CN115489618A - 车身结构 - Google Patents
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Abstract
一种车身结构,通过将正面碰撞时的碰撞载荷分散地传递到车身和电池箱,从而使构成车身的各部件的强度最优化而实现车辆整体的轻量化。车身结构具备:前围板(71);左右一对前侧边框(72);左右一对下边梁(73);第一前后方向载荷传递部件(151),该第一前后方向载荷传递部件从前侧边框(72)的车辆后部沿着地板面板(70)的上表面延伸至下边梁(73);以及第二前后方向载荷传递部件(152),该第二前后方向载荷传递部件从前侧边框(72)的车辆后部沿着地板面板(70)的下表面朝向电池箱(10)的车辆前部延伸。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车的车身结构。
背景技术
例如在为具备行驶用电动机的汽车的情况下,搭载有用于向行驶用电动机供给电力的电池单元,该电池单元为了延长基于行驶用电动机的可续航距离而被大容量化。
专利文献1所公开的电动汽车的电池单元搭载于地板下的宽广范围。在该汽车的车身的前部设置有沿车辆前后方向延伸的左右一对前纵梁和在该前纵梁的下方沿车辆前后方向延伸的底梁。另外,地板下的电池单元具备箱体主体部。从箱体主体部的前壁向车辆前方延伸的左右一对前部延伸部由铸件一体地形成于该前壁。在各前部延伸部的前端部连接有底梁的后端部,前部延伸部和底梁在车辆前后方向上连续。
在专利文献1中,底梁构成为比前部延伸部更容易变形,因此,在车辆与障碍物等发生了正面碰撞的情况下,首先,底梁发生变形而吸收碰撞载荷。通过底梁的变形而无法完全吸收的碰撞载荷通过箱体主体部的前部延伸部的变形而被吸收。也就是说,在专利文献1中,在正面碰撞时使底梁和箱体主体部的前部延伸部作为冲击吸收部件积极地变形,由此以两个阶段吸收碰撞载荷,抑制了箱体主体部的变形。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018-158688号公报
如上所述,在专利文献1中,通过将以比较小的载荷变形的底梁和以比较大的载荷变形的前部延伸部在车辆前后方向上组合,从而使碰撞载荷不会传递到箱体主体部而抑制了箱体主体部的变形。
然而,在汽车中要求进一步提高碰撞安全性。特别是,在较大的碰撞载荷输入到车身时,要求抑制由该碰撞载荷引起的驾驶室的变形这点自不用说,在电动汽车中还要求保护所搭载的大容量的电池单体。另一方面,对于车身的轻量化也存在强烈的要求,因此,如何兼顾碰撞安全性的进一步提高和车身的轻量化成为了课题。
关于这一点,在专利文献1的情况下,在车身下部想要通过使底梁和前部延伸部变形而使它们吸收碰撞载荷,因此,若想要应对输入了更大的碰撞载荷的情况,则就必须提高位于底梁的上方的前纵梁的强度,因此,存在车身重量增加的担忧。另外,若提高前纵梁的强度,则就会从前纵梁的后端部对车身局部地输入集中载荷,因此对该部分的加强也是必要的,存在导致车身重量的进一步增加的可能性。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而做出的,其目的在于,通过将正面碰撞时的碰撞载荷分散地传递到车身和电池箱,从而使构成车身的各部件的强度最优化而实现车辆整体的轻量化。
为了实现上述目的,在本公开的第一方面中,能够以下述的电动汽车的车身结构为前提:该电动汽车具备行驶用电动机,并且收容有向该行驶用电动机供给电力的电池的电池箱配设于地板面板的下方。车身结构具备:前围板,该前围板将车室和该车室的前方的空间在车辆前后方向上分隔开,并且该前围板的下端部与所述地板面板的车辆前端部连接;左右一对前侧边框,该左右一对前侧边框从所述前围板的车宽方向两侧分别朝向车辆前方延伸;左右一对下边梁,该左右一对下边梁在所述地板面板的车宽方向两端部配设为沿车辆前后方向延伸;第一前后方向载荷传递部件,该第一前后方向载荷传递部件从左右的所述前侧边框的车辆后部分别沿着所述地板面板的上表面延伸至左右的所述下边梁;以及第二前后方向载荷传递部件,该第二前后方向载荷传递部件从左右的所述前侧边框的车辆后部分别沿着所述地板面板的下表面朝向所述电池箱的车辆前部延伸。
根据该结构,当正面碰撞时的碰撞载荷被输入到前侧边框时,从该前侧边框的车辆后部经由第一前后方向载荷传递部件传递到下边梁,另外,经由第二前后方向载荷传递部件传递到电池箱。由此,形成经由第一前后方向载荷传递部件传递到下边梁的碰撞载荷的路径和经由第二前后方向载荷传递部件传递到电池箱的碰撞载荷的路径,因此碰撞载荷由下边梁和电池箱这两者分散地吸收。另外,由于第一前后方向载荷传递部件和第二前后方向载荷传递部件沿着地板面板,因此输入到第一前后方向载荷传递部件和第二前后方向载荷传递部件的碰撞载荷的一部分也被传递到地板面板,从而也被该地板面板吸收。
在本公开的第二方面中,具备框架部件,该框架部件从所述电池箱在所述前侧边框的下方向车辆前方延伸。
根据该结构,正面碰撞时的碰撞载荷也输入到框架部件。输入到框架部件的碰撞载荷被传递到电池箱而被吸收。
在本公开的第三方面中,在所述框架部件的上方配设有所述第二前后方向载荷传递部件。
根据该结构,由于框架部件和第二前后方向载荷传递部件以在上下方向上排列的状态配设,因此能够使从框架部件传递来的碰撞载荷和从第二前后方向载荷传递部件传递来的碰撞载荷分散到电池箱的下侧和上侧。
在本公开的第四方面中,在所述地板面板的下表面配设有横梁,该横梁沿车宽方向延伸,并且连接左侧的所述第二前后方向载荷传递部件的车辆后部和右侧的所述第二前后方向载荷传递部件的车辆后部。
根据该结构,左侧的第二前后方向载荷传递部件和右侧的第二前后方向载荷传递部件通过横梁连结,因此,抑制了在碰撞载荷输入时两个第二前后方向载荷传递部件的后部的偏移。由此,能够将碰撞载荷从两个第二前后方向载荷传递部件传递到电池箱。
在本公开的第五方面中,在所述电池箱的车宽方向中央设置有沿车辆前后方向延伸的中央梁,左侧的所述第二前后方向载荷传递部件的车辆后部与所述中央梁相比被定位于车身左侧,右侧的所述第二前后方向载荷传递部件的车辆后部与所述中央梁相比被定位于车身右侧。
根据该结构,能够利用中央梁吸收从左侧的第二前后方向载荷传递部件传递到电池箱的碰撞载荷和从右侧的第二前后方向载荷传递部件传递到电池箱的碰撞载荷这两方。
在本公开的第六方面中,在所述电池箱的车辆前部设置有向上方突出的突出部,所述第二前后方向载荷传递部件的车辆后部和所述突出部在从车辆前后方向观察时彼此重叠。
根据该结构,碰撞载荷从第二前后方向载荷传递部件经由突出部可靠地传递到电池箱。
在本公开的第七方面中,所述突出部在车宽方向上连续地延伸,因此,即使在正面碰撞时第二前后方向载荷传递部件的车辆后部稍微在车宽方向上发生了位移,碰撞载荷也被可靠地输入到突出部。
在本公开的第八方面中,所述第二前后方向载荷传递部件的车辆后部和所述突出部在车辆前后方向上隔开规定间隔地配置。
根据该结构,在通常行驶时,第二前后方向载荷传递部件与电池箱的突出部不接触,因此能够避免干涉声等的产生。另一方面,若在正面碰撞时第二前后方向载荷传递部件向后方移动,则第二前后方向载荷传递部件的后部与突出部接触,因此碰撞载荷被可靠地输入到突出部。也就是说,上述规定间隔是指下述的间隔:该间隔被设定为,在通常行驶时第二前后方向载荷传递部件与突出部不接触,在正面碰撞时第二前后方向载荷传递部件的后部与突出部接触。
发明的效果
如以上说明的那样,具备第一前后方向载荷传递部件和第二前后方向载荷传递部件,该第一前后方向载荷传递部件从前侧边框的后部沿着地板面板的上表面延伸到下边梁,该第二前后方向载荷传递部件从前侧边框的后部沿着地板面板的下表面朝向电池箱的前部延伸,因此能够将正面碰撞时的碰撞载荷分散地传递到车身和电池箱。由此,能够使构成车身的各部件的强度最优化而实现车辆整体的轻量化。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的电动汽车的侧视图。
图2是表示将电动汽车分割为下部构造体和上部构造体的状态的侧视图。
图3是从上方观察下部构造体的立体图。
图4是下部构造体的俯视图。
图5是具备小型的电池箱的下部构造体的相当于图4的图。
图6是提高了前部中央梁的高度的情况下的下部构造体的左侧视图。
图7是电动汽车的左右方向中央部的剖视图。
图8是从前方观察电动汽车的剖视图。
图9是从后方观察电动汽车的剖视图。
图10是表示通过电动汽车的前座部分的剖面的从前方观察的立体图。
图11是示意性地表示地板面板、前座座椅、前座乘员、电池单元的图。
图12是将图10中的C部放大并从前方观察的图。
图13是表示电动汽车的后部的剖面的从下方观察的立体图。
图14是示意性地表示变形例所涉及的地板面板、电池单元的图。
符号的说明
1 电动汽车
10 电池箱
11 前部框架部件
20 左侧方梁
21 右侧方梁
22 前端部梁
22a 突出部
25A、25B、25C 第一~第三电池侧横梁
26 前部中央梁(前部加强梁)
27~29 第一~第三后部中央梁(后部加强梁)
30 外侧连接部(一方连接部)
31 内侧连接部(另一方连接部)
53、54 左侧连结部
55、56 右侧连结部
70 地板
70a 前部地板部
70b 后部地板部(第一地板部)
70c 上弯部(第二地板部)
72 前侧边框
73 下边梁
100 座椅固定部
110A、110B、110C 第一~第三地板侧横梁
120 侧方载荷传递部件(内加强件)
123 内侧上部纵壁部(第一纵壁部)
124 内侧下部纵壁部(第二纵壁部)
150 铰链柱
151 地板加强件(第一前后方向载荷传递部件)
152 下部载荷传递部件(第二前后方向载荷传递部件)
153 横梁
160 连结部件
170 后轮罩部
171 后横梁(第一横梁)
180 箱体侧横梁(第二横梁)
A 车身结构
B 电池
M 行驶用电动机
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外,以下的优选实施方式的说明本质上只不过是例示,并非意图对本发明、本发明的适用物或本发明的用途进行限制。
图1是具备本发明的实施方式所涉及的车身结构A的电动汽车1的左侧视图。如图2所示,该电动汽车1具备下部构造体2和上部构造体3,由下部构造体2和上部构造体3构成车身结构A。在图2中示出了将车门、发动机罩、前挡泥板、车窗玻璃、保险杠、前后照明装置等卸下后的状态。此外,在本实施方式的说明中,将车辆前侧简称为“前”,将车辆后侧简称为“后”,将车辆右侧简称为“右”,将车辆左侧简称为“左”。车辆的左右方向是车宽方向。
如图1所示,电动汽车1是乘用汽车。如图2所示,在成为乘员的搭载空间的车室R1内的前侧设置有前座座椅S1,在车室R1内的前座座椅S1的后方设置有后座座椅S2。在后座座椅S2的后方,根据需要设置有行李舱R2。车室R1及行李舱R2设置于上部构造体3。此外,在车室R1内,可以仅设置有前座座椅S1,也可以在后座座椅S2的后方设置有第三列座椅(未图示)。
另一方面,作为电动汽车1的前部的车室R1的前方的空间能够作为例如动力室R3。即,车身结构A具备:行驶用电动机M,该行驶用电动机M产生用于驱动驱动轮的动力;以及电池箱10,该电池箱10收容有向该行驶用电动机M供给电力的电池B(仅在图4中示出)。仅由行驶用电动机M构成动力传动系PT,或者由行驶用电动机M和减速器或变速器等构成动力传动系PT。在图1及图2中,示出了动力传动系PT仅设置于动力室R3的情况,但动力传动系PT也可以设置于行李舱R2的下方空间R4(关于后部的动力传动系,未图示)。在动力传动系PT仅设置于动力室R3的情况下,仅驱动前轮F。在下方空间R4设置有动力传动系PT的情况下,仅驱动后轮R。在该情况下,动力室R3可以用作行李舱空间等。另外,在动力室R3和下方空间R4双方都设置有动力传动系PT的情况下,成为四轮驱动车。电池箱10配设在后述的地板面板70的下方。
如图3和图4所示,下部构造体2具备电池箱10、在电池箱10的前方朝向前方延伸的前部框架部件11、以及在电池箱10的后方朝向后方延伸的后部框架部件12。在图3中省略了左侧的前轮F、后轮R、悬架臂等。
在为一般的电动汽车的情况下,大多情况将电池箱设为与车身分体并能够在地板下装卸,但在本实施方式中,不仅将电池箱10一体化,而且将前部框架部件11及后部框架部件12与该电池箱10一体化,前部框架部件11及后部框架部件12也能够与电池箱10一起相对于上部构造体3装卸。
具体而言,本实施方式的电动汽车1构成为能够上下分割成具有电池箱10的下部构造体2和形成车室R1、行李舱R2的上部构造体3。所谓能够上下分割,是指不使用焊接、粘接等而利用螺栓及螺母或螺钉等紧固部件将下部构造体2与上部构造体3一体化。由此,在电动汽车1转交到用户的手上之后进行保养或修理时,能够根据需要将下部构造体2从上部构造体3分离,因此维护性变得良好。
在此,作为汽车的车身结构,已知有梯形框架型的车身结构。在为梯形框架型的车身结构的情况下,虽然能够上下分割为梯形框架和驾驶室,但由于梯形框架在前后方向上连续地延伸,因此梯形框架在正面碰撞时及尾部碰撞时主要承受碰撞载荷。在侧面碰撞时,梯形框架只是辅助性地承受碰撞载荷,主要承受碰撞载荷的是驾驶室。这样,在梯形框架型的车身结构中,通常,在正面碰撞时及尾部碰撞时和侧面碰撞时承受碰撞载荷的部件是分开的。
与此相对,在为本实施方式的电动汽车1的情况下,虽然具有框架部件11、12的下部构造体2和上部构造体3是可分割的,但是,在为正面碰撞时及尾部碰撞时和侧面碰撞时这两种情况下,都由下部构造体2和上部构造体3承受碰撞载荷,由此能够将该碰撞载荷分散到两构造体2、3而被吸收,在这一点上,其技术思想与以往的梯形框架型的车身结构大不相同。以下,对下部构造体2及上部构造体3的构造和作用效果依次进行说明。
(下部构造体)
首先,对下部构造体2进行说明。如图3以及图4所示,下部构造体2除了具备电池箱10、前部框架部件11以及后部框架部件12之外,还具备动力传动系PT、前轮F、后轮R、前侧悬架装置13以及后侧悬架装置14。前侧悬架装置13及后侧悬架装置14的形式没有特别限定。
电池箱10是在后述的地板面板70的下方形成为从地板面板70的左端部附近延伸到右端部附近并从地板面板70的前端部附近延伸到后端部附近的大型的箱体。这样,将电池箱10设置于地板面板70的下方区域的宽广范围,从而如图4所示能够将大容量的电池B搭载于电动汽车1。电池B可以是例如锂离子电池、全固态电池等,也可以是其他二次电池。另外,电池B可以是所谓的电池单体,也可以是收容有多个电池单体的电池包。
电池箱10具备左侧方梁20、右侧方梁21、前端部梁22、后端部梁23和底板24。左侧方梁20、右侧方梁21、前端部梁22及后端部梁23例如由铝合金制的挤出材料等构成,除此之外,也可以由铝合金制板材或钢板的冲压成形材料构成。底板24也可以由挤出材料构成。在以下的说明中称为“挤出材料”的情况下是铝合金制的挤出材料,另外,在称为“冲压成形材料”的情况下是铝合金制板材或钢板的冲压成形材料。另外,各部件也可以由例如铸件构成。
左侧方梁20、右侧方梁21、前端部梁22及后端部梁23各自的与长度方向正交的方向的剖面形状全部设为矩形状。另外,左侧方梁20、右侧方梁21、前端部梁22及后端部梁23全部配置在相同的高度上,并大致水平地延伸。
左侧方梁20设置于电池箱10的左端部,沿前后方向延伸。右侧方梁21设置于电池箱10的右端部,沿前后方向延伸。另外,前端部梁22设置于电池箱10的前端部,沿左右方向延伸。前端部梁22的左端部与左侧方梁20的前端部连接,前端部梁22的右端部与右侧方梁21的前端部连接。后端部梁23设置于电池箱10的后端部,沿左右方向延伸。后端部梁23的左端部与左侧方梁20的后端部连接,后端构件23的右端部与右侧方梁21的后端部连接。底板24大致水平地延伸,固定于左侧方梁20、右侧方梁21、前端部梁22及后端部梁23的下表面。因此,由左侧方梁20、右侧方梁21、前端部梁22、后端部梁23及底板24划分形成了收容电池B的电池收容空间S(图3所示)。
能够根据所搭载的电池B的容量来改变电池收容空间S的大小。电池收容空间S的大小能够通过改变左侧方梁20、右侧方梁21、前端部梁22及后端部梁23的长度及底板24的形状而容易地变更。例如,在小型车中轴距短、胎面窄的情况下,缩短左侧方梁20、右侧方梁21、前端部梁22及后端部梁23,并与此相应地减小底板24的形状,由此电池收容空间S与小型车相应地变小(参照图5)。另一方面,在为大型车的情况下,加长左侧方梁20、右侧方梁21、前端部梁22及后端部梁23,并与此相应地增大底板24的形状,由此电池收容空间S与大型车相应地变大。在左侧方梁20、右侧方梁21、前端部梁22及后端部梁23由挤出材料构成的情况下,能够容易地进行长度的变更。另外,底板24也能够由挤出材料构成,由此能够容易地进行形状的变更。
电池收容空间S的上部可以用未图示的盖体封闭,也可以用后述的地板面板70封闭。在电池收容空间S中,也可以除了电池B以外还设置对电池B进行冷却的冷却装置、对电池B进行加温的加温装置等(调温装置)。另外,电池B的电力经由未图示的控制装置向行驶用电动机M供给。而且,还能够经由未图示的充电插座对电池B进行充电。
如图3所示,在电池箱10的内部,作为沿左右方向延伸的加强部件,设置有第一~第三电池侧横梁25A、25B、25C。第一~第三电池侧横梁25A、25B、25C的高度全部相同,并与左侧方梁20等的高度大致相同。电池侧横梁25A、25B、25C可以由挤出材料构成,也可以由冲压成形材料构成。在该实施方式中,设置有3根电池侧横梁25A、25B、25C,但能够根据电池箱10的前后方向的尺寸来增减电池侧横梁25A、25B、25C的数量。
第一~第三电池侧横梁25A、25B、25C在前后方向上相互隔开间隔地配置,第一电池侧横梁25A被定位于最前方,第三电池侧横梁25C被定位于最后方。各电池侧横梁25A、25B、25C的下部固定于底板24的上表面。另外,各电池侧横梁25A、25B、25C的左端部固定于左侧方梁20的内表面(右侧面),各电池侧横梁25A、25B、25C的右端部固定于右侧方梁21的内表面(左侧面)。也就是说,电池侧横梁25A、25B、25C是连接左侧方梁20和右侧方梁21的部件。
上述图5示出了具备小型的电池箱10的下部构造体2的例子,该小型的电池箱10在前后方向上的尺寸被设定得比图4所示的电池箱10的前后方向上的尺寸短,但是,在该图5所示的例子中,由于前后方向的尺寸变短,因此省略了第三电池侧横梁25C。相反,虽然未图示,但也可以设置第四电池侧横梁。
在电池箱10的内部,作为在前后方向上延伸的加强部件,设置有前部中央梁(前部加强梁)26和第一~第三后部中央梁(后部加强梁)27~29。前部中央梁26以及第一~第三后部中央梁27~29配置在大致相同的高度上,设置在电池箱10的左右方向中央。前部中央梁26和第一~第三后部中央梁27~29的下端部安装在底板24的上表面。
前部中央梁26配置于前端部梁22与第一电池侧横梁25A之间,前部中央梁26的前端部固定于前端部梁22的左右方向中央部,前部中央梁26的后端部固定于第一电池侧横梁25A的左右方向中央部。因此,前端部梁22是以将左侧方梁20及右侧方梁21的前端部和前部中央梁26的前端部连接的方式延伸的部件。
第一后部中央梁27配置于第一电池侧横梁25A与第二电池侧横梁25B之间,第一后部中央梁27的前端部固定于第一电池侧横梁25A的左右方向中央部,第一后部中央梁27的后端部固定于第二电池侧横梁25B的左右方向中央部。另外,第二后部中央梁28配置于第二电池侧横梁25B与第三电池侧横梁25C之间,第二后部中央梁28的前端部固定于第二电池侧横梁25B的左右方向中央部,第二后部中央梁28的后端部固定于第三电池侧横梁25C的左右方向中央部。另外,第三后部中央梁29配置于第三电池侧横梁25C与后端部梁23之间,第三后部中央梁29的前端部固定于第三电池侧横梁25C的左右方向中央部,第三后部中央梁29的后端部固定于后端部梁23的左右方向中央部。因此,第一~第三电池侧横梁25A、25B、25C和前部中央梁26及第一~第三后部中央梁27~29在电池箱10的内部呈格子状地配设并相互连结,因此电池箱10的加强效果更进一步提高。
在设想了在俯视观察时沿前后方向延伸的假想直线时,前部中央梁26和第一~第三后部中央梁27~29以配置在该假想直线上的方式设定各自的左右方向的位置。也就是说,第一~第三后部中央梁27~29以位于前部中央梁26的向后方的假想延长线上的方式设置。此外,前部中央梁26和第一~第三后部中央梁27~29也可以由在前后方向上连续的一个部件构成。
图6是表示使前部中央梁26的高度比第一~第三后部中央梁27~29(图6中未示出)的高度提高的例子的图。详情后述,在上部构造体3的地板面板70中,前部地板部70a与后部地板部70b相比位于上方。在前部地板部70a的下方设有前部中央梁26,另外,在后部地板部70b的下方设有第一~第三后部中央梁27~29。前部中央梁26的上端部形成为与后部地板部70b相比位于上方。换言之,第一~第三后部中央梁27~29的上端部与前部中央梁26的上端部相比位于下方,以与后部地板部70b相对较低的情况相对应。此时,可以将第一电池侧横梁25A设置在前部地板部70a的下方,在该情况下,第一电池侧横梁25A的上端部能够形成为与第二、第三电池侧横梁25B、25C相比位于上方。
如图3及图4所示,前部框架部件11设置有左右一对,在后述的左右的前侧边框72的下方大致水平地呈直线状延伸。各前部框架部件11能够由例如挤出材料、冲压成形材料等构成。在本实施方式中,各前部框架部件11由挤出材料构成,因此与前后方向正交的方向的剖面形状从前端部至后端部大致相等。
左侧的前部框架部件11与构成电池箱10的前部的前端部梁22的与左右方向中央相比靠左的部位连接,该连接部位与电池箱10的左侧方梁20相比位于右侧。另外,右侧的前部框架部件11与前端部梁22的与左右方向中央相比靠右的部位连接,该连接部位与电池箱10的右侧方梁21相比位于左侧。由此,左右的前部框架部件11的间隔成为规定的间隔,能够在左右的前部框架部件11之间配置动力传动系PT的下部。左右的前部框架部件11的间隔设定为比电池箱10的左侧方梁20与右侧方梁21的间隔窄。
左右的前部框架部件11的高度大致相同。另外,左右的前部框架部件11和电池箱10的前部中央梁26、左侧方梁20以及右侧方梁21配设于大致相同的高度上。
各前部框架部件11中的电池箱10侧(后侧)在沿左右方向相互分离的多个部位与该电池箱10连接。具体而言,右侧的前部框架部件11的后端部与前端部梁22连接,而且,前部框架部件11的与后端部相比向前方分离的部位通过外侧连接部(一方连接部)30及内侧连接部(另一方连接部)31与前端部梁22连接。由此,能够将在正面碰撞时输入到前部框架部件11的碰撞载荷分散地传递到电池箱10的多个部位。
外侧连接部30及内侧连接部31由高刚性的部件构成,而该高刚性的部件由例如挤出材料或冲压成形材料等构成,外侧连接部30及内侧连接部31呈筒状、板状、柱状。在俯视观察时,外侧连接部30及内侧连接部31的宽度设定为比前部框架部件11的宽度宽,由此,上述碰撞载荷的分散效果更进一步提高。此外,外侧连接部30及内侧连接部31的宽度可以与前部框架部件11的宽度相同,也可以比前部框架部件11的宽度窄。
右侧的外侧连接部30在与右侧的前部框架部件11相比靠右侧(车宽方向外侧)的位置设置于与该前部框架部件11大致相同的高度,以越接近后端部而越位于右侧的方式在俯视观察时相对于前后方向倾斜。右侧的外侧连接部30的前端部与前部框架部件11中的前后方向中央与后端部之间的部位(前后方向中途部)连接。外侧连接部30从与前部框架部件11的连接部位朝向右侧且后方即上部构造体3所具有的下边梁73(后述)侧延伸。而且,右侧的外侧连接部30的后端部与前端部梁22中的从前部框架部件11的后端部向右方向分离的部位连接。外侧连接部30与前部框架部件11的连接构造、以及外侧连接部30与前端部梁22的连接构造可以是使用了例如螺栓以及螺母等紧固部件的连接构造,也可以是使用了焊接、粘接等的连接构造。
右侧的内侧连接部31在与右侧的前部框架部件11相比靠左侧(车宽方向内侧)的位置设置于与该前部框架部件11大致相同的高度,并以越靠近后端部则越位于左侧的方式在俯视观察时相对于前后方向倾斜。右侧的内侧连接部31的前端部与前部框架部件11中的前后方向中央与后端部之间的部位(前后方向中途部)连接。右侧的内侧连接部31从与前部框架部件11的连接部位朝向左侧且后方即电池箱10的左右方向中央延伸。而且,内侧连接部31的后端部与前端部梁22中的从前部框架部件11的后端部向左方向分离的部位连接。内侧连接部31与前部框架部件11的连接构造、以及内侧连接部31与前端部梁22的连接构造可以设为与外侧连接部30的连接构造相同。
在该实施方式中,将右侧的前部框架部件11在沿左右方向相互分离的三个位置处与前端部梁22连结,但不限于此,也可以省略外侧连接部30和内侧连接部31中的一方而在两个位置处连结,也可以不将前部框架部件11的后端部与前端部梁22连结,而仅通过外侧连接部30和内侧连接部31与前端部梁22连结。
此外,左侧的前部框架部件11也能够与右侧的前部框架部件11同样地连结于前端部梁22。左侧的前部框架部件11的连结构造能够相对于右侧的前部框架部件11的连结构造设为左右对称构造。
如图3所示,在下部构造体2的与电池箱10相比靠前方的位置,在前后方向上隔开间隔地设置有中间连结梁49、前部连结梁50以及后部连结梁51。前部连结梁50是下述的部件:从左侧的前部框架部件11的前部在车宽方向上延伸到右侧的前部框架部件11的前部,并将左侧的前部框架部件11和右侧的前部框架部件11连结。另外,后部连结梁51是下述的部件:从左侧的前部框架部件11的后部在车宽方向上延伸到右侧的前部框架部件11的后部,并将左侧的前部框架部件11和右侧的前部框架部件11连结。前部连结梁50和后部连结梁51由例如挤出材料、冲压成形材料等构成。通过利用前部连结梁50和后部连结梁51连结左右的前部框架部件11,从而成为在俯视观察时呈框型的框架构造。
另外,中间连结梁49设置在前部连结梁50与后部连结梁51之间,中间连结梁49是下述的部件:从左侧的前部框架部件11的前部在车宽方向上延伸到右侧的前部框架部件11的前部,并将左侧的前部框架部件11和右侧的前部框架部件11连结。中间连结梁49根据需要设置即可,也可以省略。
前部连结梁50配设为,从左侧的前部框架部件11的上表面延伸到右侧的前部框架部件11的上表面,并且与两前部框架部件11的上表面相比向上方突出。另一方面,后部连结梁51配置在左右的前部框架部件11之间,后部连结梁51的左端部与左侧的前部框架部件11的侧面连接,后部连结梁51的右端部与右侧的前部框架部件11的侧面连接。前部连结梁50以及后部连结梁51既可以通过紧固部件固定于前部框架部件11,也可以通过焊接、粘接等固定于前部框架部件11。
前部连结梁50及后部连结梁51的前后方向的尺寸设定为比前部框架部件11的左右方向的尺寸长。由此,能够提高两个连结梁50、51对前部框架部件11的连结强度。
如图4所示,动力传动系PT与前部连结梁50相比配置在后方。具体而言,在俯视观察时,在前部连结梁50与后部连结梁51之间配置有动力传动系PT。在下部构造体2,左右设置有将动力传动系PT的输出分别传递到左右的前轮F的驱动轴52。
另外,构成前侧悬架装置13的一部分的左右的悬架臂13a经由托架13b分别摆动自如地支承于左右的前部框架部件11。托架13b设置在左右的前部框架部件11与后部连结梁51的连接部位。
在下部构造体2,在前后方向上相互隔开间隔地设置有将左侧的前部框架部件11与左侧的前侧边框72(后述)连结的2个左侧连结部53、54,并且在前后方向上相互隔开间隔地设置有将右侧的前部框架部件11与右侧的前侧边框72(后述)连结的2个右侧连结部55、56。左侧连结部53、54以及右侧连结部55、56能够由沿上下方向延伸的板材、筒状部件、柱状部件等构成。在该实施方式中,左侧连结部53、54以及右侧连结部55、56由冲压成形材料构成,但也可以由挤出材料等构成。另外,左侧连结部53、54的数量并不限于2个,也可以在前后方向上相互隔开间隔地设置3个以上。对于右侧连结部55、56也是同样的。
前方的左侧连结部53设置于前部连结梁50中的与左侧的前部框架部件11的连接部位。具体而言,左侧的前部框架部件11的前部和前部连结梁50的左端部在上下方向上重叠地配置,前部连结梁50的左端部与左侧的前部框架部件11的前部连接,因此通过前部连结梁50的左端部构成连接部位。在该前部连结梁50的左端部安装有前方的左侧连结部53的下端部。
另外,前方的右侧连结部55设置于前部连结梁50中的与右侧的前部框架部件11的连接部位。具体而言,右侧的前部框架部件11的前部和前部连结梁50的右端部在上下方向上重叠地配置,前部连结梁50的右端部与右侧的前部框架部件11的前部连接,因此通过前部连结梁50的右端部构成连接部位。在该前部连结梁50的右端部安装有前方的右侧连结部55的下端部。
后方的左侧连结部54设置于左侧的前部框架部件11中的与中间连结梁49的连接部位。后方的左侧连结部54的下端部安装于左侧的前部框架部件11,与左侧的驱动轴52相比配置于后侧。另外,后方的右侧连结部56设置于右侧的前部框架部件11中的与中间连结梁49的连接部位。后方的右侧连结部56的下端部安装于右侧的前部框架部件11,与右侧的驱动轴52相比配置于后侧。由此,能够扩大前后的左侧连结部53、54的间隔以及前后的右侧连结部55、56的间隔。
右侧的前部框架部件11与图8所示的右侧的前侧边框72相比配设在左侧(车宽方向内侧),另外,左侧的前部框架部件11与图2所示的左侧的前侧边框72相比配设在右侧(车宽方向内侧)。由此,左右的前侧边框72的间隔比左右的前部框架部件11的间隔宽。在左右的前侧边框72之间搭载有包含行驶用电动机M的动力传动系PT。
如图3所示,右侧连结部55、56形成为越往上侧去则越位于右侧(车宽方向外侧)。这是因为,右侧的前侧边框72在右侧的前部框架部件11的上方与该前部框架部件11相比被定位于右侧。左侧连结部53、54也同样地形成为越往上侧去则越位于左侧(车宽方向外侧)。
后部框架部件12与前部框架部件11同样地设置有左右一对,大致水平地以直线状朝向后方延伸。各后部框架部件12能够由例如挤出材料、冲压成形材料等构成。在该实施方式中,各后部框架部件12由挤出材料构成。
左侧的后部框架部件12与构成电池箱10的后部的后端部梁23的与左右方向中央相比靠左的部位连接,该连接部位与电池箱10的左侧方梁20相比位于右侧。另外,右侧的后部框架部件12与后端部梁23的与左右方向中央相比靠右的部位连接,该连接部位与电池箱10的右侧方梁21相比位于左侧。后部框架部件12向后端部梁23连接的连接构造可以设为与上述的前部框架部件11向前端部梁22连接的连接构造相同。
另外,在图5所示的方式中,将左右的后部框架部件12的前端部与后端部梁23连接,并且通过连接部件60将后部框架部件12的前后方向中间部分与后端部梁23连接。由此,后部框架部件12中的电池箱10侧在沿左右方向相互分离的多个部位与该电池箱10连接。
构成后侧悬架装置14的一部分的左右的悬架臂14a经由托架14b分别摆动自如地支承于左右的后部框架部件12。
(上部构造体)
接着,对上部构造体3进行说明。如图7~图10所示,上部构造体3具备地板面板70、前围板71、左右一对前侧边框72以及左右一对下边梁73。在图7~图10中,示出了将车门、发动机罩、前挡泥板、车窗玻璃、保险杠、前后照明装置、一部分座椅、内饰材料等卸下后的状态。
地板面板70构成车室R1的地板面,由沿前后方向延伸并且也沿左右方向延伸的钢板等构成。地板面板70的上方空间成为车室R1。在车室R1的上部设置有车顶80。另外,如图2所示,在上部构造体3的左侧部形成有前部开口部3a及后部开口部3b。如图1所示,前部开口部3a和后部开口部3b分别通过前门81和后门82开闭自如。此外,虽然未图示,但在上部构造体3的右侧也以开闭自如的方式配设有前门和后门。
前围板71是用于将车室R1和动力室R3在前后方向上分隔开的部件。该前围板71例如由钢板等构成,沿左右方向延伸并且也沿上下方向延伸。如图7~图9所示,在上部构造体3的前部的左右两侧分别设置有用于收容左右的前轮F的前轮罩部85(在图7~图9中仅示出右侧的前轮罩部)。前围板71的左端部与左侧的前轮罩部85(图2所示)连接,另外,前围板71的右端部与右侧的前轮罩部85(图7~图9所示)连接。
如图11示意性所示,地板面板70具备前部地板部70a和后部地板部70b。而且,如图10所示,地板面板70在其后部还具备上弯部70c。前部地板部70a、后部地板部70b以及上弯部70c既可以由一张板材一体成形,也可以由相互不同的板材成形。在由不同的板材成形的情况下,可以通过接合多个板材来构成一张地板面板70。
如图11所示,前部地板部70a构成地板面板70的前侧部分,以越往前侧去则越位于上方的方式倾斜或弯曲。前部地板部70a的前端部与前围板71的下端部连接。因此,地板面板70以从前围板71的下端部向后方延伸的方式设置。
后部地板部70b形成为从前部地板部70a的后端部向后方延伸,构成地板面板70的前后方向中间部分。下部构造体2的电池箱10的前部位于前部地板部70a的正下方,另外,电池箱10的后部位于后部地板部70b的正下方。因此,电池箱10形成为从前部地板部70a的下方到达后部地板部70b的下方,由此,能够在地板面板70下的大部分搭载电池B。
地板面板70的前后方向中间部分比前部地板部70a低。也就是说,前部地板部70a设置于后部地板部70b的前方,与该后部地板部70b相比位于上方。在后部地板部70b的前侧部分安装有用于固定前座座椅S1的座椅固定部100的至少一部分。座椅固定部100例如由托架等构成。只要座椅固定部100的至少后部安装于后部地板部70b即可,也可以是座椅固定部100的全部都安装于后部地板部70b。通过将座椅固定部100的至少后部安装于后部地板部70b,能够将前座座椅S1布局得较低,因此能够降低前座乘员P的臀点,其结果是,在前座乘员P的头上空间产生余裕,搭载性提高。另外,臀点变低是指前座乘员P的就座位置下降,由此,乘车状态下的车辆的重心高度下降。在该实施方式中,由于将座椅固定部100的全部都安装于后部地板部70b,因此能够将前座座椅S1布局得更进一步低。
当作为前座乘员P的驾驶员就座于前座座椅S1时,前座乘员P的脚后跟P1被放置于前部地板部70a。由于脚后跟P1所处的前部地板部70a与后部地板部70b相比被定位在上方,因此脚后跟P1被放置在比一般的汽车(前部地板部和后部地板部为相同的高度的汽车)的操作姿势高的位置。通过这样的布局而成为前座乘员P的大腿P2和小腿P3大幅打开的姿势。图11中的符号101表示大腿P2的中心线,符号102表示小腿P3的中心线,以中心线101与中心线102所成的角度(大腿P2与小腿P3的开角α)为125゜~150゜的范围的方式设定前部地板部70a与后部地板部70b的高度差。
通过这样设定高度差,小腿P3与前部地板部70a所成的角度(中心线101与前部地板部70a所成的角度β)变小,因此在操作踏板时输入到脚后跟P1的上下方向的分力变小,制动踏板103的操作性提高。具体地说明,在前座乘员P踩踏制动踏板103时,脚后跟P1对前部地板部70a作用斜向下的力F。若将该力F分解为铅垂方向的力和水平方向的力,则分别为力F1和力F2。如上所述,角度β变小,因此从脚后跟P1输入的上下方向的分力F1变小。由此,能够快速且准确地进行例如从制动踏板103向加速踏板(未图示)的换踩操作、与其相反的换踩操作等,其结果是,踏板的操作性提高。
另外,在后部地板部70b有时会放置后座乘员的脚。由于后部地板部70b比前部地板部70a低,因此后座乘员的脚下空间扩大,后座乘员的搭载性也变得良好。
如图7~图9所示,上弯部70c构成地板面板70的后侧部分,与后部地板部70b的后端部连接。上弯部70c与后部地板部70b相比位于上方,在上弯部70c与后部地板部70b之间形成有沿上下方向延伸的纵板部70d。上弯部70c的高度设定为比前部地板部70a的高度高。在上弯部70c的上表面安装有后座座椅S2(图2所示)。在上弯部70c的下方,可以配设电池B,也可以配设电动汽车1的控制装置等(未图示)。
在地板面板70安装有沿着该地板面板70在左右方向上延伸的地板侧横梁110。地板侧横梁110例如焊接于地板面板70的后部地板部70b的上表面。地板侧横梁110的形状没有特别限定,在本实施方式中,向上方鼓出并且向下方开放,遍及左右方向两端部形成为大致相同的剖面形状。通过将地板侧横梁110安装于后部地板部70b,从而由地板侧横梁110和后部地板部70b形成闭合剖面。地板侧横梁110的左端部位于左侧的下边梁73的车宽方向内表面附近,另外,地板侧横梁110的右端部位于右侧的下边梁73的车宽方向内表面附近。此外,地板侧横梁110也可以安装于后部地板部70b的下表面。
如图7~图9所示,左右的前侧边框72配设于车身前部,是沿前后方向延伸的高强度的部件。在图7~图9中,仅示出了右侧的前侧边框72,另外,在图2中示出了左侧的前侧边框72。即,左右的前侧边框72与地板面板70相比被定位于前方,并且与地板面板70相比被定位于上方,具体而言,左右的前侧边框72以从前围板71的下部的左右两侧分别朝向前方延伸的方式配设。
左右的前侧边框72为左右对称构造,例如能够通过接合多个冲压成形材料而构成、或由挤出材料构成。各前侧边框72的与前后方向正交的方向的剖面设定为比下部构造体2的前部框架部件11的相同方向的剖面大。由此,各前侧边框72成为比前部框架部件11粗且强度高的部件。
左右的前侧边框72的前端部分别具有在正面碰撞时压缩变形而吸收碰撞能量的溃缩盒72a。溃缩盒72a是沿前后方向延伸的筒状的金属制部件。在左右的溃缩盒72a的前端部固定有沿左右方向延伸的前保险杠加强件86。
如图8所示,位于下部构造体2的前方的右侧连结部55的上部与右侧的溃缩盒72a连结。另外,位于下部构造体2的前方的左侧连结部53(图2所示)的上部与左侧的溃缩盒72a连结。由于溃缩盒72a位于前侧边框72的前端部,因此,通过将左侧连结部53的上部连结于该溃缩盒72a,能够将左侧连结部53的连结部位设定于靠近车身的前端的部位。由此,能够扩大左侧连结部53、54的前后方向的间隔,因此通过左侧连结部53、54将前部框架部件11连结于前侧边框72的作用效果更进一步显著。对于右侧连结部55、56也是同样的。左侧连结部53、54以及右侧连结部55、56向前侧边框72连结的连结构造是使用了例如螺栓以及螺母等紧固部件的构造。此外,前方的左侧连结部53及右侧连结部55也可以连结于前侧边框72中的相比于溃缩盒72a靠后的部位。
另外,如图5所示,后方的右侧连结部56的下部在相比于驱动轴52靠后的位置连结于前部框架部件11,另外,如图8所示,后方的右侧连结部56的上部连结于前侧边框72的与前后方向中央相比靠后的部位。由此,能够更进一步扩大右侧连结部55、56的前后方向的间隔。对于左侧连结部53、54也是同样的。
左右的下边梁73分别在地板面板70的左右两端部以沿前后方向延伸的方式配设。如图12所示,在左侧的下边梁73的上下方向中间部连接有地板面板70的左端部,下边梁73的上侧部分从地板面板70的连接部位向上方突出,另外,下边梁73的下侧部分从地板面板70的连接部位向下方突出。由于在地板面板70的下方配置电池箱10,因此,在从车辆侧面观察时,下边梁73的下侧部分和电池箱10以重叠的方式配置。另外,右侧的下边梁73也同样地与地板面板70的右端部连接。
左右的下边梁73为左右对称构造。以下,基于图12对左侧的下边梁73的详细构造进行说明。左侧的下边梁73具备由冲压成形材料构成的内部部件90和外部部件91。内部部件90是构成下边梁73的车室内侧部分的部件,向车室内侧鼓出并且在前后方向上较长地形成。外部部件91是构成下边梁73的车室外侧部分的部件,向车室外侧鼓出并且在前后方向上较长地形成。内部部件90和外部部件91的上部彼此接合,并且内部部件90和外部部件91的下部彼此接合,由此构成内部为中空状的下边梁73。
在下边梁73的车宽方向内侧的下部,以沿前后方向延伸的方式形成有向车宽方向外侧凹陷的第一凹部73a。第一凹部73a朝向下方及车宽方向内侧开放。下部构造体2的电池箱10的车宽方向外侧形成为嵌入第一凹部73a。具体而言,电池箱10的左侧方梁20从第一凹部73a的下方进入该第一凹部73a。由此,能够将电池箱10的车宽方向的尺寸确保得较长,并且能够减少电池箱10的向下方的突出量。
在下边梁73的内部设置有中空状的侧方载荷传递部件120,该侧方载荷传递部件120在前后方向上延伸,并且用于将从车宽方向外侧朝向内侧的载荷朝向车宽方向内侧传递。侧方载荷传递部件120进行载荷传递的不是设想通常行驶时的载荷,而是如障碍物从电动汽车1的侧方碰撞的侧面碰撞时那样电动汽车1的侧部的部件变形的程度的极大的载荷。
侧方载荷传递部件120能够由例如挤出材料构成,从下边梁73的前端部连续到后端部。侧方载荷传递部件120在适当的部位固定于下边梁73。侧方载荷传递部件120相对于下边梁73的固定构造并不特别限定,例如可以举出使用了螺栓和螺母、铆钉等紧固部件的构造。
侧方载荷传递部件120具有高刚性,以能够将侧面碰撞时的载荷向车宽方向内侧传递,因此,不仅耐压缩力,而且还耐弯曲力、扭转力,在通常行驶时还作为加强下边梁73而有助于提高车身刚性的加强部件发挥功能。这样的侧方载荷传递部件120是在下边梁73的内部对该下边梁73进行加强的部件,因此能够称为内加强件。
侧方载荷传递部件120具有上壁部121、外侧壁部122、内侧上部纵壁部123、内侧下部纵壁部124、中间壁部125以及下壁部126。上壁部121沿车宽方向延伸,在下边梁73的内部配置于上端部附近。外侧壁部122从上壁部121的车宽方向外端部向下方延伸,在下边梁73的内部配置于车宽方向外端部附近。外侧壁部122的上端部与地板侧横梁110的上端部相比位于上方。外侧壁部122的下端部与设置于电池箱10的内部的第二电池侧横梁25B的上端部相比位于下方。此外,虽然未图示,但第一电池侧横梁25A及第三电池侧横梁25C与侧方载荷传递部件120的位置关系也大致相同。
内侧上部纵壁部123从上壁部121的车宽方向内端部向下方延伸,在下边梁73的内部配置于车宽方向内端部附近。内侧上部纵壁部123的上端部与地板侧横梁110的上端部相比位于上方。内侧上部纵壁部123的下端部与后部地板部70b相比位于下方且与第二电池侧横梁25B的上端部相比位于上方。
中间壁部125从内侧上部纵壁部123的下端部向车宽方向外侧延伸。中间壁部125的车宽方向外端部位于上壁部121的与车宽方向中央相比靠内侧的位置。内侧下部纵壁部124从中间壁部125的车宽方向内端部向下方延伸。内侧下部纵壁部124的下端部与第二电池侧横梁25B的上端部相比位于下方。内侧下部纵壁部124的上下方向的尺寸设定为比内侧上部纵壁部123的上下方向的尺寸短。
通过内侧下部纵壁部124以及中间壁部125,侧方载荷传递部件120的车室内侧的下部形成有以与下边梁73的第一凹部73a对应的方式向车宽方向外侧凹陷的第二凹部120a。下边梁73的形成有第一凹部73a的部分嵌入侧方载荷传递部件120的第二凹部120a。
下壁部126从内侧下部纵壁部124的下端部延伸至外侧壁部122的下端部。下壁部126的车宽方向的尺寸设定为比中间壁部125的车宽方向的尺寸长。
在从车辆侧面观察时,侧方载荷传递部件120的上侧部分与地板侧横梁110重叠,另外,侧方载荷传递部件120的下侧部分与第二电池侧横梁25B重叠。即,侧方载荷传递部件120具有在从车辆侧面观察时与地板侧横梁110重叠并且在上下方向上延伸的内侧上部纵壁部(第一纵壁部)123、以及在从车辆侧面观察时与电池箱10重叠并且在上下方向上延伸的内侧下部纵壁部(第二纵壁部)124。此外,也可以使内侧上部纵壁部123的下部与电池箱10的上部重叠。
在侧方载荷传递部件120的内部一体地形成有第一~第四肋131~134。第一肋131在从中间壁部125向上方分离的部位沿车宽方向延伸,第一肋131的车宽方向内端部与内侧上部纵壁部123的上下方向中间部连接。第一肋131以越往车宽方向外侧去则越位于上方的方式倾斜。
第二肋132在从第一肋131向下方分离的部位沿车宽方向延伸,第二肋132的车宽方向内端部与内侧下部纵壁部124的上端部连接。第二肋132的车宽方向外端部与外侧壁部122的上下方向中间部连接。第一肋131和第二肋132可以大致水平地延伸,也可以以越往车宽方向内侧去则越位于上方的方式倾斜,还可以以越往车宽方向外侧去则越位于上方的方式倾斜。
第三肋133从内侧下部纵壁部124的上端部向上方延伸。第三肋133的上端部与上壁部121的车宽方向中间部连接。第三肋133以越往上侧去则越位于车宽方向外侧的方式倾斜。在第三肋133的上下方向中间部连接有第一肋131的车宽方向外端部。
第四肋134在从第二肋132向上方分离的部位沿车宽方向延伸。第四肋134的车宽方向内端部与第三肋133的上下方向中间部连接。第四肋134的车宽方向外端部与外侧壁部122的上下方向中间部连接。第四肋134的车宽方向内端部与第一肋131的车宽方向外端部经由第三肋133连接,由第一肋131和第四肋134构成在车宽方向上连续的1个肋。形成于侧方载荷传递部件120的内部的肋的数量、形状不限于上述的数量、形状,肋的数量可以为3个以下,也可以为5个以上。
电池箱10固定于下边梁73,并且直接固定于侧方载荷传递部件120。在电池箱10的左侧方梁20固定有多个沿上下方向延伸的金属制的筒状部件140。筒状部件140的前后方向的间隔能够设定为例如数十厘米左右。如图2所示,多个筒状部件140在前后方向上相互隔开间隔地配置。螺栓141从下方***各筒状部件140。
另一方面,在下边梁73中的相当于第一凹部73a的内表面的部位,以能够供螺栓141的轴部插通的方式开口。同样地,在侧方载荷传递部件120的中间壁部125也以能够供螺栓141的轴部插通的方式开口,两开口一致。在侧方载荷传递部件120的内部收容有螺母142。螺母142固定于侧方载荷传递部件120的中间壁部125的上表面。开口及螺母142的数量和位置对应于筒状部件140的数量和位置。
因此,通过将各螺栓141***筒状部件140后以使其插通于下边梁73的开口以及侧方载荷传递部件120的开口并与螺母142螺合的方式拧入,能够将电池箱10的左侧的多个部位固定于侧方载荷传递部件120以及下边梁73。对于电池箱10的右侧也能够同样地进行固定。
在本实施方式中,对侧方载荷传递部件120为一体成形的部件的情况进行了说明,但不限于此,侧方载荷传递部件120也可以通过将多个部件组合而构成。虽未图示,但也可以是例如将侧方载荷传递部件120的车宽方向内侧部分和外侧部分分别进行了成形之后再一体化的两分割构造。另外,侧方载荷传递部件120也可以是三分割构造。
如图7等所示,上部构造体3具备左右一对铰链柱150。右侧的铰链柱150从右侧的下边梁73的前端部向上方延伸。另外,如图2所示,左侧的铰链柱150从左侧的下边梁73的前端部向上方延伸。在左右的铰链柱150分别安装有左右的前门81(图1所示)。
另外,如图10所示,上部构造体3还具备左右一对的中柱157。右侧的中柱157从右侧的下边梁73的前后方向中间部向上方延伸。另外,如图2所示,左侧的中柱157从左侧的下边梁73的前后方向中间部向上方延伸。在左右的中柱157分别安装有左右的后门82(图1所示)。
如图9所示,上部构造体3具备左右一对的地板加强件(第一前后方向载荷传递部件)151。地板加强件151沿着前部地板部70a的上表面在前后方向上延伸。右侧的地板加强件151的前端部与右侧的前侧边框72的后端部连接。右侧的地板加强件151的后端部与右侧的下边梁73的前端部连接。因此,前侧边框72与下边梁73通过地板加强件151连接,因此,例如若正面碰撞时的碰撞载荷输入到前侧边框72,则该碰撞载荷经由地板加强件151向下边梁73传递。
地板加强件151向上方鼓出并且向下方开放,该鼓出的形状从前端部连续到后端部。通过将地板加强件151安装于前部地板部70a的上表面,从而由地板加强件151和前部地板部70a形成闭合剖面。
由于下边梁73与前侧边框72相比位于车宽方向外侧,因此,地板加强件151以越往后侧去则越位于车宽方向外侧的方式在俯视观察下一边弯曲一边延伸。该地板加强件151的弯曲形状与前轮罩部85的下端部的形状对应。也就是说,地板加强件151沿着前轮罩部85的下端部延伸,并与该前轮罩部85连接而一体化。此外,左侧的地板加强件(未图示)是与右侧的地板加强件左右对称的构造。
地板加强件151安装于前部地板部70a的上表面,另一方面,下部构造体2的外侧连接部30(图3等所示)与前部地板部70a相比位于下方,因此地板加强件151和外侧连接部30为在上下方向上相互分离的位置关系。同样地,地板加强件151和内侧连接部31也为在上下方向上相互分离的位置关系。
另外,在俯视观察时,右侧的地板加强件151中的下边梁73侧的部位(地板加强件151的后端部)与右侧的外侧连接部30中的电池箱10侧的部位(外侧连接部30的后端部)相互重叠。地板加强件151的后端部是与下边梁73连接的部位,因此该后端部配置为与下边梁73相邻。另一方面,外侧连接部30是与电池箱10连接的部件,因此外侧连接部30与下边梁73分离,但是,在俯视观察时外侧连接部30的后端部与地板加强件151的后端部重叠这种情况就是能够使外侧连接部30的后端部接近于下边梁73。因此,能够使来自前方的碰撞载荷经由外侧连接部30朝向下边梁73侧可靠地作用。对于左侧也是同样的。
右侧的地板加强件151的后端部和右侧的铰链柱150的基端部(下端部)在前后方向上配置在相同的位置。即,下边梁73中的铰链柱150的基端部附近是刚性特别高的部分,通过将地板加强件151的后端部连接于该刚性特别高的部分,从而能够利用下边梁73高效地吸收碰撞载荷。
如图7所示,上部构造体3具备左右一对下部载荷传递部件(第二前后方向载荷传递部件)152。在下部构造体2的前部框架部件11的上方配设有下部载荷传递部件152,前部框架部件11与下部载荷传递部件152在上下方向上相互分离。另外,下部载荷传递部件152沿着前部地板部70a的下表面在前后方向上延伸。如图11示意性所示,右侧的下部载荷传递部件152的前端部与右侧的前侧边框72的后端部连接。而且,下部载荷传递部件152朝向电池箱10的前部延伸,因此,例如当正面碰撞时的碰撞载荷朝向后方输入到前侧边框72时,该碰撞载荷会经由下部载荷传递部件152向电池箱10的前部传递。左侧的下部载荷传递部件152与右侧的下部载荷传递部件左右对称。
下部载荷传递部件152向下方鼓出并且向上方开放,该鼓出的形状从前端部连续到后端部。通过将下部载荷传递部件152安装于前部地板部70a的下表面,从而由下部载荷传递部件152和前部地板部70a形成闭合剖面。
右侧的下部载荷传递部件152的后部与电池箱10内的前部中央梁26相比被定位于右侧且与右侧方梁21相比被定位于左侧。另外,左侧的下部载荷传递部件152的后部与电池箱10内的前部中央梁26相比被定位于左侧且与左侧方梁20相比被定位于右侧。
如图7~图9所示,在前部地板部70a的下表面配设有横梁153,该横梁153沿左右方向延伸,并且连接左侧的下部载荷传递部件152的后部和右侧的下部载荷传递部件152的后部。横梁153向下方鼓出并且向上方开放,遍及左右方向两端部形成为大致相同的剖面形状。通过将横梁153安装于前部地板部70a的下表面,从而由横梁153和前部地板部70a形成闭合剖面。通过配设横梁153,能够抑制下述情况:在左右的下部载荷传递部件152承受正面碰撞时的碰撞载荷时,下部载荷传递部件152的后部在左右方向上位移。
如图11所示,构成电池箱10的前部的前端部梁22配置在横梁153的正下方。前端部梁22通过未图示的螺栓及螺母紧固于横梁153。前端部梁22的紧固构造可以与左侧方梁20向下边梁73紧固的紧固构造相同。
在电池箱10的前部设置有向上方突出的突出部22a。具体而言,在前端部梁22中的相比于横梁153靠后的部位设置有突出部22a。该突出部22a与下部载荷传递部件152的后部相比位于后方。另外,突出部22a形成为,其上端部与横梁153的下表面相比位于上方,并且与下部载荷传递部件152的后部的下表面相比位于上方。由此,在从前后方向观察时,横梁153及下部载荷传递部件152与突出部22a相互重叠。突出部22a是在正面碰撞时下部载荷传递部件152由于碰撞载荷而后退了时从下部载荷传递部件152传递有碰撞载荷的部分。
突出部22a在左右方向上连续地延伸。即,在正面碰撞时,也可考虑下部载荷传递部件152的后部在左右方向上稍微位移的情况,但是,由于突出部22a在左右方向上连续,从而,即使下部载荷传递部件152的后部在左右方向上发生了位移,碰撞载荷也会被可靠地输入到突出部22a。此外,突出部22a并不限定于在左右方向上连续的结构,只要不连续地形成且在从前后方向观察时至少一部分与下部载荷传递部件152的后部重叠即可。
突出部22a可以与前端部梁22一体成形,也可以由不同的部件构成。在前端部梁22为挤出材料的情况下,能够容易地将突出部22a一体成形。突出部22a可以固定于例如底板24,也可以固定于左侧方梁20、右侧方梁21等。突出部22a可以是例如板状(肋状)、棒状、筒状等任意的形状。通过将突出部22a设为肋状并与前端部梁22一体成形,也能够得到对前端部梁22的加强效果。
下部载荷传递部件152的后部和突出部22a在前后方向上隔开规定间隔地配置。通过隔开规定间隔,在通常行驶时,下部载荷传递部件152与突出部22a不接触,因此能够避免干涉声等的产生。另一方面,若在正面碰撞时下部载荷传递部件152向后方移动,则下部载荷传递部件152的后部与突出部22a接触,因此碰撞载荷被可靠地输入到突出部22a。也就是说,上述规定间隔是指下述的间隔:该间隔被设定为,在通常行驶时下部载荷传递部件152与突出部22a不接触,并在正面碰撞时下部载荷传递部件152的后部与突出部22a接触,例如能够设为数毫米至数厘米左右。此外,也可以使下部载荷传递部件152的后部与突出部22a抵接。另外,也可以利用紧固部件将下部载荷传递部件152的后部与突出部22a结合。
另外,在图6所示的方式中,电池箱10内的前部中央梁26设置在前部地板部70a的下方,并且高度比第一~第三后部中央梁27~29的高度高。因此,前部中央梁26的上下方向的尺寸变长,因此,大剖面的前部中央梁26位于电池箱10的前部。由此,抑制了在由电池箱10的前部承受从下部载荷传递部件152传递来的碰撞载荷时电池箱10的变形。
(电池箱的后部与上部构造体的连结构造)
如图13所示,电池箱10的后部和上部构造体3通过连结部件160连结。在说明该连结构造之前,对上部构造体3的后侧的构造进行说明。在上部构造体3的后部的左右两侧分别设置有用于收容左右的后轮R的后轮罩部170(在图7~图9中仅示出右侧的后轮罩部)。地板面板70中的构成行李舱R2的地板面的行李舱地板部70e从上弯部70c的后部向后方延伸,与后部地板部70b相比位于上方。将后部地板部70b作为第一地板部,将上弯部70c以及行李舱地板部70e作为相对较高的第二地板部。行李舱地板部70e的左端部与左侧的后轮罩部170(图2所示)的下部连接,另外,行李舱地板部70e的右端部与右侧的后轮罩部170(图7~图9所示)连接。
如图7~图9所示,在上弯部70c的下表面安装有沿左右方向延伸的后横梁(第一横梁)171。后横梁171向下方鼓出并且向上方开放,该鼓出的形状从左端部连续到右端部。通过将后横梁171安装于上弯部70c的下表面,从而由后横梁171和上弯部70c形成闭合剖面。
在上弯部70c的上表面安装有在后横梁171的正上方沿左右方向延伸的后地板侧横梁172。后地板侧横梁172向上方鼓出并且向下方开放,该鼓出的形状从左端部连续到右端部。通过将后地板侧横梁172安装于上弯部70c的上表面,从而由后地板侧横梁172和上弯部70c形成闭合剖面。在俯视观察时,后地板侧横梁172与后横梁171重叠。
另外,后地板侧横梁172的右端部与右侧的后轮罩部170连接,后地板侧横梁172的左端部与左侧的后轮罩部170连接。另外,在后地板侧横梁172的右端部连接有沿着右侧的后轮罩部170向上方延伸的侧部加强件173的下端部。另外,在后地板侧横梁172的左端部连接有沿着左侧的后轮罩部170向上方延伸的侧部加强件(未图示)的下端部。而且,右侧的侧部加强件173的上部和左侧的侧部加强件的上部通过沿左右方向延伸的连接部件174(图8及图9所示)连接。也就是说,由后地板侧横梁172、左右的侧部加强件173及连接部件174形成环状构造。环状构造也可以利用设置到车顶80侧的加强件(未图示)来形成。
另一方面,如图13所示,电池箱10具有箱体侧横梁(第二横梁)180(在图2~图6中省略)。箱体侧横梁180在左右方向上延伸,安装于构成电池箱10的后部的后端部梁23。箱体侧横梁180位于后端部梁23的上方。箱体侧横梁180和后横梁171以在上下方向上相对的方式配置。
如图13所示,连结部件160是用于将电池箱10的后端部梁23和上弯部70c连结的部件。由此,利用电池箱10来加强上弯部70c,因此提高了上弯部70c的刚性。通过提高上弯部70c的刚性,也提高了地板面板70整体的刚性。在该实施方式中,连结部件160由沿左右方向以及上下方向延伸的板材构成,但不限于此,也可以是沿上下方向或倾斜地延伸的闭合剖面状的梁、轴状部件、筒状部件等。另外,也可以设置有多个连结部件160。
连结部件160的上部固定于后横梁171的下部。由此,电池箱10和上弯部70c经由后横梁171通过连结部件160连结。即,能够在通过设置后横梁171而提高了刚性的部分固定连结部件160的上部,因此能够提高连结部件160向上弯部70c固定的固定强度。连结部件160的上部的固定构造可以使用例如使用了螺栓以及螺母(未图示)等紧固部件的能够装卸的紧固构造。此外,也可以将连结部件160的上部直接连结于上弯部70c。
另外,连结部件160的下部固定于构成电池箱10的一部分的箱体侧横梁180。由此,能够在电池箱10中的提高了刚性的部分固定连结部件160的下部,因此能够提高连结部件160向电池箱10固定的固定强度。此外,也可以利用上述紧固部件将连结部件160的下部以能够装卸的方式固定于电池箱10。连结部件160可以设为上部构造体3侧的构成部件,也可以设为下部构造体2侧的构成部件。
(上部构造体与下部构造体的横梁的位置关系)
图14涉及实施方式的变形例,是表示上部构造体3与下部构造体2的横梁的位置关系的示意图。在上部构造体3的地板面板70的上表面安装有沿车宽方向延伸的第一~第三地板侧横梁110A、110B、110C,另外,在地板面板70的下表面安装有横梁153。横梁153由于安装于地板面板70而因此是地板侧横梁。
第一地板侧横梁110A是上述的横梁110,从横梁153向后方分离地配置。第二地板侧横梁110B从第一地板侧横梁110A向后方分离地配置。第三地板侧横梁110C从第二地板侧横梁110B向后方分离地配置。另一方面,在下部构造体2的电池箱10设置有上述的第一~第三电池侧横梁25A、25B、25C。在从侧面观察时,横梁153、第一~第三地板侧横梁110A、110B、110C和第一~第三电池侧横梁25A、25B、25C与下边梁73(图10等所示)重叠。
在从车辆侧面观察时,横梁153及第一~第三地板侧横梁110A、110B、110C与第一~第三电池侧横梁25A、25B、25C在车辆前后方向上错开。即,从车辆前侧朝向后侧依次配置有横梁153、第一电池侧横梁25A、第一地板侧横梁110A、第二电池侧横梁25B、第二地板侧横梁110B、第三电池侧横梁25C、第三地板侧横梁110C,横梁153、第一~第三地板侧横梁110A、110B、110C与第一~第三电池侧横梁25A、25B、25C在前后方向上交替地设置。
例如,在着眼于第一地板侧横梁110A和第二地板侧横梁110B时,第二电池侧横梁25B与第一地板侧横梁110A相比位于前方且与第二地板侧横梁110B相比位于后方。另一方面,在着眼于第一电池侧横梁25A和第二电池侧横梁25B时,第一地板侧横梁110A与第一电池侧横梁25A相比位于后方且与第二电池侧横梁25B相比位于前方。将处于这样的位置关系的情况称为“在车辆前后方向上错开”。
另外,“在车辆前后方向上错开”也可以包括其他的方式。例如,能够包括第一地板侧横梁110A的前后方向的中心和第二电池侧横梁25B的前后方向的中心在前后方向上偏移的方式。在该情况下,也包括图14所示的方式,但也包括例如第一地板侧横梁110A的后部和第二电池侧横梁25B的前部处于在俯视观察时重叠的位置关系的方式。
另外,例如第一地板侧横梁110A的前部与第二电池侧横梁25B的前部相比位于前方的方式、以及第二电池侧横梁25B的后部与第一地板侧横梁110A的后部相比位于后方的方式也包含于“在车辆前后方向上错开”。
在侧面碰撞时,能够利用横梁153以及第一~第三地板侧横梁110A、110B、110C和第一~第三电池侧横梁25A、25B、25C承受碰撞载荷。由于横梁153以及第一~第三地板侧横梁110A、110B、110C和第一~第三电池侧横梁25A、25B、25C如上述那样在车辆前后方向上错开,因此,即使例如障碍物是像杆那样的较细的物件,也能够使障碍物的碰撞载荷输入到横梁153以及第一~第三地板侧横梁110A、110B、110C和第一~第三电池侧横梁25A、25B、25C中的任一个。
在从车辆侧面观察时,只有处于与铰链柱150(在图14中用假想线表示)不重叠的区域的第一~第三地板侧横梁110A、110B、110C和第一~第三电池侧横梁25A、25B、25C在前后方向上错开。也就是说,与铰链柱150相比位于后侧的地第一~第三板侧横梁110A、110B、110C和第一~第三电池侧横梁25A、25B、25C在前后方向上错开。即,铰链柱150所处的部位对来自侧方的碰撞载荷的强度较高,因此,即使地板侧横梁和电池侧横梁在前后方向上不错开,也能够通过铰链柱150承受碰撞载荷。
同样地,在从车辆侧面观察时,也可以只有位于与中柱157不重叠的区域的第一、第三地板侧横梁110A、110C和第一~第三电池侧横梁25A、25B、25C在前后方向上错开。
(正面碰撞时的作用效果)
接着,对如上述那样构成的电动汽车1发生了正面碰撞的情况进行说明。正面碰撞时的碰撞载荷经由前保险杠加强件86输入到左右的前侧边框72。另外,正面碰撞时的碰撞载荷也被输入到左右的前部框架部件11。
关于前部框架部件11,由于该前部框架部件11的在前后方向上分离的多个部位分别通过左侧连结部53、54与左侧的前侧边框72连结,因此,被输入了碰撞载荷的左侧的前部框架部件11稳定,并且难以在左右方向、上下方向上倾斜。右侧的前部框架部件11也是同样的。由此,碰撞载荷通过左右的前部框架部件11直线地传递到电池箱10的前部。
此时,前部框架部件11通过外侧连接部30和内侧连接部31在左右方向上相互分离的多个部位与电池箱10连接,因此,输入到前部框架部件11的碰撞载荷被输入到电池箱10中的在左右方向上分离的多个部位。电池箱10具备沿前后方向延伸的前部中央梁26及左侧方梁20、右侧方梁21,因此,输入到在左右方向上分离的多个部位的碰撞载荷被分散地传递到前部中央梁26及左侧方梁20、右侧方梁21。由此,能够积极地利用电池箱10来吸收碰撞载荷,因此能够提高下部构造体2中的碰撞载荷的吸收量,与此相应地,能够使前侧边框72的强度、前侧边框72的后端部附近的部件的强度最优化而实现车辆整体的轻量化。
另外,输入到前侧边框72的碰撞载荷经由地板加强件151传递到下边梁73。另外,由于外侧连接部30朝向下边梁73侧延伸,因此能够使输入到前部框架部件11的碰撞载荷经由外侧连接部30也朝向下边梁73侧作用。此时,由于地板加强件151和外侧连接部30在上下方向上分离,因此从前侧边框72传递到下边梁73的碰撞载荷的路径和从前部框架部件11朝向下边梁73侧作用的碰撞载荷的路径成为不同的路径,因此,碰撞载荷通过多个路径被传递到下边梁73。该下边梁73是在构成车身的部件中刚性特别高的部件,因此能够利用下边梁73吸收碰撞载荷。
另外,输入到前侧边框72的碰撞载荷从该前侧边框72的后部经由地板加强件151和下部载荷传递部件152这两者而被传递到电池箱10。由此,还形成了经由下部载荷传递部件152传递到电池箱10的碰撞载荷的路径,因此碰撞载荷由下边梁73和电池箱10这两者分散地吸收。另外,由于地板加强件151及下部载荷传递部件152沿着地板面板70,因此,输入到地板加强件151及下部载荷传递部件152的碰撞载荷的一部分也被传递到地板面板70,从而也被该地板面板70吸收。
此外,在为正面偏置碰撞的情况下,会向左右任一方输入大的碰撞载荷,但是,在该情况下,本实施方式也是有效的。另外,在为尾部碰撞的情况下,由于具备后部框架部件12,因此能够起到同样的作用效果。
(侧面碰撞时的作用效果)
接着,对如上述那样构成的电动汽车1发生了侧面碰撞的情况进行说明。侧面碰撞时的碰撞载荷从车宽方向外侧朝向内侧输入到下边梁73。在该下边梁73的内部设置有侧方载荷传递部件120,因此,碰撞载荷从车宽方向外侧朝向内侧输入到侧方载荷传递部件120。此时,由于侧方载荷传递部件120的内侧上部纵壁部123与地板侧的横梁110、153重叠、内侧下部纵壁部124与电池箱10重叠,因此碰撞载荷被分散地传递到地板侧的横梁110、153以及电池箱10。地板侧的横梁110、153在安装于地板面板70的状态下沿车宽方向延伸,因此对来自侧方的载荷的耐力大,由此,碰撞载荷的一部分被吸收而输入到电池箱10的碰撞载荷减少,电池B被保护。另外,由于在电池箱10设置有第一~第三电池侧横梁25A、25B、25C、前端部梁22及后端部梁23,因此,也能够通过电池箱10吸收碰撞载荷。
另外,在例如杆这样的障碍物从车辆的侧方碰撞时,由于如图14所示横梁153以及第一~第三地板侧横梁110A、110B、110C与第一~第三电池侧横梁25A、25B、25C在车辆前后方向上错开,因此能够使碰撞载荷输入到任一个横梁。此外,可考虑细杆碰撞到第一地板侧横梁110A与第二电池侧横梁25B之间的情况。在该情况下,能够在高强度的侧方载荷传递部件120承受了该杆的碰撞载荷之后,将碰撞载荷至少分散到第一地板侧横梁110A和第二电池侧横梁25B而被吸收。
而且,在障碍物为大直径的杆或汽车等的情况下,碰撞载荷输入到第一~第三地板侧横梁110A、110B、110C和第一~第三电池侧横梁25A、25B、25C这两方,因此碰撞载荷分散地传递到地板面板70和电池箱10。
上述的实施方式在所有方面只不过是例示,不得做限定性解释。而且,属于发明要求保护的范围的等同范围的变形、变更全部在本发明的范围内。
产业上的可利用性
如以上说明的那样,本发明所涉及的车身结构适于搭载有行驶用电动机以及电池的电动汽车。
Claims (8)
1.一种车身结构,是电动汽车的车身结构,该电动汽车具备行驶用电动机,并且收容有向该行驶用电动机供给电力的电池的电池箱配设于地板面板的下方,该车身结构的特征在于,具备:
前围板,该前围板将车室和该车室的前方的空间在车辆前后方向上分隔开,并且该前围板的下端部与所述地板面板的车辆前端部连接;
左右一对前侧边框,该左右一对前侧边框从所述前围板的车宽方向两侧分别朝向车辆前方延伸;
左右一对下边梁,该左右一对下边梁在所述地板面板的车宽方向两端部配设为沿车辆前后方向延伸;
第一前后方向载荷传递部件,该第一前后方向载荷传递部件从左右的所述前侧边框的车辆后部分别沿着所述地板面板的上表面延伸至左右的所述下边梁;以及
第二前后方向载荷传递部件,该第二前后方向载荷传递部件从左右的所述前侧边框的车辆后部分别沿着所述地板面板的下表面朝向所述电池箱的车辆前部延伸。
2.根据权利要求1所述的车身结构,其特征在于,
具备框架部件,该框架部件从所述电池箱在所述前侧边框的下方向车辆前方延伸。
3.根据权利要求2所述的车身结构,其特征在于,
在所述框架部件的上方配设有所述第二前后方向载荷传递部件。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车身结构,其特征在于,
在所述地板面板的下表面配设有横梁,该横梁沿车宽方向延伸,并且连接左侧的所述第二前后方向载荷传递部件的车辆后部和右侧的所述第二前后方向载荷传递部件的车辆后部。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的车身结构,其特征在于,
在所述电池箱的车宽方向中央设置有沿车辆前后方向延伸的中央梁,
左侧的所述第二前后方向载荷传递部件的车辆后部与所述中央梁相比被定位于车身左侧,
右侧的所述第二前后方向载荷传递部件的车辆后部与所述中央梁相比被定位于车身右侧。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的车身结构,其特征在于,
在所述电池箱的车辆前部设置有向上方突出的突出部,
所述第二前后方向载荷传递部件的车辆后部和所述突出部在从车辆前后方向观察时彼此重叠。
7.根据权利要求6所述的车身结构,其特征在于,
所述突出部在车宽方向上连续地延伸。
8.根据权利要求6或7所述的车身结构,其特征在于,
所述第二前后方向载荷传递部件的车辆后部和所述突出部在车辆前后方向上隔开规定间隔地配置。
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