CN112455548A - 车辆下部结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆下部结构，其在一对下边梁之间具备电源组件和能量吸收构件，且将能量吸收构件牢固地固定在下边梁上。本说明书公开的车辆下部结构具备一对下边梁(10)、电源组件(40)、一对能量吸收构件(20)。电源组件(40)被配置于一对下边梁之间。一对能量吸收构件(20)分别与电源组件(40)连结，并且分别与一对下边梁(20)通过螺栓(31)而被固定。能量吸收构件(20)具有与螺栓(31)的轴线交叉的上板(21)和下板(22)，并且具有对上板(21)和下板(22)进行连结的纵板(23)。在从螺栓(31)的轴线方向观察时螺栓(31)的头部(31a)与纵板(23)重叠，或者在从轴线方向观察时被螺栓(31)插穿的垫圈(33)与纵板(23)重叠。

Description

车辆下部结构
技术领域
本说明书所公开的技术涉及一种车辆下部结构。尤其是涉及一种在一对下边梁之间配置有电源组件的车辆的下部结构。
背景技术
在电动汽车中，存在向行驶用的电机供给电力的电源组件被配置于一对下边梁之间的情况。另外，电源组件为蓄电池、燃料电池等。一对下边梁为，在车身的各个侧方下部处于车辆的前后方向上延伸的框架。下边梁有时被称为门槛。
为了保护电源组件不受侧方碰撞的冲击，存在沿着下边梁而配置有对冲击的能量进行吸收的部件(能量吸收构件)的情况。在日本特开2018-75939号公报(文献1)、日本特开2019-6303号公报(文献2)、日本特开2013-256265号公报(文献3)中，公开了能量吸收构件的一个示例。
在文献1的电动汽车中，电源组件被固定在侧面构件上。
发明内容
当将电源组件固定在侧面构件上时，由于电源组件和侧面构件会在地板面板与地面之间发生重叠，因此会使得地板面板的地上高度增高。而如果能够将电源组件固定在能量吸收构件上，则在电源组件之下(或者之上)就无需侧面构件，从而能够将地板面板的离地间隙抑制为较低。为了利用能量吸收构件而稳固地对具有重量的电源组件进行支承，从而需要将能量吸收构件牢固地固定在下边梁上。
本说明书所公开的车辆下部结构具备一对下边梁、电源组件、一对能量吸收构件。一对下边梁分别在车身的各个侧方的下方处于车辆前后方向上延伸。电源组件被配置于一对下边梁之间。一对能量吸收构件分别与电源组件被连结，并且利用螺栓而分别与一对下边梁被结合。
能量吸收构件为中空的梁。能量吸收构件具有与螺栓的轴线交叉的上板和下板、并且具有对上板和下板进行连结的纵板。在从螺栓的轴线方向进行观察时螺栓的头部与纵板重叠，或者，在从轴线方向进行观察时被螺栓插穿的垫圈与纵板重叠。
能量吸收构件具有中空结构，从而在发生侧方碰撞时能够压溃而对碰撞能量进行吸收。能量吸收构件利用螺栓而被结合在下边梁上。在能量吸收构件为单纯的中空结构的情况下，如果利用螺栓而紧固地结合，则能量吸收构件将会压溃。因此，在能量吸收构件的内部设置对上板和下板进行连结的纵板。纵板在从螺栓的轴线方向进行观察时与螺栓的头部重叠，或者，在从轴线方向进行观察时与被螺栓插穿的垫圈重叠。由于结合的力会直接被传递至纵板上，因此中空的能量吸收构件不会发生压溃，从而能量吸收构件会0被牢固地固定在下边梁上。
本说明书所公开的技术的详细内容和进一步的改良将在以下的“具体实施方式”中进行说明。
附图说明
图1为车身的立体图。
图2为以图1的平面II所切割的车身的剖视图。
图3为螺栓的周边的仰视图。
具体实施方式
参照附图来对实施例的车辆下部结构3进行说明。在图1中对车辆的车身2的立体图进行了图示。另外，图1的坐标系的“Left”表示从车辆的后方对前方进行观察时的“左”。在以后的附图中，坐标系的“Left”的意思也相同。
车身2具备一对下边梁10。一对下边梁10分别被配置在车身2的车辆宽度方向的各个侧方下部处。下边梁10为细长形状，其在车辆的前后方向上延伸。一对下边梁10为对车身的强度进行保持的框架的一种。下边梁10通过金属(典型而言为铝)的挤压成形而被制作出。
在一对下边梁10之间，配置有电源组件40和地板面板50。电源组件40内置有多个单电池。多个单电池被串联连接，从而能够进行高电压的输出。电源组件40向未图示的行驶用电机供给电力。
地板面板50相当于车厢的地板。地板面板50的两侧各自被固定在各自的一对下边梁10上。电源组件40被配置在地板面板50之下。虽然详细内容将在下文中叙述，但沿着下边梁10而配置有能量吸收构件(在图1中未图示)，电源组件40经由能量吸收构件而被一对下边梁10支承。在下文中，为了便于说明，从而将能量吸收构件称为EA构件(EnergyAbsorbing构件)。
在图2中对由图1的平面II将车身2进行了切割的截面进行表示。图2表示车身2的左侧的车辆下部结构3。车身2为左右对称，从而车身2的右侧的车辆下部结构也与图2相同。因此，对车身2的右侧的车辆下部结构省略说明。
对车辆下部结构3进行概述。下边梁10由下边梁内面板11和下边梁外面板12而构成。下边梁内面板11和下边梁外面板12分别具有在上下方向上延伸的凸缘，且利用相互的凸缘面而被焊接在一起。下边梁10具有在车辆前后方向上延伸的中空的方体形状。在下边梁内面板11的底板13的内侧固定有螺母32。螺母32在对下边梁内面板11和下边梁外面板12进行焊接之前而先被焊接在下边梁内面板11上。
在下边梁外面板12之下配置有EA构件29(能量吸收构件29)，在下边梁内面板11之下配置有EA构件20(能量吸收构件20)。EA构件20、29均呈中空的方体形状。即，EA构件20、29均为中空的梁。如前文所述，图2示出了车身2的左下的结构，车身2的右下的结构也与图2相同。即，实施例的车辆下部结构具备一对下边梁10和一对EA构件20。EA构件分别沿着对应的下边梁10而被配置。
在EA构件20的车身中心侧(车辆宽度方向的中心侧)处配置有电源组件40。换而言之，电源组件40被配置在一对EA构件20(一对下边梁10)之间。EA构件20通过螺栓31和螺母32而被结合在下边梁10(下边梁内面板11)上。另外，电源组件40也与下边梁10和EA构件20一同利用螺栓31和螺母32而被结合。虽然下边梁10、EA构件20和电源组件40利用多个螺栓而被结合，但在图2中仅示出了一根螺栓31。多个螺栓沿着车辆前后方向而被排列配置成一列。
地板面板50对EA构件20的车辆中心侧的一部分和电源组件40进行覆盖。EA构件20的剩余部分位于下边梁10之下。地板面板50被固定在下边梁10(下边梁内面板11)上。
EA构件29被配置在EA构件20的车辆宽度方向的外侧处。EA构件29以夹着下边梁内面板11和下边梁外面板12的下侧的凸缘的方式而与EA构件20对置。EA构件20、29对车辆发生侧方碰撞时的能量进行吸收，从而对电源组件40进行保护。
EA构件20、29由于通过碰撞的冲击而在车辆宽度方向上压溃，从而对碰撞能量进行吸收。虽然下边梁10也有助于碰撞能量的吸收，但仅通过下边梁10是无法将碰撞能量充分吸收尽的。因此，沿着下边梁10对中空的EA构件20、29进行配置。为了避开下边梁内面板11和下边梁外面板12的下侧的凸缘并在车辆宽度方向上确保适当的宽度(EA构件的宽度)，从而采用了两个EA构件20、29。
EA构件20、29的强度通过模拟等而预先被决定，以便高效地对碰撞能量进行吸收。EA构件20、29的强度被设定为，至少与电源组件40的强度相比而较低。
对于EA构件20进行详细说明。如前文所述，EA构件20呈中空的方体形状。换而言之，EA构件为中空的梁。因此，EA构件20的利用与车辆前后方向交叉的平面而被切割出的截面形状与车辆前后方向的位置无关地为相同。EA构件20通过金属(典型而言而铝)的挤压成形而被制作出。
EA构件20由上板21、下板22、几个纵板23、24、25、26、几个斜板27而构成。上板21和下板22与螺栓31的轴线交叉。在上板21和下板22上设置有供螺栓31穿过的贯穿孔。纵板23、24、25、26对上板21和下板22进行连结。在图2中，对几个纵板省略了符号。
在相邻的一对纵板之间配置有斜板27。斜板27从相邻的纵板中的、一方的纵板的上端起朝向另一方的纵板的下端而延伸。斜板27对截面的外形形状为矩形的EA构件20发生倾斜变形的情况进行抑制。
电源组件40被粘合在靠近车辆的中心的纵板26上。电源组件40具备电源主体41和底支承板42，所述底支承板42被固定在电源主体41的底部。在纵板26上粘合有电源主体41。虽然详细内容将在下文中叙述，但底支承板42延伸至与螺栓31相比靠外侧(车辆宽度方向的外侧)为止，并与EA构件20一同通过螺栓31而被结合在下边梁10上。在螺栓31的头部31a与下板22(底支承板42)之间配置有垫圈33。在垫圈33中插穿有螺栓31。
在图2的下方示出了螺栓31的周边的放大图。在螺栓31的两侧(车辆宽度方向的两侧)处配置有纵板23。在从螺栓31的轴线方向(上下方向)进行观察时，纵板23与螺母32、头部31a、垫圈33重叠。在图3中示出了螺栓31的周边的仰视图。在图3中，由于纵板23、24、25隐藏在下板22处，因此以虚线来进行了描绘。如在图3中被良好地示出的那样，在从螺栓31的轴线方向(上下方向)进行观察时，纵板23与头部31a、垫圈33、螺母32重叠(在图3中，螺母32与头部31a重叠)。另外，在从螺栓31的轴线方向进行观察时，其他的纵板24-26从螺栓31分离，而并不与头部31a、垫圈33、螺母32重叠。
由于纵板23与螺栓31的头部31a、垫圈33、螺母32重叠，因此螺栓31的紧固力会直接被施加至纵板23上。纵板23防止由螺栓31的紧固力所导致的上板21和下板22的变形。因此，中空的EA构件20不会由于螺栓31的紧固力而压溃，从而EA构件20被牢固地固定在下边梁10上。一对纵板23以夹着螺栓31的方式而被配置的结构也对上板21和下板22的变形抑制有所贡献。
此外，螺栓31的两侧的纵板23的厚度T1与其他的纵板24的厚度T2及纵板25的厚度T3相比而较大。厚度T1与纵板26的厚度相比而较大。由于与螺栓31相邻的纵板23的厚度T1较大，因此纵板23可以充分地承受螺栓31的紧固力。纵板23的厚度T1与斜板27的厚度相比而较大。
EA构件20的上板21的厚度T4和下板22的厚度T5为，与纵板23的厚度T1相比而较小。此外，上板21的厚度T4和下板22的厚度T5在车辆宽度方向上为恒定。在车辆发生侧方碰撞时，EA构件20通过上板21和下板22发生变形，从而对碰撞能量进行吸收。通过减小上板21的厚度T4和下板22的厚度T5，从而EA构件20能够良好地对侧方碰撞的能量进行吸收。上板21的厚度T4与下板22的厚度T5相等。由于厚度相等，因此当被施加有侧方碰撞的力时，上板21和下板22会均等地压溃。其结果为，被施加了侧方碰撞的力的EA构件20并不会向上方向或者下方向弯曲，而是以在车辆宽度方向上收缩的方式而压溃。
电源组件40被粘合在EA构件20的靠近车辆中心的纵板26上，并且通过螺栓31而被结合在下边梁10及EA构件20上。由于如前文所述的那样，EA构件20可承受螺栓31的紧固力，因此电源组件40也被牢固地固定在下边梁10及EA构件20上。由此能够在不依赖于侧面构件的条件下，通过框架(下边梁10)来对电源组件40进行支承。
对与在实施例中所说明的技术相关的留意点进行叙述。图2、图3对一个螺栓31的周边的结构进行了图示。沿着EA构件20的长度方向(车辆前后方向)而配置有多个螺栓，这些螺栓的周边的结构也与在图2、图3中所示的结构相同。在左右一对下边梁10上分别配置有EA构件20，各个EA构件20具有图2、图3的结构。
在实施例的结构中，在从螺栓31的轴线方向进行观察时，螺栓31的头部31a、被连结在螺栓31上的螺母32、以及垫圈33全部与纵板23重叠。只要头部31a、螺母32、以及垫圈33各自的至少一部分与纵板23的一部分重叠，就能够期待上述的优点。并且只要头部31a、螺母32、以及垫圈33中的至少一个在从轴线方向进行观察时与纵板23重叠，就能够期待上述的优点。优选为，在螺栓31的头部侧和螺母侧的双方，头部和垫圈中的一方(在螺母侧为螺母和垫圈中的一方)与纵板重叠。与垫圈相比，更优选为头部(螺母)与纵板重叠。
实施例的车辆下部结构3的电源组件40收纳有电池。电源组件40也可以为收纳有燃料电池的设备。
虽然以上对本发明的具体例进行了详细说明，但这些结构只不过为例示，而并非对权利要求书进行限定的内容。在权利要求书所记载的技术中，包括对以上所例示的具体例进行了各种各样的变形、变更的结构。本说明书或附图所说明的技术要素为单独地或者通过各种组合来发挥技术实用性的要素，而并非被限定于申请时在权利要求中所记载的组合的要素。此外，本说明书或附图所例示的技术为可以同时达成多个目的的技术，且为达成其中之一的目的本身就具有技术实用性的技术。

Claims (7)

1.一种车辆下部结构，具备：
一对下边梁，其被配置于车身的各个侧方下部处，并在车辆前后方向上延伸；
电源组件，其被配置于一对所述下边梁之间；
一对能量吸收构件，其被与所述电源组件连结，并且利用螺栓而分别与一对所述下边梁被固定在一起，
各个所述能量吸收构件为中空的梁，并具有与所述螺栓的轴线交叉的上板和下板、且具有对所述上板和所述下板进行连结的纵板，
在从所述轴线的方向进行观察时所述螺栓的头部与所述纵板重叠，或者，在从所述轴线的方向进行观察时被所述螺栓插穿的垫圈与所述纵板重叠。
2.如权利要求1所述的车辆下部结构，其中，
以夹着所述螺栓的方式而设置有一对所述纵板。
3.如权利要求1或2所述的车辆下部结构，其中，
所述电源组件与所述能量吸收构件一同利用所述螺栓而被结合。
4.如权利要求1至3中的任意一项所述的车辆下部结构，其中，
所述能量吸收构件具有对所述上板和所述下板进行连结的另外的纵板，
所述另外的纵板在从所述轴线的方向进行观察时从所述头部或所述垫圈分离，且所述纵板的厚度与所述另外的纵板的厚度相比而较大。
5.如权利要求4所述的车辆下部结构，其中，
所述上板和所述下板中的至少一方的厚度在车辆宽度方向上为恒定。
6.如权利要求1至5中的任意一项所述的车辆下部结构，其中，
所述能量吸收构件的相对于车辆前后方向而交叉的截面形状与车辆前后方向上的位置无关地为相同。
7.如权利要求1至5中的任意一项所述的车辆下部结构，其中，
所述能量吸收构件通过金属的挤压成形而被制作出。
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