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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Unterstruktur.
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[Technischer Hintergrund]
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In Elektrofahrzeugen sind Batteriepacks an Bodenbereichen von Fahrzeugkarosserien auf Unterseiten befestigt, wie dies zum Beispiel in der Patentschrift 1 beschrieben ist. Bei der in der Patentschrift 1 beschriebenen Struktur ist am Frontbereich eines Bodenabschnitts ein Frontseitenrahmen vorgesehen, der sich auf einer Frontseite des Fahrzeugs befindet, und ein Frontseitenrahmen-Trägerabschnitt befindet sich im hinteren Bereich des Frontseitenrahmens. Der Frontseitenrahmen-Trägerabschnitt ist an einem dem Batteriepack lagernden Batteriepack-Trägerrahmen angebracht.
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Ein Rahmenabschnitt, der sich in Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt, befindet sich im vorderen Bereich des Batteriepack-Trägerrahmens bei diesem Beispiel, und auf beiden Seiten des Rahmens in Fahrzeugbreitenrichtung sind batterieseitige rechtwinklige Abschnitte vorgesehen. Der Frontseitenrahmen-Trägerabschnitt ist mittels mehrerer vorderer Befestigungsabschnitte befestigt, die an dem Rahmenabschnitt vorhanden sind, und mehrere seitliche Befestigungsabschnitte, die an Seitenschwellern befestigt sind, befinden sich an Seitenbereichen des Batteriepack-Trägerrahmens. In anderen Worten, der Frontseitenrahmen-Trägerabschnitt ist mit den Seitenschwellern über die mehreren Befestigungsabschnitte befestigt, die sich in den Umfangsbereichen der batterieseitigen rechtwinkligen Abschnitte dieses Beispiels befinden.
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[Dokumentenliste]
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[Patentschrift]
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[Patentschrift 1]
JP 2018-140728 A -
[Offenbarung der Erfindung]
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[Durch die Erfindung zu lösende Probleme]
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Wenn in der Struktur des oben erläuterten Beispiels von dem Frontseitenrahmen bei einer frontseitigen Kollision eine Aufpralllast aufgenommen wird, so gelangt beispielsweise diese Aufpralllast auf den Frontseitenrahmen-Trägerabschnitt und gelangt dann auf den Rahmenabschnitt des Batteriepack-Trägerrahmens. Da der Batteriepack-Trägerrahmen bei dem obigen Beispiel mit einer großen Anzahl von Befestigungsabschnitten ausgestattet ist, gelangt die auf den Frontseitenrahmen-Trägerabschnitt einwirkende Aufprallbelastung auf die mehreren Befestigungsabschnitte und gelangt anschließend auf das Batteriepack.
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Das Vorhandensein der mehreren Befestigungsabschnitte des Batteriepack-Trägerrahmens führt allerdings zu dem Einleiten der Aufprallbelastung auf jeden der Befestigungsabschnitte des Rahmenabschnitts. Bei einer derartigen Struktur besteht die Möglichkeit, dass die Last nicht in der beabsichtigten Richtung einwirkt. Wenn die Aufprallbelastung in einer nicht beabsichtigten Richtung auf den Batteriepack-Trägerrahmen gelangt, kann es zu einer unvorhergesehenen Lasteinwirkung auf das Batteriepack kommen, und im Ergebnis besteht die Möglichkeit, dass das Batteriepack beschädigt wird. Es besteht daher Raum für eine Verbesserung in der Struktur einschließlich der mehreren Befestigungsabschnitte wie bei dem oben erläuterten Beispiel, um zu bewirken, dass eine auf den Frontseitenrahmen einwirkende Stoßbelastung wirksam auf das Batteriepack eingeleitet wird.
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Da andererseits das Batteriepack in dem Elektrofahrzeug ein schweres Bauteil ist, ist das Batteriepack im Verhältnis zum Gewicht der Fahrzeugkarosserie groß. Da eine Trägheitskraft eines schweren Batteriepacks erheblich ist, wirkt eine starke Belastung in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs auf einen Frontabschnitt und dessen Umfangsbereich eines Batteriegehäuses, welches den Außenbereich des Batteriepacks bildet, bedingt durch die Trägheitskraft, wenn beispielsweise eine frontseitige Kollision beim Fahren des Fahrzeugs stattfindet. Daher ist es notwendig, die Steifigkeit des Frontabschnitts und dergleichen des Batteriepacks zu steigern.
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Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das obige Problem zu lösen, und es ist ihr Ziel, eine Fahrzeug-Unterstruktur anzugeben, die in der Lage ist, die Steifigkeit eines Frontabschnitts eines Batteriepacks zu gewährleisten und weiterhin eine Lasteinwirkung von einem Frontbereich einer Fahrzeugkarosserie auf das Batteriepack zu begünstigen.
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[Mittel zum Lösen der Probleme]
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Eine Fahrzeug-Unterstruktur gemäß der Erfindung enthält, um das obige Ziel zu erreichen: Frontseitenelemente, die sich auf einer Fahrzeugfrontseite ausgehend von vorderen Bereichen eines Bodenteils des Fahrzeugs erstrecken; und ein Batteriepack, das am Bodenteil auf der Unterseite über Batterieträger angebracht ist, und weiterhin umfassend, Unterelemente, die sich auf einer Innenseite in Fahrzeugbreitenrichtung ausgehend von hinteren Bereichen der Frontseitenelemente erstrecken, mit den hinteren Bereichen verbunden sind, und die Batterieträger mit Außenbereichen der Unterelemente in Fahrzeugbreitenrichtung in einem Zustand verbunden sind, in welchem die Batterieträger den hinteren Bereichen der Frontseitenelement in einer Bodenansicht des Fahrzeugs überlagert sind.
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[Vorteilhafte Wirkungsweisen der Erfindung]
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Erfindungsgemäß ist es möglich, die Steifigkeit des Frontabschnitts des Batteriepacks zu gewährleisten und weiterhin eine Lastaufbringung von dem Vorderabschnitt der Fahrzeugkarosserie auf das Batteriepack zu begünstigen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Bodenansicht einer Fahrzeug-Unterstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung bei Betrachtung von einer Unterseite eines Fahrzeugs.
- 2 ist eine vergrößerte Bodenansicht, die in vergrößerter Weise einen Bereich veranschaulicht, bei dem ein Frontseitenelement, ein Unterelement und eine Seitenstütze nach 1 zusammengefügt sind.
- 3 ist eine Bodenansicht eines Zustands, in welchem die Seitenstütze nach 2 entfernt wurde.
- 4 ist eine Seitenansicht eines Frontseitenelements und dergleichen gemäß 2 bei Betrachtung von einer Außenseite in Fahrzeugbreitenrichtung.
- 5 ist eine Schnittansicht entlang des Pfeils A-A in 2.
- 6 ist eine Bodenansicht eines Zustands, in welchem ein Aufhängungsrahmen an einem Erweiterungsabschnitt nach 1 angebracht wurde.
- 7 ist eine Schnittansicht entlang dem Pfeil B-B in 2.
- 8 ist eine Bodenansicht einer modifizierten Ausgestaltung, die ein Unterelement veranschaulicht, das durch das Unterelement nach 3 erhalten wurde, ferner ein Außenelement, das integral ausgebildet ist.
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[Art der Ausführung der Erfindung]
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel einer Fahrzeug-Unterstruktur gemäß der Erfindung anhand der Zeichnungen (1 bis 8) beschrieben. Man beachte, dass in den Zeichnungen die Pfeilrichtung Fr die Vorderseite in Fahrzeuglängsrichtung bedeutet. Bei der Beschreibung der Ausführungsform entspricht der Ausdruck „Frontabschnitt (Vorderende) und Rückabschnitt (hinteres Ende)“ dem vorderen Bereich bzw. einem hinteren Bereich in Fahrzeuglängsrichtung. Die Pfeilrichtung L und R bedeuten die linke bzw. die rechte Seite in Fahrzeugbreitenrichtung. Außerdem entspricht der Begriff „links und rechts“ in der Beschreibung der Ausführungsform der linken und der rechten Seite bei Betrachtung eines Fahrzeuginsassen, der zur Frontseite des Fahrzeugs hin schaut. Darüber hinaus bedeutet der Pfeil U die Oberseite des Fahrzeugs.
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Die Fahrzeug-Unterstruktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Unterstruktur eines Elektrofahrzeugs, das eine Batterie zum Zuspeisen von Leistung zu einem (nicht dargestellten) Motor für Antriebsräder enthält. Die Fahrzeug-Unterstruktur enthält Frontseitenelemente 10, Seitenschweller 18, Unterelemente 21, Seitenstützen 16, ein Batteriepack 40, Batterieträger 50 und ein Frontquerelement 60.
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Die Frontseitenelemente 10 sind Elemente mit hoher Steifigkeit, die ein Skelett einer Fahrzeugkarosserie bilden, wie in den 1 und 2 gezeigt ist. Das Frontseitenelement 10 erstreckt sich in Fahrzeuglängsrichtung an beiden Außenbereichen eines Frontabschnitts eines Bodenblechs 71, der einen Bodenteil bildet, und zwar in Fahrzeugbreitenrichtung. Die beiden Frontseitenelemente 10 sind voneinander in Fahrzeugbreitenrichtung beabstandet und befinden sich auf der Innenseite von Radkästen 73, die sich an Seitenbereichen der Fahrzeugkarosserie befinden, wiederum in Fahrzeugbreitenrichtung betrachtet. Ein Antriebsmotor und dergleichen befindet sich zwischen den beiden Frontseitenelementen 10.
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Jedes Frontseitenelement 10 enthält einen hinteren Neigungsabschnitt 12 und einen Frontstreckabschnitt 11. Der hintere Neigungsabschnitt 12 verläuft mit einer Neigung auf der Außenseite in Fahrzeugbreitenrichtung, ausgehend von dem vorderen Bereich des Bodenblechs 71 und in Richtung der Frontseite des Fahrzeugs. Ein hinterer Bereich des hinteren geneigten Abschnitts 12 ist mit dem Batterieträger 50 vereint. Umfangsausgestaltungen des hinteren Bereichs des hinteren Neigungsabschnitts 12 werden weiter unten erläutert. Der Frontstreckabschnitt 11 erstreckt sich auf der Vorderseite des Fahrzeugs ausgehend vom vorderen Ende des hinteren Neigungsabschnitts 12.
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Darüber hinaus besitzt das Frontseitenelement 10 eine U-förmige Querschnittsform, zur Oberseite des Fahrzeugs hin geöffnet. Beispielsweise besitzt eine Innenwand 12a des Frontseitenelements 10 an dem hinteren Neigungsabschnitt 12 einen Innenflanschen 12c, der auf der Innenseite in Fahrzeugbreitenrichtung vorsteht und sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt, und eine Außenwand 12b ist mit einem Außenflansch 12d ausgestattet, der in Fahrzeugbreitenrichtung nach außen absteht und sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt. Der Innenflansch 12c und der Außenflansch 12d sind an einer Armaturenbrett-Unterplatte 72 angebracht und bilden einen Teil des Bodenteils des Karosseriekörpers, wie in 2 (7) gezeigt ist. Der Batterieträger 50 ist mit hinteren Bereichen des Innenflansches 12c und des Außenflansches 12d verbunden. Außerdem ist ein Bodenflächenabschnitt 14 (4 und 5) mit dem U-förmigen Querschnitt auf der Unterseite des Fahrzeugs zur Rückseite des Fahrzeugs dieser Ausführungsform geneigt.
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Die Seitenschweller 18 sind Bauteile mit hoher Festigkeit, die an beiden Außenseiten des Bodenblechs 71 in Fahrzeugbreitenrichtung gebracht sind, sie befinden sich auf den weiter außen liegenden Seiten in Fahrzeugbreitenrichtung als die Frontseitenelemente 10 und an der Rückseite der Radkästen 73 in dem Fahrzeug, und sie verlaufen in Fahrzeuglängsrichtung, wie in den 1 und 2 dargestellt ist. Außerdem sind Frontbereiche der Seitenschweller 18 und hintere Bereiche der hinteren Seitenabschnitte 12 der Frontseitenelemente 10 mit den Seitenstützen 16 verbunden. Lagebeziehungen der Seitenschweller 18, der hinteren Neigungsabschnitte 12 und der Seitenstützen 16 werden weiter unten beschrieben.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist im Mittelbereich des Bodenblechs 71 in Fahrzeugbreitenrichtung ein Bodentunnel 71A angeordnet. Der Bodentunnel 71A ist derart ausgebildet, dass ein etwa mittlerer Bereich des Bodentunnels 71 auf der Oberseite des Fahrzeugs erhöht ist und sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt. In anderen Worten, eine Öffnung, die sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt, ist in der Unterseite des Bodenblechs 71 durch Schaffung des Bodentunnels 71A gebildet.
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Die Unterelemente 21 verlaufen von den hinteren Bereichen der hinteren Neigungsabschnitte 12 der Frontseitenelemente 10 in Richtung der Innenseite in Fahrzeugbreitenrichtung, wie 3 zeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Unterelemente 21 mit inneren Unterelementen 22 und äußeren Unterelementen 27 ausgestattet, die Seite an Seite in Breitenrichtung angeordnet sind. Die inneren Unterelemente 22 und die äußeren Unterelemente 27 sind Teile, die sich in Fahrzeugbreitenrichtung erstrecken, und die äußeren Unterelemente 27 sind an äußeren Enden der inneren Unterelemente 22 angebracht.
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Die inneren Unterelemente 22 sind hohle Bauteile mit vorbestimmter Breite in Fahrzeuglängsrichtung, und sie verlaufen in Fahrzeugbreitenrichtung mit einem Querschnitt, der zur Oberseite des Fahrzeugs in einer Seitenansicht des Fahrzeugs geöffnet ist, wie in 3 dargestellt ist. Bei diesem Beispiel befinden sich Außenbereiche der inneren Unterelemente 22 in Fahrzeugbreitenrichtung an Innenbereichen der hinteren Bereiche der hinteren Neigungsabschnitte 20 der Frontseitenelemente 10 in Fahrzeugbreitenrichtung. Obschon nicht im einzelnen dargestellt, sind Unterseitenbereiche der inneren Unterelemente 22 mit den Bodenflächenabschnitten 14 der hinteren Neigungsabschnitte 12 verbunden, und Rückwände 22a an hinteren Enden der Unterseitenabschnitte der inneren Unterelemente 22 sind mit den hinteren Enden der hinteren Neigungsabschnitte 12 verbunden. Weiterhin sind Frontwände 22b an vorderen Enden der Unterseitenabschnitte der inneren Unterelemente 22 mit Flanschen 22c ausgestattet, die auf der Vorderseite des Fahrzeugs vorstehen, und sich beispielsweise in Fahrzeughöhenrichtung erstrecken, und die Flansche 22c sind mit den Innenwänden 12a der hinteren Neigungsabschnitte 12 durch beispielsweise Punktschweißen verbunden.
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Innenbereiche der inneren Unterelemente 22 in Fahrzeugbreitenrichtung sind mit dem Bodenblech 71 verbunden, das sich an einer Öffnungskante des Bodentunnels 71A befindet, wie dies in 3 gezeigt ist. Außerdem sind Innenbereiche der inneren Unterelemente 22 in Fahrzeugbreitenrichtung mit einem (nicht dargestellten) Innenelement verbunden, welches sich in Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt, um den Bodentunnel 71A zu überqueren, wobei die Verbindung beispielsweise durch Punktschweißen erfolgt ist.
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Die äußeren Unterelemente 27 besitzen Plattenform und verlaufen in Fahrzeugbreitenrichtung gemäß 3, während die Innenbereiche der äußeren Unterelemente 27 in Fahrzeugbreitenrichtung verbunden sind mit den äußeren Bereichen der Unterseitenabschnitte der inneren Unterelemente 22 in Fahrzeugbreitenrichtung, beispielsweise mittels Punktschweißung. Weiterhin sind die äußeren Unterelemente 27 mit den Bodenflächenabschnitten 14 in einem Zustand verbunden, in welchem die äußeren Unterelemente 27 ausgehend von der Unterseite des Fahrzeugs, Teile der Bodenflächenabschnitte 14 der hinteren Neigungsabschnitte 12 der Frontseitenelemente 17 abdecken.
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Wenngleich die Erläuterungen unter Bezugnahme auf Zeichnungen hier entfallen, so sei angemerkt, dass das Zwischenelement, das linke und das rechte innere Unterelement 22, und das linke und das rechte äußere Unterelement 27 ein unteres Querelement bilden.
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Die Seitenstützen 16 sind Bauelemente mit hoher Festigkeit, die sich mit einer Neigung auf der Rückseite des Fahrzeugs zu den Außenseiten in Fahrzeugbreitenrichtung erstrecken, um mit den äußeren Unterelementen 27 und den vorderen Bereichen der Seitenschweller 18 verbunden zu sein. Obschon eine detaillierte Darstellung der Seitenstützen 16 entfällt, sei angemerkt, dass die Seitenstützen 16 einen U-förmigen Querschnitt aufweisen, der zur Oberseite des Fahrzeugs hin offen ist. Flansche 16c und 16d befinden sich an oberen Bereichen einer Frontwand 16a und einer Rückwand 16b unter Bildung jeweils einer U-Querschnittsform, und die Flansche 16c und 16d sind mit dem Bodenblech 71 zum Beispiel durch Punktschweißung verbunden. Der Flansch 16c der Frontwand 16a ist mit dem Bodenblech 71 nahe dem hinteren Bereich jedes Radkastens 73 verbunden.
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Weiterhin sind Innenbereiche in Fahrzeugbreitenrichtung von den unteren Flächenabschnitten, die den U-förmigen Querschnitt der Seitenstützen 16 bilden, so angeordnet, dass sie die Bodenflächenabschnitte 14 der hinteren Bereiche der hinteren Neigungsabschnitte 12 der Frontseitenelemente 10 über die äußeren Unterelemente 27 abdecken. Die Unterseitenabschnitte, die die Frontseitenelemente 10 abdecken, sind mit den Außenbereichen der Bodenflächenabschnitte 14 der hinteren Neigungsabschnitte 12 der Frontseitenelemente 10 in Fahrzeugbreitenrichtung durch beispielsweise Punktschweißen verbunden. Darüber hinaus sind auch die Unterseitenabschnitte der Seitenstützen 16 mit den äußeren Unterelementen 27 verbunden.
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Das Batteriepack 40 ist ein schweres Bauelement und nimmt in sich eine Batterie auf, wobei es mit dem Bodenblech 71 auf der Unterseitenfläche verbunden ist. Die im Inneren des Batteriepacks 40 aufgenommene Batterie liefert Leistung an den Antriebsmotor über beispielsweise ein (nicht dargestelltes) Kabel. Das Kabel ist zum Beispiel im Inneren des Bodentunnels 71A aufgenommen und ist mit dem Motor verbunden. Man beachte, dass das Batteriepack 40 die Batterie und ein die Batterie aufnehmendes Batteriegehäuse enthält, und die vorliegende Ausführungsform wird beschrieben unter Bezugnahme auf das Batteriegehäuse als das Batteriepack 40.
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Das Batteriepack 40 verläuft in Fahrzeuglängsrichtung und erstreckt sich auch in Fahrzeugbreitenrichtung über die gesamte Zone zwischen den Seitenschwellern 18 auf beiden Seiten, wie in 1 gezeigt ist. Der vordere Bereich des Batteriepacks 40 enthält einen Gehäusestreckteil 41 und Gehäuseneigungsteile 42. Der Gehäusestreckteil 41 befindet sich im Mittelbereich des vorderen Abschnitts des Batteriepacks 40 in Fahrzeugbreitenrichtung und verläuft in der Fahrzeugbreitenrichtung. Die Gehäuseneigungsteile 42 befinden sich an beiden Außenseiten des Gehäusestreckteils 41 in Fahrzeugbreitenrichtung, und sie verlaufen mit einer Neigung auf der Rückseite des Fahrzeugs von den Außenbereichen der Gehäusestreckteile 41 in Fahrzeugbreitenrichtung zu den Außenseiten in Fahrzeugbreitenrichtung. Weiterhin sind durch den Gehäusestreckteil 41 und die Gehäuseneigungsteile 42 im Frontbereich des Batteriepacks 40 Gehäuseeckteile 43 ausgebildet.
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Das Frontquerelement 60 ist ein Bauteil auf der Frontseite des Batteriepacks 40 in dem Fahrzeug, es ist eins der Elemente, die das Skelett der Fahrzeugkarosserie bilden, und es ist ein Bauelement, welches sich insgesamt in Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt, wie in 1 dargestellt ist. Das Frontquerelement 60 enthält einen Streckabschnitt 61 und Neigungsabschnitte 62. Der Streckabschnitt 61 ist ein Teil zwischen den hinteren Neigungsabschnitten 12 der Frontseitenelemente 10 auf beiden Seiten in Fahrzeugbreitenrichtung und erstreckt sich in Fahrzeugbreitenrichtung. Die Neigungsabschnitte 62 sind Teile, die sich mit einer Neigung auf der Rückseite des Fahrzeugs ausgehend von Außenbereichen des Streckabschnitts 61 in Fahrzeugbreitenrichtung zu den Außenseiten in Fahrzeugbreitenrichtung erstrecken. Außerdem sind Eckabschnitte 63 durch den Streckabschnitt 61 und die Neigungsabschnitte 62 in dem Frontquerelement 60 gebildet. In anderen Worten, das Frontquerelement ist so gebildet, dass es auf der Frontseite des Fahrzeugs in seiner Gesamtheit nach vorne ragt.
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Das Frontquerelement 60 enthält ein Oberseitenelement 65 mit L-förmigem Querschnitt unter Bildung eines Oberflächenabschnitts 65a und einer Rückwand 65b, und es enthält ein Unterseitenelement 66 mit L-förmigem Querschnitt unter Bildung einer Frontwand 66b und eines Bodenabschnitts 66a, konfiguriert durch das Oberseitenelement 65 und das Unterseitenelement 66, die miteinander vereint sind, wie in 5 dargestellt. Ein auf der Rückseite des Fahrzeugs vorstehender Flansch 65c befindet sich an einem unteren Ende der Rückwand 65b des Oberseitenelements 65, der Flansch 65c ist mit dem Bodenabschnitt 66a des Unterseitenelements 66 verbunden, und in ähnlicher Weise ist ein sich auf der Vorderseite des Fahrzeugs erstreckender Flansch 66c an einem oberen Ende der Frontwand 66b des Unterseitenelements 66 vorgesehen, und der Flansch 66c ist mit dem Oberflächenabschnitt 65a des Oberseitenelements 65 verbunden, wodurch eine Hohlstruktur gebildet wird.
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Die Batterieträger 50 sind Elemente zum Anbringen des Batteriepacks 40 an dem unteren Bereich des Bodenteils der Fahrzeugkarosserie, wie in den 2 und 3 gezeigt ist. Die Batterieträger 50 sind mit dem Batteriepack 40 über das Frontquerelement 60 verbunden.
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Die Batterieträger 50 sind mit der Frontwand 66b an den Eckabschnitten 63 des Frontquerelements 60 verbunden. Nicht dargestellte Flansche stehen auf der Innenseite in Fahrzeugbreitenrichtung vor und verlaufen in Fahrzeughöhenrichtung an der Innenseite der hinteren Bereiche der Batterieträger 50 in Fahrzeugbreitenrichtung, und nicht dargestellte Flansche, die auf die Außenseiten in Fahrzeugbreitenrichtung hin abstehen und sich in Fahrzeughöhenrichtung erstrecken, befinden sich an den Außenseiten in Fahrzeugbreitenrichtung. Diese Flansche sind mit der Frontwand 66b an den Eckabschnitten 63 des Frontquerelements 60 beispielsweise durch Punktschweißung verbunden.
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Die Batterieträger 50 sind mit den hinteren Bereichen der äußeren Unterelemente 27 in einem Zustand vereint, in welchem die Batterieträger 50 den hinteren Bereichen der hinteren Neigungsabschnitte 12 der Frontseitenelemente 10 überlagert sind, wenn die Anordnung gemäß den 2 und 3 in einer Bodenansicht des Fahrzeugs betrachtet wird. Bei diesem Beispiel enthalten die Batterieträger 50 Flachabschnitte 51 auf der Frontseite des Fahrzeugs ausgehend von den Eckabschnitten 63. Die Flachabschnitte 51 sind mit den Außenbereichen der Unterseitenabschnitte der Unterelemente 21 in Fahrzeugbreitenrichtung zusammengefügt. Hier können die Unterseitenabschnitte der äußeren Unterelemente 27 und die Flachabschnitte 51 der Batterieträger 50 durch Punktschweißen oder dergleichen in einem gegenseitigen Stoßzustand verbunden sein. Weiterhin können die Unterseitenabschnitte und die Flachabschnitte 51 mittels Bolzen oder dergleichen befestigt sein.
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Da die Unterelemente 21 (die inneren Unterelemente 22), die an der Innenseite in Fahrzeugbreitenrichtung verlaufen, mit den hinteren Bereichen der Frontseitenelemente 10 zusammengefügt sind, wie oben erläutert wurde, wird die Steifigkeit in Fahrzeugbreitenrichtung und in Fahrzeuglängsrichtung an den Verbindungsbereichen, an denen diese Bauteile zusammengefügt sind, verbessert. Die Verbesserung der Steifigkeit begünstigt die Lastaufbringung von den Frontseitenelementen 10 auf die Unterelemente 21. Da außerdem die Batterieträger 50 sich auf der Rückseite der Frontseitenelemente 10 in dem Fahrzeug befinden, ist es möglich, in wirksamer Weise eine Lasteinbringung von den Frontseitenelementen 10 auf die Batterieträger 50 zu erreichen. Weiterhin verbessert die Struktur, in welcher die Batterieträger 50 mit den Eckabschnitten 63 verbunden sind, zusätzlich die Steifigkeit des vorderen Bereichs des Batteriepacks 40.
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Außerdem sind die Batterieträger 50 dieser Ausführungsform mit den unteren Bereichen der Frontseitenelemente 10 verbunden, wie dies in 3 gezeigt ist. Bei diesem Beispiel sind die Flachabschnitte 51 der Batterieträger 50 mit den Bodenflächenabschnitten 14 der hinteren Neigungsabschnitte 12 der Frontseitenelemente 10 über die Seitenstützen 16 mit Bolzen oder dergleichen verbunden. Obschon in der Zeichnung nicht dargestellt ist, sind zwei Bolzenlöcher 52 derart angeordnet, dass sie voneinander in Fahrzeugbreitenrichtung in jedem Flachabschnitt 51 des Batterieträgers 50 beabstandet sind, und Bolzenlöcher befinden sich in jeder Seitenstütze 16 und dem Bodenflächenabschnitt 14 jedes Frontseitenelements 10 entsprechend diesen Bolzenlöchern 52 beispielsweise. Die Frontseitenelemente 10 und die Batterieträger 50 sind in einem Zustand zusammengefügt, in welchem Bolzen die Bolzenlöcher 52 durchsetzen.
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Außerdem sind drei Komponenten, nämlich der Flachabschnitt 51 jedes Batterieträgers 50, jede Seitenstütze 16 und jedes Frontseitenelement 10, in einander überlagernden Zustand mittels Bolzen oder dergleichen befestigt. Eine derartige Verbindungsstruktur gestattet eine noch effektivere Lastaufbringung auf die Batterieträger 50 unter Ausnutzung der Steifigkeit der Frontseitenelemente 10 in Fahrzeuglängsrichtung.
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Außerdem sind die hinteren Enden der hinteren Neigungsabschnitte 12 der Frontseitenelemente 10 mit den Rückwänden der Seitenstützen 16 und den Rückwänden der inneren Unterelemente 22 dieser Ausführungsform verbunden. Weiterhin sind Erweiterungsabschnitte 17, die sich auf der Frontseite des Fahrzeugs verbreiten, durch die Frontabschnitte der äußeren Unterelemente 27 und die inneren Bereiche der Frontbereiche der Seitenstütze 16 in Fahrzeugbreitenrichtung gebildet, wie in den 2 und 3 gezeigt ist.
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Die Frontbereiche der äußeren Unterelemente 27 besitzen Teile, die sich auf der Vorderseite des Fahrzeugs weiter nach vorn erstrecken als die Vorderbereiche der inneren Unterelemente 22. In ähnlicher Weise besitzen die inneren Bereiche der Frontabschnitte der Seitenstützen 16 in Fahrzeugbreitenrichtung Teile, die sich weiter nach vorne erstrecken als die Frontbereiche der inneren Unterelemente 22. Die Erweiterungsabschnitte 17 sind konfiguriert mit den auseinanderspreizenden Bereichen der äußeren Unterelemente 27 und den Seitenstützen 16.
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Die Steifigkeit in Fahrzeuglängsrichtung wird verbessert durch die Erweiterungsabschnitte 17. Im Ergebnis wird eine auf die Frontseitenelemente 10 einwirkende Last auf die Rückseite des Fahrzeugs über die Erweiterungsabschnitte 17 geleitet. Aus diesem Grund wird die Lastaufbringung auf die Rückseite des Fahrzeugs begünstigt.
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Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, sind die Bodenflächenabschnitte 14, welche die oben erläuterten U-förmigen Querschnitte der Frontseitenelemente 10 bilden, mit den Erweiterungsabschnitten 17 vereint, und letztere breiten sich außerdem weiter zur Unterseite des Fahrzeugs hin aus als die Bodenflächenabschnitte 14. In anderen Worten, die unteren Enden der Erweiterungsabschnitte 17 befinden sich weiter unten an dem Fahrzeug als die Bodenflächenabschnitte 14. Auf diese Weise ist es möglich, die Bodenflächenabschnitte 14 der Frontseitenelemente 10 mittels der Erweiterungsabschnitte 17 von der Unterseite des Fahrzeugs her abzustützen.
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Bei einer Kollision, beispielsweise einer frontseitigen Kollision, nehmen die Frontseitenelemente 10 eine Aufpralllast auf und absorbieren diese. Zu dieser Zeit ist es möglich, die Verformung der Frontseitenelemente zu begünstigen, welche sich auf der weiter vorne gelegenen Seite des Fahrzeugs bezüglich der Erweiterungsabschnitte 17 falten, indem die hinteren Endbereiche der Frontseitenelemente 10 mit den Erweiterungsabschnitten 17 verbunden sind. In anderen Worten, eine Verformung der hinteren Endbereiche der Frontseitenelemente 10 wird auf der weiter hinten gelegenen Seite des Fahrzeugs bezüglich der Erweiterungsabschnitte verringert. Im Ergebnis ist es möglich, die Richtung der von den Erweiterungsabschnitten 17 aufgebrachten Belastung in die Richtung auf die Batterieträger 50 zu konzentrieren.
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Weiterhin ist es möglich, die Aufbringung der Last auf die Seite der Fahrzeugkarosserie, auf der sich der Fahrgastraum befindet, zu reduzieren durch die Verformung der Frontseitenelemente 10, wie oben erläutert wurde, so dass die auf die Batterieträger 50 aufgebrachte Last ausreichend absorbiert wird und weiterhin ein Zustand erreicht wird, in welchem die Aufbringrichtung der Aufprallbelastung auf die beabsichtigte Richtung eingestellt wird (die Rückseite des Fahrzeugs beispielsweise). In anderen Worten, die Lastaufbringung in einer unbeabsichtigten Richtung wird reduziert.
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Weiterhin verlaufen die Bodenflächenabschnitte 14 des Frontquerelements 40 mit einer Neigung auf der Unterseite des Fahrzeugs hin zu dessen Rückseite, wie in den 4 und 5 gezeigt ist, und die unteren Enden der hinteren Bereiche der Batterieträger 50 befinden sich weiter unten an dem Fahrzeug als die Bodenflächenabschnitte 14 der Frontseitenelemente 10. Man beachte, dass die hinteren Bereiche der Batterieträger 50, das sind die oberen Enden der Endbereiche näher an dem Batteriepack 40, weiter unten angeordnet sein können als die Bodenflächenabschnitte 14.
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Die auf die Frontseitenelemente 10 aufgebrachte Aufprallbelastung gelangt entlang der Neigung an der Unterseite des Fahrzeugs weiter aufgrund der geneigten Bodenflächenabschnitte 14 der Frontseitenelemente 10. Da andererseits die Batterieträger 50 tiefer liegen in Fahrzeughöhenrichtung als die Frontseitenelemente 10, ist es möglich, eine Beschädigung der Batterieträger 50 aufgrund der Aufprallbelastung zu reduzieren.
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Wenn die unteren Enden der hinteren Bereiche der Batterieträger 50 weiter oben am Fahrzeug gelegen sind als die Bodenflächenabschnitte 14 des Frontquerelements 60, wird die von dem Frontquerelement 60 zur Unterseite des Fahrzeugs hin einwirkende Aufpralllast in Richtung der Oberseite des Fahrzeugs geleitet, beginnend an den Batterieträgern 50. In einem solchen Fall bestünde die Möglichkeit, dass die Batterieträger 50 so gebogen werden, dass sie zur Oberseite des Fahrzeugs hin abstehen und dann beschädigt werden, so dass eine ausreichende Lastverteilung nicht erreicht würde. Aus diesem Grund ist die Anordnung der Batterieträger 50 in der oben beschriebenen Weise wirksam, um eine Beschädigung der Batterieträger 50 zu unterbinden.
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Weiterhin enthalten die Frontseitenelemente 10 dieser Ausführungsform die Bogenabschnitte 13, die auf der Innenseite in Fahrzeugbreitenrichtung ausgehend von den Zwischenbereichen in Fahrzeuglängsrichtung zur Rückseite des Fahrzeugs hin gebogen sind, wie in den 1 und 2 dargestellt ist. Die Bogen- oder Kurvenabschnitte 13 dieses Beispiels sind Teile, welche die Frontstreckabschnitte 11 und die hinteren Neigungsabschnitte 12 miteinander verbinden. Außerdem sind die Batterieträger 50 in Fahrzeugbreitenrichtung weiter innen angebracht als Referenzlinien L (2), die durch die Mitten der Frontseitenelemente 10 in Fahrzeugbreitenrichtung verlaufen. Bei diesem Beispiel ist eines der Bolzenlöcher 52 in dem Flachabschnitt 51 jedes Batterieträgers 50 auf der rechten Seite der Referenzlinie L (der Innenseite in Fahrzeugbreitenrichtung, links in 2) angeordnet.
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Da die hinteren Bereiche der Frontseitenelemente 10 zur Innenseite in Fahrzeugbreitenrichtung hin gekrümmt sind, wird die Last in Richtung der Rückseite des Fahrzeugs und der Innenseite in Fahrzeugbreitenrichtung geleitet. Da die verbundenen Bereiche zwischen den Batterieträgern 50 und den Frontseitenelementen 10 sich weiter innen als die Referenzlinien L befinden, wird die auf die Seite der Fahrzeugkarosserie einwirkende Belastung leichter auf das Batteriepack 40 aufgebracht. Daher ist es möglich, in wirksamer Weise die Aufprallbelastung auf das Batteriepack 40 zu leiten.
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Weiterhin ist an den unteren Bereichen der Erweiterungsabschnitt 17 ein Aufhängungsrahmen 75 angebracht, wie für diese Ausführungsform in den 6 und 7 gezeigt ist. Der Aufhängungsrahmen 75 ist ein Bauteil, welches sich in Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt. Bei diesem Beispiel sind äußere Bereiche der Oberseite des Aufhängungsrahmens 75 in Fahrzeugbreitenrichtung und untere Bereiche der Erweiterungsabschnitte 17 mittels bolzen oder dergleichen befestigt.
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Weiterhin ist der Aufhängungsrahmen 75 mit dem Frontbereich des Batteriepacks 40 verbunden. Hintere Bereiche der Außenabschnitte des Aufhängungsrahmens 75 in Fahrzeugbreitenrichtung stehen weiter nach hinten ab als der Zwischenbereich des Aufhängungsrahmens 75 in Fahrzeugbreitenrichtung. Die vorstehenden Bereiche sind mit dem Neigungsabschnitt 62 der Unterseite des Frontquerelements 60 mittels Bolzen 79 und dergleichen befestigt (7).
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Es ist möglich, eine Aufpralllast auf das Batteriepack 40 von den Erweiterungsabschnitten 17 über den Aufhängungsrahmen 75 aufzubringen, wenn die Belastung auf die Frontseitenelemente 10 aufgebracht wird, und zwar durch die Anbringung des Aufhängungsrahmens 75 in der oben beschriebenen Weise. Hiermit besteht die Möglichkeit, die Aufpralllast noch effektiver auf das Batteriepack 40 aufzubringen.
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Die Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform dient Anschauungszwecken zum Erläutern der Erfindung, sie sollen nicht den Schutzumfang der Erfindung gemäß den beigefügten Ansprüchen eingrenzen. Weiterhin sind Konfigurationen der Bauteile der vorliegenden Erfindung nicht beschränkt auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel, verschiedene Modifikationen sind innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche möglich.
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Obschon jedes Unterelement 41 konfiguriert ist durch das innere Unterelement 22 und das äußere Unterelement 27 dieser Ausführungsform, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können das innere Unterelement 22 und das äußere Unterelement 27 als ein Teil ausgebildet werden, wie dies in 8 gezeigt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Frontseitenelement
- 11
- Frontstreckabschnitt
- 12
- hinterer Neigungsabschnitt
- 12a
- Innenwand
- 12b
- Außenwand
- 12c
- Innenflansch
- 12d
- Außenflansch
- 13
- Bogenabschnitt
- 14
- Bodenflächenabschnitt
- 16
- Seitenstütze
- 16a
- Frontwand
- 16b
- Rückwand
- 16c
- Flansch
- 17
- Erweiterungsabschnitt
- 18
- Seitenschweller
- 21
- Unterelement
- 22
- Inneres Unterelement
- 22a
- Rückwand
- 22b
- Frontwand
- 22c
- Flansch
- 27
- Äußeres Unterelement
- 40
- Batteriepack
- 41
- Gehäusestreckteil
- 42
- Gehäuseneigungsteil
- 43
- Gehäuseeckteil
- 50
- Batterieträger
- 51
- Flachabschnitt
- 52
- Bolzenloch
- 60
- Frontquerelement
- 61
- Streckabschnitt
- 62
- Neigungsabschnitt
- 63
- Eckabschnitt
- 65
- Oberseitenelement
- 65a
- Oberflächenabschnitt
- 65b
- Rückwand
- 65c
- Flansch
- 66
- Unterseitenelement
- 66a
- Bodenabschnitt
- 66b
- Frontwand
- 66c
- Flansch
- 71
- Bodenblech
- 71A
- Bodentunnel
- 72
- Armaturenbrett-Unterplatte
- 73
- Radkastenblech
- 75
- Aufhängungsrahmen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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