JP2017204386A - 車両床下構造 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリパックへの衝突荷重入力時に、セルモジュールの形状に関わらずにセルモジュールへの影響を抑制することができる車両床下構造を得る。【解決手段】車両床下構造は、車両１０の床下かつ左右一対のロッカ１２の間に設けられたバッテリパック２２と、バッテリパック２２の内部に車両幅方向に離間して複数設けられたセルモジュール４６と、バッテリパック２２の車両幅方向にて隣合う一方のセルモジュール４６と他方のセルモジュール４６との間に配置されると共に、車両側面衝突時にバッテリパック２２の車両幅方向の一端部に衝突荷重が入力された場合に圧縮変形の起点となる変形起点部９４を有しかつ変形起点部９４から圧縮変形して衝突荷重を吸収する衝撃吸収部９２と、を有している。【選択図】図２

Description

本発明は、車両床下構造に関する。

下記特許文献１には、電池パックが開示されている。この電池パックは、内部に円筒状とされた複数のセルモジュールが設けられていると共に、隣接するセルモジュール同士が当接する構成とされている。この複数のセルモジュール同士の当接部分は、セルモジュールの中心軸に対してオフセットされている。これにより、電池パックに衝突荷重が加わると、セルモジュールの当接部分にて垂直に加えられる力が分散されてセルモジュールの破損が抑制される。

特開２００８−２２６５４４号公報

しかしながら、特許文献１に開示された構成では、円筒状のセルモジュールに限られており、セルモジュールが円筒状以外の形状の場合は、セルモジュールの当接部分にて垂直に加えられる力が分散されない可能性がある。したがって、上記先行技術はこの点で改良の余地がある。

本発明は上記問題を考慮し、バッテリパックへの衝突荷重入力時に、セルモジュールの形状に関わらずにセルモジュールへの影響を抑制することができる車両床下構造を得ることを目的とする。

請求項１記載の発明に係る車両床下構造は、車両の床下かつ左右一対のロッカの間に設けられたバッテリパックと、前記バッテリパックの内部に車両幅方向に離間して複数設けられたセルモジュールと、前記バッテリパックの車両幅方向にて隣合う前記セルモジュールの間に配置されると共に、車両側面衝突時に前記バッテリパックの車両幅方向の一端部に衝突荷重が入力された場合に圧縮変形の起点となる変形起点部を有しかつ当該変形起点部から圧縮変形して前記衝突荷重を吸収する衝撃吸収部と、を有している。

請求項１記載の発明によれば、バッテリパックの内部に設けられた車両幅方向にて隣合うセルモジュールの間には、変形起点部を備えた衝撃吸収部が設けられている。したがって、車両側突時に一方のロッカからバッテリパックの車両幅方向の一端部に衝突荷重が入力された際に、一方のセルモジュールが対向する他方のセルモジュールへと近接するように移動しても、変形起点部を起点として衝撃吸収部が圧縮変形することで、衝突荷重が吸収されて一方のセルモジュールのそれ以上の移動が抑制される。つまり、セルモジュール同士の接触によるセルモジュールの破損を抑制することができる。

請求項１記載の本発明に係る車両床下構造は、バッテリパックへの衝突荷重入力時に、セルモジュールの形状に関わらずにセルモジュールへの影響を抑制することができるという優れた効果を有する。

一実施形態に係る車両床下構造を有する車両の床部の一部を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿って切断した状態を示す断面図である。 一実施形態に係る車両床下構造の要部を示す底面図である。 図２に対して車両側突時の状態を示す断面図である。

以下、図１〜４を用いて、本発明に係る車両床下構造の一実施形態について説明する。なお、これらの図において示される矢印ＦＲは車両前後方向前側、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側、矢印ＵＰは車両上下方向上側をそれぞれ示す。

図１に示されるように、車両１０の車両幅方向外側には、左右一対に設けられたロッカ１２が設けられていると共に、この一方のロッカ１２と他方のロッカ１２との間には、フロアパネル１４が設けられている（図２参照。なお、図１では要部をわかり易くするめフロアパネル１４を省略している）。車両１０の床下、すなわちフロアパネル１４の車両下方側には、燃料タンク１６、インレットパイプ１８、排気管２０及びバッテリパック２２が取り付けられている。燃料タンク１６は、乗員が着座するフロントシート２４の車両下方側かつフロントシート２４における運転席２６と助手席２８との間を略中心として配置されており、フロアパネル１４の車両下面側に図示しないタンクバンドを介して取り付けられている。

車両１０の後方側には、左右一対のリヤタイヤ３０が設けられていると共に、一方側のリヤタイヤ３０の車両上方側の車体には、給油口３２が設けられている。この給油口３２と燃料タンク１６とは、インレットパイプ１８によって接続されている。インレットパイプ１８は、給油口３２から図示しないホイルハウスパネルに沿って車両下方側へ配策された後、フロアパネル１４の車両下側面かつ車両幅方向略中央へ向かって配設されたパイプ後部１９と、パイプ後部１９の車両前方側に配置されフロアパネル１４の車両下側面かつ車両幅方向略中央に沿って車両前方側へと配置されたパイプ前部２１とを有している。なお、パイプ前部２１は、燃料タンク１６の車両後方側に接続されている。これにより、給油口３２に給油された図示しない燃料は、インレットパイプ１８の内部を通って燃料タンク１６の内部へと送られる。

排気管２０は、フロアパネル１４の車両下方側に設けられると共に、車両前方側に設けられた図示しないエンジンから車両後方側へ向かって配設されている。具体的には、排気管２０は、エンジンから車両幅方向略中央に沿って車両後方側へと配設された排気管前方部３４と、排気管前方部３４の車両後方側に配置されると共に燃料タンク１６の車両幅方向外側における運転席２６側に沿って迂回するように配設されたタンク迂回部３６と、タンク迂回部３６の車両後方側に配置されると共に車両幅方向略中央かつインレットパイプ１８及びバッテリパック２２の車両下方側に配置され（図２参照）、車両後方側へ延設された排気管後方部３８とを有している。排気管後方部３８の後端には、フロアパネル１４の車両下方側に配置されたサイレンサ４０が接続されている。

バッテリパック２２は、燃料タンク１６の車両後方側に設けられている。このバッテリパック２２は、図２に示されるように、車両正面視で略ハット型断面とされたバッテリパック構成部材４２の開口部同士を向かい合わせることで、車両平面視で略矩形（図１参照）の略箱状に形成されていると共に、フロアパネル１４の車両下方側かつ一方のロッカ１２と他方のロッカ１２との間に配置されている。

また、バッテリパック２２には、車両幅方向略中央を中心として左右一対に設けられたセルモジュール収容部４４が設けられている。一方のセルモジュール収容部４４と他方のセルモジュール収容部４４とは、車両幅方向で離間して設けられている。そして、それぞれのセルモジュール収容部４４の内部には、車両平面視で長手方向を車両幅方向に沿って配置させると共に、車両前後方向に離間させて複数配置されたセルモジュール４６が図示しない締結手段を介して取り付けられている（図１参照）。

セルモジュール４６は、図３に示されるように車両平面視で略矩形の箱型に形成された外装缶に被覆されたリチウムイオン電池やニッケル水素電池等とされている。この複数のセルモジュール４６は、車両平面視で長手方向を車両幅方向に沿って配置させると共に、車両前後方向に離間させて配置されている。

バッテリパック２２の車両下方側には、左右一対のバッテリバンド４８が設けられている。このバッテリバンド４８は、金属製の板材にて構成されかつ一方のセルモジュール収容部４４の車両下方側と他方のセルモジュール収容部４４の車両下方側とにそれぞれ設けられており、車両前後方向に沿って延設されている。また、バッテリバンド４８におけるバッテリパック２２の底部と当接する箇所は、溶接によって接合されている。さらに、バッテリバンド４８の前端部５０は、バッテリパック２２の車両前方側に設けられた車両幅方向に沿って延設されたフロアクロスメンバ５２に車両下方側から図示しない締結具によって締結されている。同様に、バッテリバンド４８の後端部５４は、バッテリパック２２の車両後方側に設けられた車両幅方向に沿って延設されたリヤサスメンバ５６に車両下方側から挿通される図示しない締結具によって締結されている（図１参照）。

また、バッテリパック２２には、複数のボルト締結部５８が形成されている。このボルト締結部５８は、一方のセルモジュール４６とこれの車両前後方向に隣接する他方のセルモジュール４６との間かつバッテリバンド４８の車両幅方向外側に左右一対に設けられており、ボルト締結部５８の車両下方側には、ボルト座面６０が形成されている。このボルト座面６０には、車両上下方向に貫通された図示しない貫通孔が形成されていると共に、ボルト座面６０の裏面（車両上方側面）には、車両上下方向に沿って延設された円筒状のカラー６２が取り付けられている。このカラー６２の上端部６４は、バッテリパック２２の上壁部６６より車両上方に突出していると共に、フロアパネル１４の車両下側面６８に当接されている。なお、ボルト座面６０の貫通孔とカラー６２の内部のボルト挿通孔７０とは、略同一軸上に配置されている。

フロアパネル１４におけるカラー６２の上端部６４に対応した部位には、締結孔７２とナット７４とフロアメンバ７６とが設けられている。締結孔７２は、フロアパネル１４に車両上下方向で貫通されていると共に、カラー６２のボルト挿通孔７０と略同一軸上に配置されている。また、ナット７４は、フロアパネル１４の車両上側面７８に溶接等にて取り付けられていると共に、ナット７４の内部の締結孔がカラー６２のボルト挿通孔７０と略同一軸上になるように配置されている。さらに、フロアメンバ７６は、車両正面視で断面が車両下方側へ開口した略ハット型形状に形成されていると共に、断面内部にナット７４を収めた状態でフロアパネル１４の車両上側面７８に溶接等にて取り付けられている。

ボルト締結部５８に締結ボルト８０が車両下方側から挿通されると共に締結ボルト８０をナット７４と締結することで、バッテリパック２２はフロアパネル１４に固定されている。

バッテリパック２２の車両幅方向外側には、左右一対のロッカブラケット８２が車両前後方向に複数設けられている。このロッカブラケット８２は、車両正面視で略Ｌ字状に形成された板材とされていると共に、車両幅方向内側の端部８４がバッテリパック２２の車両幅方向外側に形成されたフランジ部８６に車両下方側からボルト８７及びナット８９を締結することで取り付けられている。また、ロッカブラケット８２の車両幅方向外側の端部８８は、ロッカ１２の車両下方側のフランジ部９０に車両幅方向内側から図示しない締結具により取り付けられている。つまり、ロッカブラケット８２は、バッテリパック２２とロッカ１２とを車両幅方向に連結している。

バッテリパック２２の車両幅方向略中央には、衝撃吸収部９２が形成されている。具体的には、衝撃吸収部９２は一方のセルモジュール収容部４４と他方のセルモジュール収容部４４との間に形成されていると共に、バッテリパック２２の他の部分を構成する壁部よりも薄い板厚とされた薄壁９３により構成されている。なお、衝撃吸収部９２には変形起点部９４が設けられており、この変形起点部９４は、衝撃吸収部９２の車両幅方向外側、すなわち、衝撃吸収部９２における薄壁９３の車両幅方向外側の端部とされている。これにより、バッテリパック２２の車両幅方向外側のフランジ部８６から車両幅方向内側へと入力される衝突荷重は、変形起点部９４に集中し易くなるため、車両側突時は、この変形起点部９４を起点として衝撃吸収部９２が車両幅方向に圧縮変形される。

衝撃吸収部９２の車両幅方向略中央には、第一収容溝９６と、第二収容溝９８とが形成されている。第一収容溝９６は、衝撃吸収部９２の車両下方側壁部１００に車両前後方向に沿って延設されていると共に、車両正面視で車両上方側へ凹んだ凹形状に形成されている。この第一収容溝９６内には、排気管２０の排気管後方部３８が設けられている。

第二収容溝９８は、衝撃吸収部９２の車両上方側壁部１０２に車両前後方向に沿って延設されていると共に、車両正面視で車両下方側へ凹んだ凹形状に形成されている。この第二収容溝９８の車両上方側のフロアパネル１４は、車両上方側へ凹んだ凹形状に形成されている。また、第二収容溝９８とフロアパネル１４との間には、インレットパイプ１８が設けられている。

次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

本実施形態では、図２に示されるように、バッテリパック２２の内部に設けられた車両幅方向にて隣合う一方のセルモジュール４６と他方のセルモジュール４６との間には、変形起点部９４を備えた衝撃吸収部９２が設けられている。したがって、図４に示されるように、車両側突時に一方のロッカ１２からバッテリパック２２の車両幅方向の一端部に衝突荷重が入力された際に、一方のセルモジュール４６が対向する他方のセルモジュール４６へと近接するように移動しても、変形起点部９４を起点として衝撃吸収部９２が圧縮変形することで、衝突荷重が吸収されて一方のセルモジュール４６のそれ以上の移動が抑制される。つまり、セルモジュール４６同士の接触によるセルモジュール４６の破損を抑制することができる。これにより、バッテリパック２２への荷重入力時に、セルモジュール４６の形状に関わらずにセルモジュール４６への影響を抑制することができる。

また、バッテリパック２２の第一収容溝９６に排気管２０を設けることで、バッテリパック２２の車両幅方向外側を迂回するように排気管２０を配設する必要がないため、排気管２０をエンジンからサイレンサ４０までより直線状に配設することができる。したがって、排気管２０が屈曲することによる排気抵抗を少なくすることができるので、エンジンの出力の向上に寄与することができる。

さらに、バッテリパック２２は、フロアパネル１４に設けられたフロアクロスメンバ５２及びリヤサスメンバ５６並びにフロアパネル１４に取り付けられたナット７４に、締結ボルト８０等の締結具によって車両下方側から直接的に締結されている。したがって、部品点数を低減でき、組み付け性を向上させることができる。

さらにまた、バッテリパック２２は、フロアパネル１４に直接的に取り付けられていることから、フロアパネル１４の質量にバッテリパック２２の質量が付加される。したがって、フロアパネル１４は、質量が変更されてフロアパネル１４の固有振動数とずらされる。これにより、特定の振動数の振動に対するフロアパネル１４の共振を防止又は効果的に抑制することができる。

なお、本実施形態では、変形起点部９４は、衝撃吸収部９２における薄壁９３の車両幅方向外側、つまり板厚を変化させることで衝突荷重が集中して圧縮変形の起点となる構成とされているが、これに限らず、切欠きを形成したり、衝突荷重が集中しやすい形状を設けるなどその他の構成としてもよい。

また、セルモジュール４６は、略矩形の箱型に形成されているが、これに限らず、円筒状などその他の形状に形成されていてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０ 車両
１２ ロッカ
２２ バッテリパック
４６ セルモジュール
９２ 衝撃吸収部
９４ 変形起点部

Claims (1)

1. 車両の床下かつ左右一対のロッカの間に設けられたバッテリパックと、
   前記バッテリパックの内部に車両幅方向に離間して複数設けられたセルモジュールと、
   前記バッテリパックの車両幅方向にて隣合う前記セルモジュールの間に配置されると共に、車両側面衝突時に前記バッテリパックの車両幅方向の一端部に衝突荷重が入力された場合に圧縮変形の起点となる変形起点部を有しかつ当該変形起点部から圧縮変形して前記衝突荷重を吸収する衝撃吸収部と、
   を有する車両床下構造。