CN110239328B - 车辆下部构造 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆下部构造，具备：设置于车室的地板下的电池包；骨架部件，所述骨架部件固定于所述壳体的底面，遍及所述壳体的车宽方向地延伸设置；第一延长骨架部件，所述第一延长骨架部件以能装卸的方式组装于所述骨架部件的所述车宽方向的一端，该延长骨架部件以该延长骨架部件的所述车宽方向的至少一个顶端比所述壳体的所述车宽方向的一端靠外侧的方式安装于所述骨架部件；以及第二延长骨架部件，所述第二延长骨架部件以能装卸的方式组装于所述骨架部件的所述车宽方向的另一端，该延长骨架部件以该延长骨架部件的所述车宽方向的至少一个顶端比所述壳体的所述车宽方向的另一端靠外侧的方式安装于所述骨架部件。

Description

车辆下部构造
技术领域
本发明涉及一种车辆下部构造。
背景技术
在电动汽车等使用旋转电机作为驱动源的车辆中，搭载电池(蓄电池)作为其电源。例如在日本特开2015-615中，在车辆后方的行李舱地板下配置电池包。
发明内容
为了在车辆的侧面碰撞(以下适当记载为侧撞)时保护电池包，考虑在电池包设置作为在车宽方向上延伸设置的骨架部件的电池横梁。
例如，为了使得在侧撞时障碍物(barrier)碰撞到电池包之前的阶段，电池横梁承受障碍物，而采用在电池包外设置电池横梁，进而使电池横梁的两侧端向比电池包的车宽方向的两侧端向车宽方向外侧伸出的构造。
在车辆的地板下设置电池包的情况下，若将伸出构造的电池横梁设置在电池包的上表面，则地板下的车辆构件可能会与电池横梁发生干涉而电池包向地板下的搭载会变得困难。因此考虑在电池包的底面设置电池横梁。
在上述构造中，在从电池横梁的(从电池包起的)伸出部分起到沿上方到达地板底面的空间配置有车辆构件的情况下，由于电池横梁的伸出部分，向该车辆构件的接触变得困难。例如当要从车辆底面向车辆构件接触时，在途中电池横梁为伸出形状，工具向车辆构件的***等变得困难。结果，在更换该车辆构件时可能会将电池包整体从地板拆下等，整备作业的效率会降低。本发明提供一种能够在抑制电池包周边的车辆构件的整备作业的效率降低的同时保护电池包的车辆下部构造。
本发明的第一技术方案涉及的车辆下部构造包括：设置于车室的地板下的电池包，所述电池包具备收纳电池堆叠体的壳体；骨架部件，所述骨架部件固定于所述壳体的底面，遍及所述壳体的车宽方向地延伸设置；第一延长骨架部件，所述第一延长骨架部件以能装卸的方式组装于所述骨架部件的所述车宽方向的一端，所述第一延长骨架部件以所述第一延长骨架部件的所述车宽方向的至少一个顶端比所述壳体的所述车宽方向的一端靠外侧的方式安装于所述骨架部件；以及第二延长骨架部件，所述第二延长骨架部件以能装卸的方式组装于所述骨架部件的所述车宽方向的另一端，所述第二延长骨架部件以所述第二延长骨架部件的所述车宽方向的至少一个顶端比所述壳体的所述车宽方向的另一端靠外侧的方式安装于所述骨架部件。
根据上述构成，各个延长骨架部件以能装卸的方式组装于骨架部件，因此仅卸下延长骨架部件便能够进行向配置在其上方的车辆构件的接触。
在上述技术方案中，车辆下部构造还可以具备臂托架，所述臂托架设置于所述第一延长骨架部件和所述第二延长骨架部件各自的上方，对拖臂的旋转轴进行支承。
臂托架在基于旋转轴机构的疲劳或损伤的更换、所谓的行走部分的调整时，能够被从车外进行接触并卸下。根据上述构成，在该卸下作业时，仅卸下延长骨架部件便能够进行向臂托架的接触，因此能够抑制卸下作业的效率降低。
在上述技术方案中，可以是，所述第一延长骨架部件和所述第二延长骨架部件通过螺栓紧固连结而组装于所述骨架部件。
根据上述构成，能够通过一般的工具将延长骨架部件卸下，因此能够抑制作业的繁杂化。
在上述技术方案中，可以是，所述骨架部件、所述第一延长骨架部件以及所述第二延长骨架部件分别具备在车宽方向上延伸设置的板材，可以是，以使得所述骨架部件的所述板材、所述第一延长骨架部件的所述板材以及所述第二延长骨架部件的所述板材的高度一致的方式，将所述第一延长骨架部件和所述第二延长骨架部件组装于所述骨架部件。
根据上述构成，在侧撞时延长骨架部件的板材承受侧撞载荷的情况下，侧撞载荷向该车宽方向内侧的骨架部件的板材传递。通过骨架部件和延长骨架部件来承受侧撞载荷，它们协作地顶向障碍物，因此能够抑制电池包的损伤。
在上述技术方案中，可以是，所述骨架部件的所述车宽方向的长度为所述壳体的所述车宽方向的长度以下。
根据本发明的技术方案，能够在抑制电池包周边的车辆构件的整备作业的效率降低的同时保护电池包。
附图说明
以下将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和产业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：
图1是例示出本实施方式涉及的车辆下部构造的分解立体图。
图2是对电池包的内部进行说明的分解立体图。
图3是例示出电池包的前方的紧固连结构造的分解立体图。
图4是例示出车辆下部后方的构造的立体图。
图5是例示出车辆下部后方的构造的仰视图。
图6是例示出车辆下部后方的构造的后视图。
图7是例示出伸出部脱离时的车辆下部后方的构造的立体图。
图8是例示出伸出部脱离时的车辆下部后方的构造的仰视图。
具体实施方式
参照图1～图8，对本实施方式涉及的车辆下部构造进行说明。此外在图1～图8中，用由记号FR表示的轴示出车辆前后方向(以下适当记载为车长方向)，用由记号RW表示的轴示出车辆宽度方向(以下适当记载为车宽方向)，用由记号UP表示的轴示出铅垂方向(以下适当记载为车高方向)。记号FR是Front(前)的缩写，车长方向轴FR以车辆前方为正方向。记号RW是Right Width(右宽度)的缩写，车宽方向轴RW以车宽右方向为正方向。另外车高方向轴UP以上方向为正方向。
在图1中例示出本实施方式涉及的车辆下部构造的分解立体图。本实施方式涉及的车辆下部构造例如搭载于电动汽车。
参照图1，本实施方式涉及的车辆下部构造具备电池包10、电池包骨架构造20、前纵梁40、后纵梁50、后横梁60以及拖臂机构70(参照图4)。此外在图1中，构成车室的底板面(地板面)的地板面板67(参照图3)省略了图示。
在本实施方式中的车辆下部构造中设置有用于维持车辆的刚性的骨架部件。具体而言，作为骨架部件，设置有一对前纵梁40、40和一对后纵梁50、50。进而在比一对前纵梁40、40靠车宽方向外侧处设置有一对门槛(rocker)61、61。如图1所示，这些骨架部件均在车长方向上延伸设置。
进而作为骨架部件，以将一对门槛61、61之间连接的方式设置有第一横梁62和第二横梁63。进而在其后方设置有中央地板横梁64。另外，以将一对后纵梁50、50之间连接的方式设置有后横梁60。如图1所示，这些骨架部件均在车宽方向上延伸设置。
前纵梁40是从车辆前端的前保险杆衬杠(未图示)经由前围挡板65在车长方向上延伸设置到车室的地板的骨架部件。前纵梁40在地板的车宽方向两侧设置有一对。一对前纵梁40、40在地板上设置于车宽方向外侧两端并在车长方向上延伸设置，与一对门槛61、61平行地延伸设置。
如图3所例示的那样，前纵梁40具备配置在地板面板67的上表面的前纵梁上部41和配置在地板面板67的下表面的前纵梁下部42。前纵梁上部41和前纵梁下部42在后视图中均为帽形状，以彼此的开口端重合的方式设置。进而使得各自的相当于帽形状的帽缘的凸缘41A、42A分别与地板面板67通过焊接等而接合。由此前纵梁40成为闭合截面构造。
另外，在前纵梁下部42的底壁42B形成有在其厚度方向(车高方向)上贯通了的开口42C。进而在前纵梁下部42的底壁42B上与开口42C的开口中心同轴地设置有焊接螺母43。如下所述，通过向该焊接螺母43拧入螺栓68，电池包10悬挂在前纵梁40而被支承。
参照图1，一对前纵梁40、40连接于一对后纵梁50、50。后纵梁50的前端连接于前纵梁40的后端，后纵梁50进而在车长方向上延伸设置到未图示的后保险杆衬杠。
参照图4，后纵梁50在车长方向前方具备升高部50A。升高部50A以向上方并且向后方描绘出曲线的方式弯曲。像这样通过后纵梁50向上方弯曲(升高)，在从升高部50A到后方部分的下方的部分确保了配置未图示的后悬架构件和/或车轴的空间。
另外，升高部50A不仅向后方并且向上方弯曲，也向车宽方向内侧弯曲。通过向车宽方向内侧弯曲，在后纵梁50的车宽方向外侧确保了配置后轮66的空间。
后纵梁50在后视图中为帽形状，以开口端朝向上方的方式配置。通过该开口端由后地板面板(未图示)覆盖而构成闭合截面构造。
在上述的骨架部件组装有各种构件。例如电池包10悬挂在一对前纵梁40、40和后横梁60而被支承。另外参照图4，作为悬架机构的一部分的拖臂机构70设置于后纵梁50。
拖臂机构70的旋转轴(枢轴)设置于后轮66的前方。例如成为拖臂机构70的旋转轴处于后纵梁50的内部的构造。
具体而言，后纵梁50的升高部50A的底壁被局部掏空，在该部位配置有向上呈凸面形状的支承罩(未图示)。该支承罩通过螺栓紧固连结等组装于升高部50A。
进而在支承罩的下表面组装有臂托架72。臂托架72是对拖臂71的旋转轴进行支承的支承部件。臂托架72是大致O字形状的框部件，成为旋转轴的螺栓74沿车宽方向***。
进而拖臂71的衬套73进入臂托架72的中央开口。通过向筒状的衬套73内***螺栓74而形成滑动轴承机构。进而拖臂71的车长方向后方端连接于未图示的后轴壳。
臂托架72的四角通过螺栓75A～75D紧固连结于支承罩(并经由支承罩紧固连结于升高部50A)。螺栓75A～75D例如可以是满足JIS等规格的通用的螺栓。
在为了整备、更换而将臂托架72和拖臂71从升高部50A卸下时，在通过未图示的升降机构使车辆升高后，从车辆底面向臂托架72的螺栓75A～75D***工具。
如下所述，在本实施方式涉及的车辆下部构造中，向比电池包10的壳体11靠车辆宽度方向外侧处伸出了作为延长骨架部件的伸出部23(也就是说，伸出部23的顶端位于比壳体11靠车辆宽度方向外侧处)，在其上方配置了臂托架72。因此，在卸下臂托架72时，作为之前的工序而进行将伸出部23从横梁托架(cross bracket)24卸下的作业。
参照图1，电池包10搭载于地板下(地板面板67下)。如以下所说明的那样，电池包10悬挂在一对前纵梁40、40而被支承。进而电池包10也经由后横梁60悬挂在一对后纵梁50、50而被支承。
电池包10构成为在俯视图中为遍及地板的几乎整个面那样的大小。具体而言，电池包10的车长方向从作为车室的前壁的前围挡板65延伸至后部座位下的后横梁60。另外电池包10的车宽方向尺寸形成为比一对前纵梁40、40之间的车宽方向间隔稍短的尺寸。
在图2中例示出电池包10的分解立体图。电池包10具备壳体11(壳体罩12和壳体托盘13)、电池堆叠体14以及包内横梁15。
电池堆叠体14在壳体11内收纳有多个。在一个电池堆叠体14中层叠有多个电池单元(未图示)。电池单元例如由镍氢二次电池、锂离子二次电池以及全固态电池等构成。
壳体11是收纳多个电池堆叠体14的框体，具备作为上部部件的壳体罩12和作为下部部件的壳体托盘13。壳体罩12和壳体托盘13均由铝板等金属薄板材料构成。
壳体罩12具备大致水平地延伸设置的上壁12A和连接于其周缘并向下方延伸设置的侧壁12B。进而在侧壁12B的下端设置有向车宽方向伸出并与壳体托盘13的连接凸缘13C连接的连接凸缘12C。
壳体托盘13形成为大致船形。壳体托盘13具备大致水平地延伸设置的底壁13A和连接于其周缘并向上方延伸设置的侧壁13B。进而在侧壁13B的上端设置有向车宽方向伸出并与壳体罩12的连接凸缘12C连接的连接凸缘13C。
在壳体托盘13的底壁13A的内表面(上表面)沿车长方向设置有多个包内横梁15。包内横梁15是保护电池包10的骨架部件，遍及壳体托盘13的底壁13A的车宽方向两端地延伸设置。
在壳体托盘13的底壁13A的外表面(底面)设置有电池包骨架构造20。电池包骨架构造20是与包内横梁15一起保护电池包10的骨架部件。
参照图4，电池包骨架构造20具备包外横梁21、包外梁22、伸出部23、横梁托架24以及包后托架25。
包外梁22是在车长方向上延伸设置的骨架部件。例如在壳体托盘13的底壁13A的外表面(底面)的车宽方向两端和中央分别设置包外梁22。包外梁22除了保护电池包10的车长方向的刚性以外，还具有将沿车长方向配置有多个的包外横梁21彼此连结的功能。
包外横梁21是固定于壳体托盘13的底壁13A的外表面(底面)并且遍及壳体11的车宽方向地延伸设置的骨架部件。包外横梁21在侧视图中为帽形状，该帽形状为上下颠倒的样子，其开放端由壳体托盘13的底壁13A的底面封闭。
另外，在车辆的侧撞时，为了将从电池包10的侧方接近的障碍物(barrier)挡在电池包10的跟前，除了图4所示的后端的包外横梁21B以外，包外横梁21的车宽方向两端均形成为比壳体11的车宽方向两端向外侧伸出(也就是说，在车宽方向上，包外横梁21的两端位于壳体11的两端的外侧)。具体而言，参照图2，包外横梁21形成为从壳体罩12的连接凸缘12C和壳体托盘13的连接凸缘13C的车宽方向两端进一步向车宽方向外侧伸出。
除了图4所示的包外横梁21A、21B以外，在包外横梁21的车宽方向两端还设置有在车高方向上贯通的开口29(参照图3)。向该开口29***螺栓68。该螺栓68也***套管69和前纵梁下部42的开口42C。进而螺栓68拧入设置于前纵梁下部42的焊接螺母43。由此，电池包10悬挂在前纵梁40而被支承。
另外，在车长方向最后端的包外横梁21B设置有作为比壳体11的后端向后方突出的延长部件的包后托架25。电池托架26的下端紧固连结于该包后托架25。进而电池托架26的上端紧固连结于后横梁60。由此，电池包10的后端经由电池托架26和后横梁60悬挂在后纵梁50而被支承。
最后端的包外横梁21B的前一个的包外横梁21A在其车宽方向两端具备横梁托架24和伸出部23。包外横梁21A整体上也就是说包括横梁托架24和伸出部23在内地成为比壳体11向车宽方向外侧伸出的构造，成为在侧撞时将障碍物挡在电池包10的跟前的构造。
在图6中例示出车辆下部构造的后视图。在该后视图中，在UP-RW截面中示出包外横梁21A、横梁托架24以及伸出部23。
包外横梁21A的车宽方向侧端部设置于比壳体托盘13的侧壁13B靠车宽方向内侧的位置。进而横梁托架24、24从包外横梁21A的车宽方向两侧端部向车宽方向外侧延伸设置。横梁托架24例如具备与包外横梁21A同等的强度。
横梁托架24在截面图中为Z形状，具备外侧凸缘24A、内侧凸缘24C以及将两者连结并在车高方向上延伸设置的连结部24B。外侧凸缘24A相对地设置于车宽方向外侧，是在车宽方向上延伸设置的板材。内侧凸缘24C相对地设置于车宽方向内侧，是在车宽方向上延伸设置的板材。
内侧凸缘24C是在车宽方向上延伸设置的板材，连接于包外横梁21A的底壁21A1，从该连接点向车宽方向外侧延伸设置。例如，如图6中的标号×所示，通过焊接等而内侧凸缘24C与底壁21A1接合。由此，包外横梁21A与横梁托架24以不能装卸的状态接合。基于这种情况，能够将包外横梁21A和横梁托架24视为单一的骨架部件
内侧凸缘24C的车宽方向外侧端部连接于连结部24B的下端。连结部24B的上端连接于外侧凸缘24A的车宽方向内侧端部。外侧凸缘24A向车宽方向外侧延伸设置。进而在该外侧端部形成有在车高方向上贯通的紧固连结孔24D。如下所述，该紧固连结孔24D与伸出部23的紧固连结孔23C对准，伸出部23通过螺栓27、螺母28而紧固连结于作为骨架部件的一部分的横梁托架24。
横梁托架24的车宽方向外侧端部例如可以形成为处于壳体11的车宽方向两端内。例如可以如图6的点划线所示那样，壳体11的连接凸缘12C、13C的车宽方向外侧端部与横梁托架24的车宽方向外侧端部在车宽方向上一致。
另外，因在组装上难以使两者的尺寸严格一致，所以允许组装公差，从而可以设为横梁托架24没有实质上从壳体11向车宽方向外侧伸出的形态。例如从壳体11的车宽方向端部起的1mm以上且10mm以下左右的伸出实质上不会妨碍臂托架72的螺栓75A～75D的卸下，所以可以允许这样的些许伸出(组装公差)。
伸出部23是以能装卸的方式组装于作为骨架部件的一部分的横梁托架24的车宽方向外侧端部，且比壳体11的车宽方向两端向车宽方向外侧伸出的延长骨架部件。伸出部23例如可以如图4所例示的那样是在侧视图中为矩形形状的骨架部件。如图6所例示的那样，伸出部23均为在车宽方向上延伸设置的板材，具备下凸缘23A、上凸缘23D以及将两者连接的纵壁23E。
在下凸缘23A的车宽方向内侧形成有在车高方向上贯通的***孔23B。另外，在上凸缘23D的位于***孔23B的上方处，紧固连结孔23C以与***孔23B对应的方式在车高方向上贯通。
在将伸出部23组装于横梁托架24时，使上凸缘23D的紧固连结孔23C与横梁托架24的紧固连结孔24D对准。进而使螺栓27经由下凸缘23A的***孔23B***上凸缘23D的紧固连结孔23C和横梁托架24的紧固连结孔24D。在横梁托架24设置有焊接螺母等螺母28，通过螺栓27拧入该螺母28，伸出部23紧固连结(螺栓紧固连结)于横梁托架24。
这样，伸出部23与横梁托架24的组装和卸下通过作为通用的紧固连结构件的螺栓27和螺母28来进行，由此在该组装和卸下作业时不需要专用的工具。
另外，可以以伸出部23的上凸缘23D与下凸缘23A的分离距离H1和横梁托架24的外侧凸缘24A与内侧凸缘24C的分离距离H2相等的方式形成各部件。通过这样的构成，在将伸出部23组装到了横梁托架24时，相应地在车宽方向上延伸设置的伸出部23的下凸缘23A与包外横梁21A的底壁21A1的车高位置(高度)一致。换言之，下凸缘23A与底壁21A1配置在同一平面上。
通过使下凸缘23A与底壁21A1的车高位置一致，在车辆侧撞时，来自障碍物的侧撞载荷从伸出部23的下凸缘23A隔着横梁托架24而沿延伸设置方向地向包外横梁21A的底壁21A1传递。由此，伸出部23和包外横梁21A协作地顶向障碍物以阻止障碍物的进入，防止障碍物向电池包10的碰撞。
另外，为了使从下凸缘23A向内侧凸缘24C的载荷传递顺利地进行，在本实施方式涉及的车辆下部构造中，以躲避下凸缘23A的方式进行基于螺栓27和螺母28的紧固连结。
在假设通过遍及下凸缘23A和上凸缘23D的较长的螺栓27而拧入了螺母28的情况下，输入到上凸缘23D和下凸缘23A的侧撞载荷由螺栓27的轴承受。当输入到上凸缘23D和下凸缘23A的侧撞载荷存在差异时，根据分别输入到螺栓27的轴的载荷(剪切载荷)的差异，螺栓27的轴可能会发生变形或断裂。
当螺栓27发生变形时，伸出部23的下凸缘23A与包外横梁21A的底壁21A1的车高位置可能会偏离。另外当螺栓27断裂时，伸出部23可能会脱落。因此在本实施方式中，仅使下凸缘23A和上凸缘23D中的上凸缘23D进行螺栓紧固连结，而成为使侧撞时的从伸出部23向横梁托架24的载荷传递顺利地进行的构造。
在图5中例示出本实施方式涉及的车辆下部构造的仰视图。在仰视图中，伸出部23配置在臂托架72的跟前。将臂托架72紧固连结于后纵梁50的螺栓75A～75D中的尤其是螺栓75D的一部分与伸出部23在仰视图中重叠，螺栓75D的工具的***被伸出部23遮挡。
在图7、图8中例示出从横梁托架24卸下伸出部23时的情形。尤其是如图8所示，通过卸下伸出部23，能够实现向将臂托架72紧固连结于后纵梁50的所有螺栓75A～75D的接触(工具的***)。
像这样，在本实施方式中，仅卸下伸出部23便能够进行向处于其上方的车辆构件的接触。因此，例如在该车辆构件的卸下、安装时，与卸下电池包10等作业相比抑制了作业负担的增加。另外，通过具备向电池包10的车宽方向外侧伸出的骨架部件(和延长骨架部件)，降低了在侧撞时障碍物碰撞到电池包10的可能性。

Claims (5)

1.一种车辆下部构造，其特征在于，包括：
设置于车室的地板下的电池包，所述电池包具备收纳电池堆叠体的壳体；
骨架部件，所述骨架部件固定于所述壳体的底面，遍及所述壳体的车宽方向地延伸设置；
第一延长骨架部件，所述第一延长骨架部件以能装卸的方式组装于所述骨架部件的所述车宽方向的一端，所述第一延长骨架部件以所述第一延长骨架部件的所述车宽方向的至少一个顶端比所述壳体的所述车宽方向的一端靠外侧的方式安装于所述骨架部件；以及
第二延长骨架部件，所述第二延长骨架部件以能装卸的方式组装于所述骨架部件的所述车宽方向的另一端，所述第二延长骨架部件以所述第二延长骨架部件的所述车宽方向的至少一个顶端比所述壳体的所述车宽方向的另一端靠外侧的方式安装于所述骨架部件，
还包括臂托架，所述臂托架设置于所述第一延长骨架部件和所述第二延长骨架部件各自的上方，对拖臂的旋转轴进行支承。
2.一种车辆下部构造，其特征在于，包括：
设置于车室的地板下的电池包，所述电池包具备收纳电池堆叠体的壳体；
骨架部件，所述骨架部件固定于所述壳体的底面，遍及所述壳体的车宽方向地延伸设置；
第一延长骨架部件，所述第一延长骨架部件以能装卸的方式组装于所述骨架部件的所述车宽方向的一端，所述第一延长骨架部件以所述第一延长骨架部件的所述车宽方向的至少一个顶端比所述壳体的所述车宽方向的一端靠外侧的方式安装于所述骨架部件；以及
第二延长骨架部件，所述第二延长骨架部件以能装卸的方式组装于所述骨架部件的所述车宽方向的另一端，所述第二延长骨架部件以所述第二延长骨架部件的所述车宽方向的至少一个顶端比所述壳体的所述车宽方向的另一端靠外侧的方式安装于所述骨架部件，
所述骨架部件、所述第一延长骨架部件以及所述第二延长骨架部件分别具备在车宽方向上延伸设置的板材，
以使得所述骨架部件的所述板材、所述第一延长骨架部件的所述板材以及所述第二延长骨架部件的所述板材的高度一致的方式，将所述第一延长骨架部件和所述第二延长骨架部件组装于所述骨架部件。
3.根据权利要求2所述的车辆下部构造，其特征在于，
还包括臂托架，所述臂托架设置于所述第一延长骨架部件和所述第二延长骨架部件各自的上方，对拖臂的旋转轴进行支承。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的车辆下部构造，其特征在于，
所述第一延长骨架部件和所述第二延长骨架部件通过螺栓紧固连结而组装于所述骨架部件。
5.根据权利要求1或2所述的车辆下部构造，其特征在于，
所述骨架部件的所述车宽方向的长度为所述壳体的所述车宽方向的长度以下。
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