JP2020132132A - 車両用高電圧バッテリー保護装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】衝突事故の際に、サブフレームに備えられた後方ロールマウンティングブラケットの移動を下方に誘導して、後方ロールマウンティングブラケットが高電圧バッテリーの前方部と衝突する現象を無くすことができるようにし、これにより後方ロールマウンティングブラケットによる高電圧バッテリーの損傷及び破損を最大限に予防することができる車両用高電圧バッテリー保護装置を提供する。
【解決手段】本発明は、車両のセンターフロア30の下方に搭載された高電圧バッテリー40を保護するための装置であって、高電圧バッテリー40の前方側に位置し、衝突事故の際に、サブフレーム10に備えられた後方ロールマウンティングブラケット80と接触し、後方ロールマウンティングブラケット80との接触時にサブフレーム10の後方への押圧を抑える押圧防止構造物90を含むことを特徴とする。
【選択図】図6
【解決手段】本発明は、車両のセンターフロア30の下方に搭載された高電圧バッテリー40を保護するための装置であって、高電圧バッテリー40の前方側に位置し、衝突事故の際に、サブフレーム10に備えられた後方ロールマウンティングブラケット80と接触し、後方ロールマウンティングブラケット80との接触時にサブフレーム10の後方への押圧を抑える押圧防止構造物90を含むことを特徴とする。
【選択図】図6
Description
本発明は、車両用高電圧バッテリー保護装置に係り、より詳しくは、衝突事故の際に、後方ロールマウンティングブラケットによる高電圧バッテリーの損傷を防止することができる車両用高電圧バッテリー保護装置に関する。
近年、環境問題や原油高などの原因で環境対応車への関心が高まっており、環境対応車の一環として、電気エネルギーを利用する電気自動車の開発が加速されている。
電気自動車は、電気モーターを駆動源として使用する車両であって、電気モーターに駆動電力を提供する高電圧バッテリーを必然的に備えられる。
電気自動車は、電気モーターを駆動源として使用する車両であって、電気モーターに駆動電力を提供する高電圧バッテリーを必然的に備えられる。
通常、電気自動車の航続距離はバッテリーの容量によって決定され、バッテリーの容量を増大させるためには、バッテリーの外形サイズを大きくするしかない。
高電圧バッテリーをセンターフロアの下方に搭載した車両の場合、航続距離増大の要求に応えるためには、バッテリーの外形サイズを前方側へ広げるしかなく、これにより高電圧バッテリーの前方部とサブフレームの後方部との間の空間が狭くなる。
高電圧バッテリーをセンターフロアの下方に搭載した車両の場合、航続距離増大の要求に応えるためには、バッテリーの外形サイズを前方側へ広げるしかなく、これにより高電圧バッテリーの前方部とサブフレームの後方部との間の空間が狭くなる。
サブフレームの後方部には、モーター減速機アセンブリが結合される後方ロールマウンティングブラケットが備えられるが、上記のように高電圧バッテリーの前方部とサブフレームの後方部との空間間隔が狭い構造で衝突事故が発生した場合には、サブフレームが後方への押されることによって、後方ロールマウンティングブラケットが高電圧バッテリーの前方部と接触することになり、これにより高電圧バッテリーの前方部が後方ロールマウンティングブラケットとの衝突によって激しく破損するという問題が発生する。
前記背景技術として説明された事項は、本発明の背景に対する理解増進のためのものに過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者に、既に知られている従来技術に該当することを認めるものと受け入れられてはならない。
本発明は、衝突事故の際に、サブフレームに備えられた後方ロールマウンティングブラケットが移動して、後方ロールマウンティングブラケットが高電圧バッテリーの前方部に衝突する事故を無くすことができるようにし、これにより後方ロールマウンティングブラケットによる高電圧バッテリーの損傷及び破損を最大限に予防することができる車両用高電圧バッテリー保護装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明は、車両のセンターフロアの下方に搭載された高電圧バッテリーを保護するための装置であって、前記高電圧バッテリーの前方側に位置し、衝突事故の際に、サブフレームに備えられた後方ロールマウンティングブラケットと接触し、後方ロールマウンティングブラケットとの接触時にサブフレームの後方への押圧を抑える押圧防止構造物を含むことを特徴とする。
また、前記押圧防止構造物が結合される車体クロスメンバーを更に含み、前記車体クロスメンバーは、車両のフロントフロアに結合され、左右両端がフロントサイドメンバーと連結されるように結合されたことを特徴とする。
また、前記車体クロスメンバーに連結され、後方に延伸されるように配置されながらセンターフロアに結合された前記トンネルレインフォースメントパネルを更に含むことを特徴とする。また、前記車体クロスメンバーと前記トンネルレインフォースメントパネルとが連結される部位は、密閉空間を有する閉断面で連結されたことを特徴とする。
また、前記車体クロスメンバーには、後方に延伸されながらセンターフロアと結合された複数のメンバーサポートが一体に形成されたことを特徴とする。
また、前記押圧防止構造物は、車体クロスメンバーに連結され、前方側へ突出したボックス形状の支持部と、前記支持部の前面をカバーするように結合され、衝突事故によるサブフレームの後方への押圧時に後方ロールマウンティングブラケットと接触するパネル形状の接触部とを含むことを特徴とする。
また、前記押圧防止構造物は、車体クロスメンバーに連結され、前方側へ突出したボックス形状の支持部と、前記支持部の前面をカバーするように結合され、衝突事故によるサブフレームの後方への押圧時に後方ロールマウンティングブラケットと接触するパネル形状の接触部とを含むことを特徴とする。
また、前記支持部の底面と接触部の下端とが連結される部位には、多数個のビードが前後方向に延設され、前記ビードは後方ロールマウンティングブラケットが接触部に接触するときに支持部の後方への押圧を抑制するように支持力を発揮することを特徴とする。
また、前記支持部の両側面には、縦方向に延伸された陰刻溝がそれぞれ設けられ、前記陰刻溝は、ビードの支持力よりも大きな荷重が接触部を介して入力されたときに、支持部の後方への押圧が可能となるように支持部の変形を誘導することを特徴とする。
また、前記支持部の両側面には、縦方向に延伸された陰刻溝がそれぞれ設けられ、前記陰刻溝は、ビードの支持力よりも大きな荷重が接触部を介して入力されたときに、支持部の後方への押圧が可能となるように支持部の変形を誘導することを特徴とする。
また、前記高電圧バッテリーの前方部には、内部に密閉空間を有する閉断面構造の補強構造物が備えられ、前記補強構造物は、バッテリーケースの左右前方端を連結するように構成されたことを特徴とする。
また、前記補強構造物の前方面は、衝突事故の際に後方ロールマウンティングブラケットの下方移動を誘導するために後方へ傾くように形成されたことを特徴とする。
また、前記補強構造物の前方面は、衝突事故の際に後方ロールマウンティングブラケットの下方移動を誘導するために後方へ傾くように形成されたことを特徴とする。
本発明に係る車両用高電圧バッテリー保護装置は、高電圧バッテリーの前方側に押圧防止構造物が配置された構成であって、衝突事故の際に押圧防止構造物を用いて後方ロールマウンティングブラケットの移動経路を下方に誘導することができ、これにより後方ロールマウンティングブラケットが高電圧バッテリーの前方部と衝突する事故を予防することができ、その結果として、後方ロールマウンティングブラケットによる高電圧バッテリーの損傷及び破損を予防することができるという効果がある。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な一実施形態に係る車両用高電圧バッテリー保護装置について説明する。
図1〜図5に示すように、電気自動車の場合、フロント側の車体メンバー20の下部に結合されてサブフレーム10が設置され、サブフレーム10の後方側に位置するセンターフロア30の下部に高電圧バッテリー40が装着される。
図1〜図5に示すように、電気自動車の場合、フロント側の車体メンバー20の下部に結合されてサブフレーム10が設置され、サブフレーム10の後方側に位置するセンターフロア30の下部に高電圧バッテリー40が装着される。
サブフレーム10には、モーター減速機アセンブリ50が三点支持構造によって設置される。三点支持構造は、前方側に位置する2つの前方ロール60、60、及び後方側に位置する1つの後方ロール70による結合構造を意味する。
即ち、サブフレーム10を構成するフロントクロスメンバー11には2つの前方ロールマウンティングブラケットが備えられ、2つの前方ロールマウンティングブラケットには前方ロール60、60がそれぞれ結合され、2つの前方ロール60、60がモーター減速機アセンブリ50の前方側に結合される。
また、サブフレーム10を構成するリアクロスメンバー12には1つの後方ロールマウンティングブラケット80が備えられ、後方ロールマウンティングブラケット80には後方ロール70が結合され、1つの後方ロール70がモーター減速機アセンブリ50の後方側に結合されるので、モーター減速機アセンブリ50は、2つの前方ロール60、60及び1つの後方ロール70を介してサブフレーム10に三点支持構造として設置される。
後方ロールマウンティングブラケット80の後方側に高電圧バッテリー40が位置し、後方ロールマウンティングブラケット80と高電圧バッテリー40との離隔距離が狭いため、衝突事故の際にサブフレーム10の後方への移動により後方ロールマウンティングブラケット80と高電圧バッテリー40の前方部とが衝突すると、高電圧バッテリー40が損傷及び破損するという問題が発生するので、本発明に係る実施形態は、衝突事故の際に後方ロールマウンティングブラケット80による高電圧バッテリー40の損傷及び破損を予防することができる構造を備えることを特徴とする。
即ち、本発明に係る実施形態は、高電圧バッテリー40の前方側に位置し、衝突事故の際に、サブフレーム10に備えられた後方ロールマウンティングブラケット80と接触し、後方ロールマウンティングブラケット80との接触時にサブフレーム10の後方への押圧を抑止する押圧防止構造物90を含む。
衝突事故が発生してサブフレーム10が後方に押されると、サブフレーム10の後方に備えられた後方ロールマウンティングブラケット80が一緒に後方に押され、この際、後方ロールマウンティングブラケット80が押圧防止構造物90と接触することにより、サブフレーム10の後方への押圧を最大限に抑制することができるようにするのである。
また、本発明は、押圧防止構造物90が結合される車体クロスメンバー110、及び車体クロスメンバー110に連結され、後方に延伸されて配置され、センターフロア30に結合されたトンネルレインフォースメントパネル120を更に含む。
車体クロスメンバー110は、車両のフロントフロア130に結合されると共にその左右両端がフロントサイドメンバー140と連結される。
車体クロスメンバー110は、車両のフロントフロア130に結合されると共にその左右両端がフロントサイドメンバー140と連結される。
衝突事故によりサブフレーム10が後方に押され、後方ロールマウンティングブラケット80が押圧防止構造物90と衝突すると、押圧防止構造物90から発生した衝突エネルギーは、車体クロスメンバー110を介してフロントサイドメンバー140へ伝達及び分散され、且つトンネルレインフォースメントパネル120を介してセンターフロア30側へも伝達及び分散されるので、衝突エネルギーの効果的な分散によって耐久性の向上を図ることができる。
一方、車体クロスメンバー110とトンネルレインフォースメントパネル120とが連結される部位は、密閉空間150を有する閉断面で連結されるので、閉断面の密閉空間150を介して衝突エネルギーに対するより強固な構造を備えることができる。
車体クロスメンバー110には、後方に延伸されながらセンターフロア30と結合される複数のメンバーサポート111が一体に形成される。
車体クロスメンバー110には、後方に延伸されながらセンターフロア30と結合される複数のメンバーサポート111が一体に形成される。
複数のメンバーサポート111は、トンネルレインフォースメントパネル120の左右側でトンネルレインフォースメントパネル120と平行するように設置され、複数のメンバーサポート111は、衝突事故の際に車体クロスメンバー110へ伝達された衝突エネルギーをセンターフロア30側へ伝達及び分散させる役割を果たし、これにより耐久性の向上を図ることができる。
押圧防止構造物90は、車体クロスメンバー110に連結され、前方側へ突出したボックス形状の支持部91と、前記支持部91の前面をカバーするように結合され、衝突事故によるサブフレーム10の後方への押圧時に後方ロールマウンティングブラケット80と接触するパネル形状の接触部92と、を含む。
ここで、支持部91の底面91aと接触部92の下端とが連結される部位には、多数のビード93が前後方向に延設されるが、前記ビード93は、衝突事故により後方ロールマウンティングブラケット80が接触部92と接触するときに支持部91の後方への押圧を抑制するように支持力を発揮する役割を果たし、これにより後方ロールマウンティングブラケット80が高電圧バッテリー40の前方部と衝突する現象を予防することができる。
また、支持部91の両側面91bには、縦方向に延びた陰刻溝94がそれぞれ設けられるが、前記陰刻溝94は、ビード93の支持力よりも大きな荷重が接触部92を介して入力されるときに支持部91の崩壊による後方への押圧が可能となるように支持部91の変形を誘導する役割を果たし、これにより衝突エネルギーをより効果的に吸収することができる。
また、本発明に係る実施形態は、内部に密閉空間160を有する閉断面構造の補強構造物170が高電圧バッテリー40の前方部に位置するように備えられるが、前記補強構造物170は、横方向に配置され、左右両端が高電圧バッテリー40を構成するバッテリーケース41の左右前方端を連結するように構成される。
閉断面の密閉空間160を備えた補強構造物170を介して、高電圧バッテリー40の前方部は、衝突エネルギーに対してより強固な構造を備えることができる。
また、補強構造物170の前方面171は、衝突事故の際に後方ロールマウンティングブラケット80の下方移動を誘導することができるようにするために、後方側へ傾くように形成された構造であり、これにより、衝突事故の際に後方ロールマウンティングブラケット80が高電圧バッテリー40の前方部と直接に衝突する現象を予防することができる。
以下、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。
以下、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。
図6は、衝突事故時の作動状態を説明するための図である。
図6に示すように、走行中に衝突事故が発生した場合、サブフレーム10が後方に押され(矢印M1)、サブフレーム10に備えられた後方ロールマウンティングブラケット80も一緒に後方に押され(矢印M2)、この時、後方ロールマウンティングブラケット80が押圧防止構造物90の接触部92と接触しながら衝突する。
図6に示すように、走行中に衝突事故が発生した場合、サブフレーム10が後方に押され(矢印M1)、サブフレーム10に備えられた後方ロールマウンティングブラケット80も一緒に後方に押され(矢印M2)、この時、後方ロールマウンティングブラケット80が押圧防止構造物90の接触部92と接触しながら衝突する。
後方ロールマウンティングブラケット80が押圧防止構造物90と衝突すると、押圧防止構造物90から発生した衝突エネルギーは、車体クロスメンバー110を介してフロントサイドメンバー140へ伝達及び分散され、且つ、トンネルレインフォースメントパネル120を介してセンターフロア30側へ伝達及び分散され、且つ、複数のメンバーサポート111を介してセンターフロア30側へ伝達及び分散されるので、衝突エネルギーの効果的な分散によって耐久性の向上を図ることができる。
車体クロスメンバー110とトンネルレインフォースメントパネル120とが連結された部位に形成された閉断面の密閉空間150を介して、衝突エネルギーに対する支持力を発揮することができるが、これにより車体クロスメンバー110の急激な崩壊を防止することができるので、耐久性の向上を図ることができる。
図7は、衝突事故時の作動状態を説明するための図である。
後方ロールマウンティングブラケット80が押圧防止構造物90と衝突するとき、ボックス構造の支持部91及び複数のビード93は、衝突エネルギーに対する支持力を発揮して支持部91の急激な崩壊現象を予防し、支持部91及びビード93が支持力を発揮する間に、サブフレーム10は図7のようにせん断変形を発生しながら衝突エネルギーを軽減させる。
後方ロールマウンティングブラケット80が押圧防止構造物90と衝突するとき、ボックス構造の支持部91及び複数のビード93は、衝突エネルギーに対する支持力を発揮して支持部91の急激な崩壊現象を予防し、支持部91及びビード93が支持力を発揮する間に、サブフレーム10は図7のようにせん断変形を発生しながら衝突エネルギーを軽減させる。
しかし、図7に示すように、衝突エネルギーが過度な場合、サブフレーム10のせん断変形が発生しても、サブフレーム10は後方に押され続け、これにより、ビード93の支持力よりも大きな荷重が、接触部92に接触した後方ロールマウンティングブラケット80を介して押圧防止構造物90に付加されることにより、押圧防止構造物90は陰刻溝94を基準に支持部91が崩壊しながら支持部91が後方に押される変形が発生する。
このように陰刻溝94による支持部91の変形が発生すると、支持部91の変形を介して衝突エネルギーをより効果的に吸収することができ、特に支持部91の変形時に接触部92に接触した後方ロールマウンティングブラケット80の移動経路を図6の矢印M3の如く下方に誘導することができることにより、後方ロールマウンティングブラケット80が高電圧バッテリー40の前方部を打撃する現象を予防することができ、これにより後方ロールマウンティングブラケット80による、高電圧バッテリー40の損傷及び破損を予防することができる。
また、支持部91の変形により、下方に移動する後方ロールマウンティングブラケット80が補強構造物170と接触する現象が発生することもあるので、閉断面の密閉空間160を備えた補強構造物170によって衝突エネルギーに対する支持力を発揮することができることにより、後方ロールマウンティングブラケット80が高電圧バッテリー40の前方部に直接衝突する現象を予防することができる。
また、支持部91の変形により、下方に移動する後方ロールマウンティングブラケット80が補強構造物170と接触する現象が発生することもあるので、閉断面の密閉空間160を備えた補強構造物170によって衝突エネルギーに対する支持力を発揮することができることにより、後方ロールマウンティングブラケット80が高電圧バッテリー40の前方部に直接衝突する現象を予防することができる。
また、補強構造物170の前方面171が後方側へ傾くように変形されることにより、後方ロールマウンティングブラケット80の移動経路を更に一段と下方に誘導することができる(図6の矢印M4)、これにより、後方ロールマウンティングブラケット80が高電圧バッテリー40の前方部に直接衝突する現象を更に予防することができる。
以上説明したように、本発明に係る実施形態は、高電圧バッテリー40の前方側に配置された押圧防止構造物90を用いて衝突事故の際に後方ロールマウンティングブラケット80の移動経路を下方に誘導することができ、これにより、後方ロールマウンティングブラケット80が高電圧バッテリー40の前方部に衝突する現象を予防することができ、その結果、後方ロールマウンティングブラケット80による高電圧バッテリー40の損傷及び破損を予防することができるという利点がある。
本発明は、特定の実施形態について図示及び説明したが、以下の特許請求の範囲によって提供される本発明の技術的思想を逸脱することなく、本発明に多様な改良及び変形を加え得るのは、当業分野における通常の知識を有する者にとって自明であろう。
10 サブフレーム
11 フロントクロスメンバー
12 リアクロスメンバー
20 車体メンバー
30 センターフロア
40 高電圧バッテリー
50 モーター減速機アセンブリ
60 前方ロール
70 後方ロール
80 後方ロールマウンティングブラケット
90 押圧防止構造物
91 支持部
92 接触部
93 ビード
94 陰刻溝
110 車体クロスメンバー
111 メンバーサポート
120 トンネルレインフォースメントパネル
130 フロントフロア
140 フロントサイドメンバー
150、160 密閉空間
170 補強構造物
11 フロントクロスメンバー
12 リアクロスメンバー
20 車体メンバー
30 センターフロア
40 高電圧バッテリー
50 モーター減速機アセンブリ
60 前方ロール
70 後方ロール
80 後方ロールマウンティングブラケット
90 押圧防止構造物
91 支持部
92 接触部
93 ビード
94 陰刻溝
110 車体クロスメンバー
111 メンバーサポート
120 トンネルレインフォースメントパネル
130 フロントフロア
140 フロントサイドメンバー
150、160 密閉空間
170 補強構造物
Claims (10)
- 車両のセンターフロアの下方に搭載された高電圧バッテリーを保護するための装置であって、
前記高電圧バッテリーの前方側に位置し、衝突事故の際に、サブフレームに備えられた後方ロールマウンティングブラケットと接触し、前記後方ロールマウンティングブラケットとの接触時に前記サブフレームの後方への押圧を抑える押圧防止構造物を含むことを特徴とする車両用高電圧バッテリー保護装置。 - 前記押圧防止構造物が結合される車体クロスメンバーを更に含み、
前記車体クロスメンバーは、車両のフロントフロアに結合され、左右両端がフロントサイドメンバーと連結されるように結合されたことを特徴とする請求項1に記載の車両用高電圧バッテリー保護装置。 - 前記車体クロスメンバーに連結され、後方に延伸されるように配置されながら前記センターフロアに結合されたトンネルレインフォースメントパネルを更に含むことを特徴とする請求項2に記載の車両用高電圧バッテリー保護装置。
- 前記車体クロスメンバーと前記トンネルレインフォースメントパネルとが連結される部位は、密閉空間を有する閉断面で連結されたことを特徴とする請求項3に記載の車両用高電圧バッテリー保護装置。
- 前記車体クロスメンバーには、後方に延伸されながら前記センターフロアと結合された複数のメンバーサポートが一体に形成されたことを特徴とする請求項2に記載の車両用高電圧バッテリー保護装置。
- 前記押圧防止構造物は、
前記車体クロスメンバーに連結され、前方側へ突出したボックス形状の支持部と、
前記支持部の前面をカバーするように結合され、衝突事故による前記サブフレームの後方への押圧時に前記後方ロールマウンティングブラケットと接触するパネル形状の接触部と、
を含むことを特徴とする請求項2に記載の車両用高電圧バッテリー保護装置。 - 前記支持部の底面と前記接触部の下端とが連結される部位には、多数個のビードが前後方向に延設され、
前記ビードは、前記後方ロールマウンティングブラケットが前記接触部に接触するときに前記支持部の後方への押圧を抑制するように支持力を発揮することを特徴とする請求項6に記載の車両用高電圧バッテリー保護装置。 - 前記支持部の両側面には、縦方向に延伸された陰刻溝がそれぞれ設けられ、
前記陰刻溝は、前記ビードの支持力よりも大きな荷重が前記接触部を介して入力されたときに、前記支持部の後方への押圧が可能となるように前記支持部の変形を誘導することを特徴とする請求項7に記載の車両用高電圧バッテリー保護装置。 - 前記高電圧バッテリーの前方部には、内部に密閉空間を有する閉断面構造の補強構造物が備えられ、
前記補強構造物は、バッテリーケースの左右前方端を連結するように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の車両用高電圧バッテリー保護装置。 - 前記補強構造物の前方面は、衝突事故時に前記後方ロールマウンティングブラケットの下方移動挙動を誘導するために後方へ傾くように形成されたことを特徴とする請求項9に記載の車両用高電圧バッテリー保護装置。
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