèi)側(cè)發(fā)生塑性變形的同時(shí)進(jìn)行移動(dòng)，從而會(huì)對(duì)該輸入的碰撞載荷的一部分進(jìn)行吸收，并將剩余的碰撞載荷的一部分向下梁14或電池框架20傳遞。
[0071]在此，如果能量吸收部件70的內(nèi)部部件72的框部73的側(cè)壁部73A例如朝向車身上方內(nèi)側(cè)而傾斜地形成，則當(dāng)能量吸收部件70向車輛寬度方向內(nèi)側(cè)進(jìn)行了移動(dòng)之時(shí)，側(cè)壁部73A的上端部會(huì)與側(cè)壁部28發(fā)生線接觸(碰撞載荷被局部性地輸入)，從而在側(cè)壁部28上會(huì)產(chǎn)生龜裂或斷裂。此外，存在通過該側(cè)壁部73A的上端部而將側(cè)壁部28向車身下方側(cè)按壓從而使彎矩M增加的可能性。
[0072]但是，如圖4A所示，側(cè)壁部73A以在正面觀察時(shí)與側(cè)壁部28大致平行的方式朝向車身上方外側(cè)而稍微傾斜地形成(被設(shè)為與傾斜角度Θ1相同的傾斜角度Θ2)，并且以相對(duì)于側(cè)壁部28而具有等間隔的間隙S的方式與所述側(cè)壁部28對(duì)置配置。并且，側(cè)壁部73A的高度被設(shè)為與側(cè)壁部28的高度大致相同。
[0073]因此，當(dāng)能量吸收部件70向車輛寬度方向內(nèi)側(cè)進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，如圖3、圖4B所示，側(cè)壁部73A與側(cè)壁部28會(huì)以較高效率而進(jìn)行面接觸(以整個(gè)表面而壓接)，從而抑制或防止了碰撞載荷被局部性地輸入至側(cè)壁部28(電池框架20)上的情況。由此，抑制或防止了在側(cè)壁部28上產(chǎn)生龜裂或斷裂的情況，從而抑制或防止了在電池框架20上產(chǎn)生截面崩潰的情況。
[0074]此外，如圖4A所示，由于側(cè)壁部28以及側(cè)壁部73A相對(duì)于鉛直方向而以傾斜角度Θ1、Θ2傾斜，因此，如圖4Β所示，從側(cè)壁部73Α向側(cè)壁部28施加的碰撞載荷F被分散為朝向車輛寬度方向的分力Fl和朝向車身上方的分力F2。
[0075]因此，向凸緣部50輸入的彎矩M的至少一部分通過該朝向該車身上方的分力F2而被抵消(相抵)，從而進(jìn)一步抑制或防止了該彎矩M向電池框架20傳遞。即，能夠在車輛的側(cè)面碰撞時(shí)進(jìn)一步降低或消除從下梁14經(jīng)由凸緣部50而向電池框架20施加的應(yīng)力負(fù)載。
[0076]而且，如圖5所示，即使能量吸收部件70進(jìn)一步向車輛寬度方向內(nèi)側(cè)移動(dòng)，從而側(cè)壁部73Α由于彎矩M而進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)并對(duì)側(cè)壁部28進(jìn)行按壓，由此而被輸入的碰撞載荷F(分力Fl)也會(huì)以較高效率向車輛寬度方向內(nèi)側(cè)傳遞。即，在車輛的側(cè)面碰撞時(shí)所輸入的朝向車輛寬度方向內(nèi)側(cè)的碰撞載荷的一部分，會(huì)以較高效率從側(cè)壁部28向中部框架30的端面部38、即多列的凸部33進(jìn)行傳遞，從而會(huì)通過該多列的凸部33而以較高效率被吸收。由此，抑制或防止了碰撞載荷向燃料電池組16輸入的情況。
[0077]此外，下部塑性部件46的下部主體部47的伸出部47Β通過中部框架30(主體部32)與下部框架26(底板27)而被夾持固定。因此，在車輛的側(cè)面碰撞時(shí)，即使凸緣部50向車身上方側(cè)彎曲變形，也抑制或防止了下部主體部47的伸出部47Β從中部框架30以及下部框架26剝離的情況。
[0078]此外，如圖5所示，在凸緣部50向車身上方側(cè)發(fā)生了彎曲變形的情況下，由于在上部凸緣部44的車輛寬度方向外側(cè)端部處施加有朝向車身上方側(cè)的力，因此在上部主體部43上會(huì)被施加朝向傾斜壁24側(cè)的(按壓)力。即，在車輛的側(cè)面碰撞時(shí)，難以向上部主體部43施加朝向?qū)⑵鋸膬A斜壁24剝離的方向的力。由此，抑制或防止了上部主體部43從傾斜壁24剝離的情況。
[0079]此外，也可以在與電池框架20相比靠車輛寬度方向外側(cè)的上部凸緣部44的上部主體部43側(cè)，即在上部主體部43與上部凸緣部44的邊界部45上形成從車身前后方向觀察時(shí)呈大致“U”字狀(邊界部45在剖視觀察時(shí)呈大致圓弧狀)或呈大致“V”字狀的凹部(省略圖示)。
[0080]由此，由于凸緣部50的車輛寬度方向外側(cè)端部會(huì)變得較容易以上部主體部43與上部凸緣部44的邊界部45即凹部為支點(diǎn)而向車身上方側(cè)進(jìn)一步彎曲變形，因此能夠降低或消除從下梁14經(jīng)由凸緣部50而向電池框架20所施加的應(yīng)力負(fù)載。
[0081]雖然在上文中，根據(jù)附圖而對(duì)本實(shí)施方式所涉及的車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)10進(jìn)行了說明，但是本實(shí)施方式所涉及的車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)10并不限定于圖示，其能夠在不脫離于本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)變更。例如，塑性部件40并不限定于由高張力鋼板或超高張力鋼板來成形獲得，也可以由具有一定程度的硬度的鋁合金或鐵等來成形獲得。
[0082]此外，塑性部件40的凸緣部50也不限定于被結(jié)合固定在與地板面板12的下表面接合固定的下梁14上的結(jié)構(gòu)，也可以采用將其結(jié)合固定在例如與地板面板12的下表面或下梁14的下表面接合固定的未圖示的托架上等的結(jié)構(gòu)。
[0083]S卩，也可以采用塑性部件40的凸緣部50與地板面板12或下梁14間接地接合的結(jié)構(gòu)。此外，本實(shí)施方式中的“結(jié)合”并不限定于通過螺栓以及螺母而實(shí)施的結(jié)合，也可以為通過其它的結(jié)合件(省略圖示)而被結(jié)合的(被安裝的)結(jié)構(gòu)。
[0084]并且，塑性部件40的上部主體部43以及下部主體部47并不限定于通過粘合劑而被接合在電池框架20上，例如也可以采用通過鉚釘?shù)鹊慕雍显O(shè)備來實(shí)施接合的結(jié)構(gòu)。
[0085]此外，本實(shí)施方式中的電池框架20并不限定于對(duì)燃料電池組16進(jìn)行支承。例如，也可以為采用通過電池框架20而對(duì)燃料電池組16的輔助機(jī)器等(與燃料電池組16—起)進(jìn)行支承的結(jié)構(gòu)。此外，本實(shí)施方式所涉及的燃料電池組16也可以被設(shè)為二次電池。
[0086]此外，作為日本國專利申請(qǐng)N0.2013-267969的公開內(nèi)容，以整體參照的方式而被援引至本說明書中。本說明書中所記載的全部文獻(xiàn)、專利申請(qǐng)以及技術(shù)規(guī)格中的、以參照的方式而被援引的各個(gè)文獻(xiàn)、專利申請(qǐng)以及技術(shù)規(guī)格，以與具體且獨(dú)立記載的情況相同的程度而以參照的方式被援弓I至本說明書中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)，具備: 能量吸收部件，其被設(shè)置在地板面板的車身下方側(cè)，并且具有第一側(cè)壁部，所述第一側(cè)壁部在從車身前后方向觀察時(shí)于車輛寬度方向內(nèi)側(cè)朝向車身上方外側(cè)傾斜， 電池框架，其為樹脂制，并被配置在所述第一側(cè)壁部的車輛寬度方向內(nèi)側(cè)，且對(duì)電池進(jìn)行支承，并且，所述電池框架具有第二側(cè)壁部，所述第二側(cè)壁部在從車身前后方向觀察時(shí)于車輛寬度方向外側(cè)朝向車身上方外側(cè)傾斜并且與所述第一側(cè)壁部在車輛寬度方向上對(duì)置。2.如權(quán)利要求1所述的車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)，其中， 在從車身前后方向觀察時(shí)，所述第一側(cè)壁部與所述第二側(cè)壁部被平行地形成。3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)，其中， 所述第一側(cè)壁部的上端面的高度位置被設(shè)為與所述第二側(cè)壁部的上端面的高度位置相同。4.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求3中的任意一項(xiàng)所述的車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)，其中， 所述第一側(cè)壁部與所述第二側(cè)壁部面接觸。5.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中的任意一項(xiàng)所述的車輛用電池搭載結(jié)構(gòu)，其中， 所述電池框架具有從所述第二側(cè)壁部的車身上方側(cè)向車輛寬度方向外側(cè)突出并且被固定在所述地板面板的下表面?zhèn)鹊慕饘僦频耐咕壊浚?在所述凸緣部上形成有從車輛寬度方向外側(cè)上方朝向車輛寬度方向內(nèi)側(cè)下方的傾斜部。
【文檔編號(hào)】B60K1/04GK105848943SQ201480070412
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2014年12月9日
【發(fā)明人】池田光希, 外薗清志, 神村信哉, 中村健太郎
【申請(qǐng)人】豐田自動(dòng)車株式會(huì)社