JP2021528317A - 電池組立体を統合する車両の車体下部構造のアレンジメント、および、そのようなアレンジメントを有する車両 - Google Patents

Abstract

本発明は、電池一式（２０）を保護するためのデバイス（２）を備える車両（１）の車体下部構造のアレンジメントであり、車体下部構造が、サイドシル（３１）と、サイドシルを互いに接続する少なくとも１つの横方向障壁（３３）と、サイドシルおよび障壁を覆うように配置された床（３４）と、を横方向に備え、車両が、車両の下部構造の下に延在する少なくとも１つの機能性要素（４０）を備え、保護デバイス（２）が、車両を横切る軸に沿ってサイドシル（３１）と電池組立体（２０）の側縁部（２３）との間に配置された少なくとも１つのインサート（１０）を備える、アレンジメントであって、インサート（１０）が、特に機能性要素（４０）を受容するように構成された少なくとも１つの凹部により、機能性要素に従った形状とされることを特徴とする、アレンジメントに関する。本発明はまた、そのようなアレンジメントを備える車両に関する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の分野に関し、より詳細には、自動車両の分野に関する。本発明は、電池組立体の組込みを必要とする、完全にまたは部分的に電気式の推進を伴う車両の設計に特に適用可能である。

本発明は、電池および電池組立体を保護するためのデバイスを有する車両下部構造のアレンジメントに関する。

電池組立体に蓄えられた電気エネルギーを使用する駆動デバイスを有する車両、特に自動車両が知られている。一定の積載能力を維持するために、さらには優れた路面保持性能を持ち続けるために、そのような電池組立体を車両の車体の下に配置することが知られている。このことはまた、電池組立体のメンテナンスを行うこと、さらには必要に応じて電池組立体を迅速に交換することを可能にする。現在、そのようなアレンジメントの利点は証明されているが、そのような配置は、衝突が起きた際に、特に側面衝突が起きた際に電池組立体をしっかりと保護することに悪影響をもたらす。

具体的には、自動車両車体の下部構造は、とりわけ、車両の動作時に利用される技術的要素を支持するように設計される。例として、車両のブレーキ系、接地系、および／または電気系統が、外側から、すなわち下側を介して車両の床に固定される。これは、車体底面（ｓｏｕｓ ｃａｉｓｓｅ）アーキテクチャの問題を生じさせる。電池組立体の位置決めとこれらの系の動作の両方を組み合わせることが必要である。そのため、電池組立体と下部構造の長手方向縁部すなわち車両のスカートとの間に、技術上のスペースが残されなければならない。

電池組立体を長手方向縁部から分離するこの機能上のスペースに関して、欠点が指摘されてきた。この大部分は空のスペースは、側面衝突が起きた際に慣性を生じさせ、その結果、衝突の強さがほぼ完全に電池組立体に伝えられ、また、これは、修復不可能な損傷をこの組立体にもたらす場合があり、さらには極端な状況では火災の危険性をもたらす場合がある。車体底面の位置決めの結果として、電池組立体の垂直下方へのわずかな突出が、電池組立体を特に歩道への乗上げの際に衝突に対してより脆弱にすることも、指摘されている。

本明細書において提示される本発明は、電池組立体を保護するためのデバイスを有する車体下部構造のアレンジメントと、特に側面衝突が起きた際に電池組立体の劣化を制限することにより車両の安全面を改善するためにそのようなデバイスを有する車両と、を提案することにより、従来技術の解決策の欠点を解消する。

発明の主題
この目的のために、本発明の主題は、スカートと、スカートを互いに接続する少なくとも１つの横方向障壁と、スカートおよび障壁を覆うように配置された床と、を横方向に有する車体下部構造のアレンジメントに関するが、車両は、車両の下部構造の下に延在する少なくとも１つの機能性要素を有し、保護デバイスは、車両を横切る軸に沿ってスカートと電池組立体の側縁部との間に配置された少なくとも１つのインサートを有する。下部構造のアレンジメントは、インサートが、特に機能性要素を受容するための少なくとも１つのハウジングにより、機能性要素に従った形状とされるという点で、注目に値するものであり、このインサートは、内側部分、外側部分、および、前述の機能性要素を前述の保護手段に可逆的に取り付けることを可能にする少なくとも１つの固定インターフェースを備える。

有利には、横方向衝撃の力の吸収は、下部構造と電池組立体との間の距離が最小限にまで短縮されるので、改善される。したがって、インサートは、機能性要素を少なくとも部分的に取り囲むように設計され、これは、スカートと電池組立体との間の材料を含まないスペースを縮小する傾向がある。結果として、車両に横からぶつかる障害物によってもたらされる衝撃の力は、保護デバイスによって吸収される前に、まず、電池組立体を取り囲む力伝達手段に迅速に伝達される。

他の特性によれば、本発明の主題であるアレンジメントは、以下の特性を単独でまたは互いに組み合わせて含むことができる：
− インサートは、内側部分が側縁部の輪郭に実質的に一致する輪郭を有して側縁部を下から垂直に覆うことになるように、電池組立体に固着される内側部分を備え、
− インサートは、外側部分の少なくとも一部分、特に前方部がスカートの輪郭に実質的に一致する輪郭を有してスカートに沿って特におおよそ一定の間隔で横方向に延在するように、スカートに固着される外側部分を備え、
− インサートは、外側部分の少なくとも一部分、特に後方部が機能性要素の輪郭と実質的に同一の輪郭を有して機能性要素に沿っておおよそ一定の間隔で横方向に延在するように、機能性要素に固着される外側部分を備え、
− インサートは、プラスチック材料、特に複合材料を鋳造することによって作製され、
− 外側部分は、内側部分の高さよりも低い高さを有し、これらの部分は、補剛組立体に固定される単一のおおよそ平坦な内側面を画定し、
− 機能性要素は、電気制御系、ブレーキ系、および／または接地系に属し、
− 固定インターフェースは、外側部分を鋳造することによって作製され、インターフェースは、機能性要素を固定することを可能にする変形可能なフックのタイプのものであり、
− インサートは、垂直保護梁を介してスカートおよび／または電池組立体の側縁部に沿って側方衝撃を分散させることを可能にする、交差した補剛リブのメッシュを備え、
− 内側部分は、電池組立体を保護するための実質的に平坦な水平仕切りによって区切られる電池組立体の底面の外へ垂直に突出し、
− 外側部分は、内側部分の周りにその内側縁部が延びる空中仕切り（ｃｌｏｉｓｏｎ ａｅｒａｕｌｉｑｕｅ）によって覆われ、空中仕切りおよび外側部分は、機能性要素が長手方向に貫通するスペースを画定する。

本発明はまた、上記の特性のうちの少なくともいずれか１つを有するアレンジメントを備える、特に自動車両タイプの車両に関する。

本発明のいくつかの目標、特性、および利点は、添付の図面を参照しながら、単に非限定的な例として記載された以下の説明を読めば、明らかになるであろう。

本発明による車両の下方からの部分的な概略図である。 本発明による、電池組立体のインサートを示す、空中仕切りが取り除かれた図１における車両の側面の拡大図である。 インサートが取り除かれた、図１における車両の反対側の側面の拡大図である。 本発明による車両の車体下部構造の側面のアレンジメントを図２における断面線Ａ−Ａでの斜視図で概略的に示す図である。 本発明による車両の車体下部構造の反対側の側面のアレンジメントを図２における断面線Ｂ−Ｂにおいて概略的に示す図である。

本発明の好ましい実施形態の説明
説明全体にわたって、前方および後方は、自動車両の移動方向に従って定められる。一直線に前進する場合、車両は、Ｘ軸に沿って後方から前方へ進む。さらに、車両は、Ｘ軸およびＹ軸を含む水平な地面上にあると見なされる。「下部の（ｉｎｆｅｒｉｅｕｒ）」および「上部の（ｓｕｐｅｒｉｅｕｒ）」という用語は、垂直軸Ｚを参照する。

図１は、下から見た車両１を概略的に示し、少なくとも車両の一部分は、電池組立体２０に隣接するように配置された後輪車軸３を有し、それらはどちらも車両の車体下部構造に接続されている。電池組立体２０は、単体で実現されたモジュールであり、かつ、電気駆動系を装備した車両のための優れた路面保持性能を維持することを目的として、後輪車軸３に近接して横方向軸に沿って車両の中心に優先的に配置される。車体下部構造は、横方向障壁３３により互いに接続されたスカート３１、３２と、それらに覆い被さる床３４と、を備える。スカート３１、３２は、車体側部ライニング３８（図示せず）で構成され、このライニング３８は、図４および５において可視とされているように、好ましくはＵ形状断面の補強材３７に接続されている。したがって、車両の車体下部構造は、車両の左手下部または右手下部に位置するスカート３１、３２を備え、これは、閉じたセクションを有する。各スカート３１、３２は、接続部品３６、３９、４６および補強部品５１、５２で部分的に構成された補剛組立体３０により、車両の内側に向かって側方に延長される。接続部品３６、３９、４６は、床３４に加えてスカート３１、３２を互いに接続することを可能にする。接続部品３９は、床３４とともに横方向梁を形成するように床３４に接続されたクロスメンバであってもよい。他の接続部品３６および４６は、それぞれスペーサおよび固定板であってもよく、スペーサは、固定板をクロスメンバに接合するが、固定板は、片側ではスカート３１、３２の補強材３７に溶接され、反対側ではスペーサに溶接される。補強部品５２は、接続部品３６および３９を互いに接続する。補強部品５１は、接続部品３６およびスカート３１、３２を互いに接続することにより、接続部品４６を部分的に覆うことになる。

補剛組立体３０は、電池組立体２０の重量を支持することを可能にする剛性を保証し、電池組立体２０は、車両の下側を介して床３４に取り付けられ、かつ、床３４に例えば直接に固定される。

補剛組立体３０の配置は、スカート３１、３２および電池組立体２０と相まって、機能性要素４０が収容されるスペースを区切る。

機能性要素４０は、車両の電気制御系に属してもよく、この電気制御系は、機能制御を行うために車両に搭載されたセンサまたはコンピュータに特に接続されるように構成された電気ケーブル４１、４３、４４のタイプのものであり得る。電気制御系は、アクチュエータ、例えば車両の電気駆動モータに給電するために電流が流れるケーブルのタイプのものであってもよい。

機能性要素４０は、液圧ライン４５のタイプのものであり得るブレーキ系に属してもよい。

機能性要素４０は、後輪車軸３に接続された関節アーム４２のタイプのものであり得る接地系に属してもよい。関節アーム４２は、一方の端部では車軸に接続され他方の端部ではクレビス４２２に取り付けられた軸受４２３により床３４に接続された、レバー４２１を含み得る。クレビス４２２はまた、制動系の液圧ライン４５を支持するための手段を形成し得る。

したがって、床３４の下部は、電池組立体２０の側縁部を介して両側で電池組立体２０の周りに延びる、複数の機能性要素４０を備える。床３４の下部はまた、電池組立体２０を車両の車体下部構造に固定するための手段２１、２２を備える。この手段は、前方支持体および後方支持体で構成されてもよく、これらの支持体は、一方の側では例えばかみ合いにより電池組立体２０の横方向フランクに取り付けられ、もう一方の側では例えばねじ込み（ｖｉｓｓａｇｅ）により床３４に取り付けられる。これは、有利には、電池組立体のメンテナンスを確実にするために、電池組立体２０の取付けを可逆的にする。

電池組立体２０は、電池組立体２０の縁部を、最低限でも電池組立体２０の側縁部を、部分的に包囲する、少なくとも１つの垂直梁２４で構成された力伝達手段を備える。前方横方向縁部は、スカート３１、３２を接続する横方向障壁３３の近位に配置される。横方向障壁３３は、内側に電池組立体２０の前方縁部が配置される凹形の輪郭を有するように、型打ちされた部分を中心に有し得る。したがって、正面衝突が起きた際に、電池組立体２０を保護するために、衝突のエネルギーは、スカート３１、３２のそれぞれに伝達され得る。

下部構造のアレンジメントは、スカート３１、３２と電池組立体２０との間に横方向に収容されたインサート１０を含む、電池保護デバイス２を備える。

図１では、車両の下側は、左側インサートおよび右側インサートを対称的に備え、それぞれのインサートは、電池組立体２０とそれぞれのスカート３１、３２との間に収容されている。

各インサート１０は、スカート３１、３２を電池組立体２０から分離する領域内に存在する機能性要素に従った形状とされる。

車両の左手側を示す図２における下部構造のアレンジメントの実施形態では、機能性要素４０は、電気ケーブル４１、４４であり、別の機能性要素は、接地系の関節アーム４２であり、別の機能性要素は、前述の固定手段２１、２２である。

インサート１０は、内側部分１２および外側部分１１を備える。

インサート１０は、鋳造により単体で実現される。

変形実施形態によれば、外側部分１１および内側部分１２のうちの一方は、異なるプラスチック材料さらには例えば複合材料による外側部分１１および内側部分１２のうちのもう一方をオーバモールドすることによって実現される。

内側部分１２は、外側部分１１を鋳造することによって実現された固定インターフェース１３、１４をそれが有するという点で、電気ケーブル４１、４３、４４に従った形状とされる。固定インターフェースは、固定されるべき機能要素の寸法に従った形状とされた変形可能なフックのタイプのものであることが好ましい。固定インターフェースの全てが、この場合では電池組立体２０を保護するためのデバイスのインサートの外側部分であるたった１つの部品上に組み付けられるので、そのような設計は、機能性要素を迅速に取り付けることを可能にする。

インサート１０は、その中にクレビス４４２が配置されるハウジングを備え、クレビス４４２には、関節アーム４２のための関節軸受４２３が取り付けられる。ハウジングは、インサートの外側部分１１の厚さ全体にわたって延在する。

インサート１０はまた、その中に前述の固定手段２１、２２が配置される凹部を備える。

図２では、ケーブル４１、４３、４４は、内側部分１２の厚さよりも薄い厚さを有するインサートの外側部分１１の下を通過する。

図１では、外側部分１１だけが、空中仕切り３５によって覆われている。そのような覆いは、図５において可視とされているように、ケーブル４１、４３、４４が通過する、Ｚ方向におけるスペースを作り出すことを可能にする。

図３では、下部構造の右側は、車両のブレーキ系に属する液圧ライン４５のタイプのものである機能性要素４０を有して示されている。この場合も先と同様に、ブレーキ系は、電池組立体２０とスカート３との間に延在する。電池組立体２０を保護するためのデバイス２は、液圧ライン４５に適応される。この目的のために、インサート１０は、補剛デバイス３０に直接面するその内側面上に形成された溝を、その外側部分１１に有する。

外側部分１１のそのような成形は、液圧ライン４５の位置決めを可能にする。

外側部分１１の外側縁部は、Ｙ方向において実質的に一定の距離を保ちながら、スカート３１、３２の補強材３７によって画定された輪郭に従う。結果として、インサート１０は、スカート３１、３２に対して加えられる側面衝突のエネルギーを伝達するために、迅速に利用される。

内側部分１２の内側縁部は、垂直梁２４が接して配置される電池組立体２０の縁部２３によって画定された輪郭に実質的に従う。そのような設計は、スカート３１、３２に加えられた側面衝突の力を、電池組立体２０を包囲するように成形された垂直梁２４で部分的に構成されたフレームに沿って直接分散させることを有利に可能にする。

例えば車両が歩道に乗り上げる際に車体の下側から生じ得るいかなる衝撃からも電池組立体２０の底部を保護するために、保護デバイス２は、電池組立体２０を局所的に覆うことになるように成形され、その結果、保護デバイス２は、電池組立体２０の下に延在する。この目的のために、保護デバイス２は、車体構造に固定されると、電池組立体２０の下面を覆うことになる実質的に平坦な水平保護仕切り２５によって区切られる電池組立体２０の底面から内側部分１２が垂直に突出するような高さを備える。したがって、インサート１０の下部と水平仕切り２５との間の距離は、５から１０ｍｍの間である。

内側部分１２はまた、長手方向溝１５を備え、この長手方向溝１５は、垂直梁２４により電池組立体２０が対接する、Ｚ方向における止め具として機能する。内側部分１２の外へ横方向に突出する溝１５は、電池組立体２０に対するインサート１０の割出しを可能にする。

インサート１０の外側部分１１のみを覆う空中仕切り３５は、その側方領域のうちの一方により、スカート３１、３２の補強材３７に直接固定され、それに対向する空中仕切り３５の側方領域のうちの他方は、実質的に内側部分１２と一直線になることになる。内側部分１２は、リブのメッシュによって分離される中実領域および中空領域を有するので、空中仕切り３５によって実現されるのと同一の、車体底面乱流の影響の局所的な低減を確実にする。

上記で説明されたような車体下部構造のアレンジメントは、電池組立体２０を保護するためのデバイス２のインサート１０のそれぞれを固定することによって部分的に可能とされる。各外側部分１１または内側部分１２は、この目的のために、少なくとも１つのバレルを備え、車両の車体を補剛するためのデバイス３０にインサート１０を直接固定するためのねじが、このバレルを通して配置される。

上記で説明された車体下部構造のアレンジメントは、衝突が起きた際の動的慣性を低減することを狙いとする電池組立体２０を保護するためのデバイスを組み込むことを提案することにより車両の乗員の保護を改善することを可能にするという点で、注目に値する。車体下部構造の構造要素に対する、また、下部構造に存在する機能性要素に対する、インサート１０の近接性は、スカート３１、３２に加わる側面衝突の力をほぼ瞬時に分散させることを有利に可能にする。

各インサート１０はまた、固定手段を組み込むように成形され、これにより、車両が電気駆動系を備えるかどうかによって、様々なタイプの車両のための車体底面機能要素を共有することが可能になる。

保護デバイス２は、電池組立体２０のほぼ全長にわたって長手方向に延在し、これは、スカート３１、３２に加えられる側方衝撃の激しさを軽減する傾向があるので、保護デバイス２を組み込むことは、なおさら注目に値する。

補剛リブのメッシュに基づくインサート１０の構造は、剛性と低重量の両方を組み合わせることを可能にする。

Claims (12)

1. 電池組立体（２０）を保護するためのデバイス（２）を有する車両（１）の車体下部構造のアレンジメントであり、前記車体下部構造が、スカート（３１、３２）と、前記スカートを互いに接続する少なくとも１つの横方向障壁（３３）と、前記スカートおよび前記障壁を覆うように配置された床（３４）とを横方向に有し、前記車両が、前記車両の前記下部構造の下に延在する少なくとも１つの機能性要素（４０）を有し、前記保護デバイス（２）が、前記車両を横切る軸に沿ってスカート（３１、３２）と前記電池組立体（２０）の側縁部（２３）との間に配置された少なくとも１つのインサート（１０）を有する、アレンジメントであって、前記インサート（１０）が、特に前記機能性要素（４０）を受容するための少なくとも１つのハウジングにより、前記機能性要素に従った形状とされ、前記インサート（１０）が、内側部分（１２）、外側部分（１１）、および、前記機能性要素（４０）を前記保護手段に可逆的に取り付けることを可能にする少なくとも１つの固定インターフェース（１３、１４）を備えることを特徴とする、アレンジメント。
2. 前記インサートが、内側部分（１２）が前記側縁部（２３）の輪郭に実質的に一致する輪郭を有して前記側縁部（２３）を下から垂直に覆うことになるように、前記電池組立体に固着される前記内側部分（１２）を備えることを特徴とする、請求項１に記載のアレンジメント。
3. 前記インサートが、外側部分（１１）の少なくとも一部、特に前方部が前記スカート（３１、３２）の輪郭に実質的に一致する輪郭を有して前記スカートに沿って特におおよそ一定の間隔で横方向に延在するように、前記スカート（３１、３２）に固着される前記外側部分（１１）を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載のアレンジメント。
4. 前記インサートが、外側部分（１１）の少なくとも一部、特に後方部が前記機能性要素（４０）の輪郭に実質的に一致する輪郭を有して前記機能性要素（４０）に沿っておおよそ一定の間隔で横方向に延在するように、前記機能性要素（４０）に固着される前記外側部分（１１）を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載のアレンジメント。
5. 前記インサートが、プラスチック材料、特に複合材料を鋳造することによって作製されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のアレンジメント。
6. 前記外側部分（１１）が、前記内側部分（１２）の高さよりも低い高さを有し、前記外側部分および前記内側部分が、補剛組立体（３０）に固定される単一のおおよそ平坦な内側面を画定することを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のアレンジメント。
7. 前記機能性要素（４０）が、電気制御系、ブレーキ系、および／または接地系に属することを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のアレンジメント。
8. 前記固定インターフェース（１３、１４）が、前記外側部分（１１）を鋳造することによって作製され、前記インターフェースが、前記機能性要素（４０）を固定することを可能にする変形可能なフックのタイプのものであることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のアレンジメント。
9. 前記インサートが、垂直保護梁（２４）を介して前記スカート（３１、３２）および／または前記電池組立体（２０）の側縁部（２３）に沿って側方衝撃を分散させることを可能にする交差した補剛リブのメッシュを備えることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のアレンジメント。
10. 前記内側部分（１２）が、前記電池組立体を保護するための実質的に平坦な水平仕切り（２５）によって区切られる前記電池組立体の底面の外へ垂直に突出することを特徴とする、請求項９に記載のアレンジメント。
11. 前記外側部分（１１）が、前記内側部分（１２）の周りにその内側縁部が延びる空中仕切り（３５）によって覆われ、前記空中仕切りおよび前記外側部分（１１）が、前記機能性要素（４０）が長手方向に貫通するスペースを画定することを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載のアレンジメント。
12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載に記載のアレンジメントを備えることを特徴とする、特に自動車両タイプの車両。
    

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