電動車輛的電池搭載結構的制作方法

專利名稱：電動車輛的電池搭載結構的制作方法
技術領域：
本發明屬于與電動車輛的電池搭載結構相關的技術領域，該結構中在車室地板的下側搭載有電池組件。
背景技術：
一般而言，在電動汽車等電動車輛中，多個電池模塊以組合化的狀態搭載在車室地板的下側。這樣的電池組件通常與車身部件接合。例如日本專利公開公報特開 2006-224877號(專利文獻1)中，包括燃料電池的電池組件的框架以橫跨在一對從前縱梁的車身后側部延伸設置的延伸縱梁的各底壁上的狀態設置，該電池組件的框架在其長度方向的多個部位通過連接螺栓接合于延伸縱梁。然而，上述專利文獻1中，電池組件的延伸縱梁上的連接部(接合部)只是在車輛前后方向上隔開適當的間隔地布置，因此電池組件并不有助于提高車身扭轉剛性，由于重量大的電池組件的接合反而有可能導致車身扭轉剛性降低。

發明內容
本發明鑒于上述的問題而作，其目的在于提供一種利用搭載于車室地板下側的電池組件來提高車身扭轉剛性的電動車輛的電池搭載結構。為了實現上述目的的本發明以電動車輛的電池搭載結構為對象，其中，在構成車室地板的底板的下側搭載有包括電池模塊和支撐該電池模塊的支撐部件的電池組件，在所述支撐部件的車寬方向兩側的各端部設有與車身部件接合的多個側方接合部，各所述側方接合部接合于所述車身部件中位于與該車身部件不同的其他車身部件的近傍位置的部位，所述其他車身部件是與所述底板一體的底板橫梁、將前縱梁與下邊梁接合的抗扭箱 (torgue box)、以及所述底板的上彎部的至少一者。根據本發明，由于各側方接合部接合于車身部件中剛性高的部位，因此，電池組件的剛性與車身部件的剛性有效地配合，從而能夠提高車身部件及電池組件整體的車身扭轉剛性。此外，利用電池組件，能夠提高車身部件的對抗車寬方向的力的強度，提高車輛的抗側面碰撞性能。所述電動車輛的電池搭載結構中較為理想的是，所述支撐部件在所述電池組件的車寬方向兩側的各端部具有沿車輛前后方向延伸的前后方向延伸設置部，在各所述前后方向延伸設置部設有所述多個側方接合部的至少一部分，設置在各所述前后方向延伸設置部上的所述側方接合部接合于作為所述車身部件以沿車輛前后方向延伸的狀態設置的前后方向框架部件。根據該結構，利用前后方向延伸設置部來提高電池組件的剛性，并且由于設于前后方向延伸設置部的側方接合部接合于沿車輛前后方向延伸的前后方向框架部件中底板橫梁的近傍位置、或該前后方向框架部件中抗扭箱的近傍位置、或該前后方向框架部件中上彎部的近傍位置，因此，能夠進一步提高車身扭轉剛性以及車輛的抗側面碰撞性能。
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較為理想的是，所述前后方向框架部件是設置在所述底板的下表面且與該底板一體的前地板框架。根據該結構，能夠有效地提高車身扭轉剛性以及車輛的抗側面碰撞性能，并且能夠盡可能地抑制在車輛側面碰撞時地板隧道部的變形。所述電動車輛的電池搭載結構中較為理想的是，所述電池組件包括第1搭載部， 搭載于所述車室地板的前地板部的下側；第2搭載部，與所述第1搭載部的后側相接續地設置，并且搭載于所述車室地板的后地板部的下側；其中，所述支撐部件具有沿車寬方向延伸的車寬方向延伸設置部，該車寬方向延伸設置部設于所述第ι搭載部與所述第2搭載部的連接部，所述車寬方向延伸設置部的兩側的各端部設有所述多個側方接合部的一部分，設置在所述車寬方向延伸設置部的所述側方接合部接合于作為所述車身部件的下邊梁中所述上彎部的近傍位置的部位。S卩，底板中與電池組件的第1搭載部和第2搭載部的連接部對應的部分是高度位置在從前地板部到后地板部的范圍增高的上彎部，由于該上彎部相對于前地板部立起，因此是底板中具有與底板橫梁的設置部位同樣高剛性的部分，若進一步提高該上彎部的強度和剛性則更為理想。為此，通過在設于第1搭載部和第2搭載部的連接部上的車寬方向延伸設置部的兩端上設置側方接合部，并且使該側方接合部接合于下邊梁中上彎部的近傍位置，能夠利用車寬方向延伸設置部增強上彎部，能夠進一步提高車身扭轉剛性及車輛的抗側面碰撞性能。所述電動車輛的電池搭載結構中較為理想的是，各所述前后方向延伸設置部的車輛前側端部接合于支撐前輪懸架臂的懸架橫梁。根據該結構，前后方向延伸設置部與懸架橫梁的接合部位在車輛與障礙物發生前碰撞時發揮負荷路徑的作用，能夠借助所述接合部位將電池組件的重量分量的負荷傳遞給懸架橫梁。該懸架橫梁通常位于驅動電動車輛的動力組件的緊后側，在車輛的前碰撞時基于動力組件后退而與動力組件較早地碰撞，因此，傳遞到所述懇架橫梁的電池組件的重量分量的負荷通過動力組件立即傳遞至障礙物。換句話說，碰撞負荷經由動力組件及懸架橫梁較早地傳遞給電池組件。在此，在動力組件接合于懸架橫梁的情況下，電池組件的重量分量的負荷更加早地傳遞至障礙物(即，碰撞負荷更加早地傳遞到電池組件)。因此，在車輛前碰撞時，沖擊力最初作用于電池組件，之后沖擊力遲一步作用于車室。其結果，能夠降低作用于車室的沖擊力，能夠抑制車室的變形。這樣，僅通過將前后方向延伸設置部的車輛前側端部接合于懸架橫梁，就能夠抑制車室的變形而無需將車室設置為能夠承受得住大的沖擊力那樣的牢固的結構。此外，基于前后方向延伸設置部與懸架橫梁的接合，能夠提高懸架橫梁的剛性，還能夠提高車身扭轉剛性。在所述前后方向延伸設置部接合于懸架橫梁的情況下較為理想的是，驅動所述電動車輛的動力組件、所述懸架橫梁、以及所述電池組件按此順序從車輛前側向后側排列并且以在上下方向上彼此重疊的狀態設置。根據該結構，在車輛前碰撞時，能夠容易地將電池組件的重量分量的負荷經由懸架橫梁及動力組件較早地傳遞給障礙物。在所述動力組件、所述懸架橫梁、以及所述電池組件如上述那樣配置的情況下較為理想的是，所述動力組件與所述懸架橫梁連接。根據該結構，在車輛前碰撞時，能夠將電池組件的重量分量的負荷經由懸架橫梁及動力組件更早地傳遞給障礙物。在所述前后方向延伸設置部接合于懸架橫梁的情況下較為理想的是，所述電池組件包括第1搭載部，搭載于所述車室地板的前地板部的下側；第2搭載部，與所述第1搭載部的后側相接續地設置，并且搭載于所述車室地板的后地板部的下側；其中，所述第2搭載部的車寬方向的長度大于所述第1搭載部的車寬方向的長度，各所述前后方向延伸設置部分別設于所述第1搭載部的車寬方向兩側的端部，并且從所述第2搭載部的車輛前側端部向車輛前側延伸。由此，第2搭載部與第1搭載部相比，車寬方向的長度大，而且通常第2搭載部的高度也大，因此，能夠搭載更多電池模塊，從而相應地重量也增加。但是，即使第2搭載部的重量如此地增加，也能夠在車輛前碰撞時利用從第2搭載部的車輛前側端部向車輛前側延伸的前后方向延伸設置部，將第2搭載部的重量分量的負荷有效地傳遞給懸架橫梁(進而傳遞給障礙物)。


圖1是表示應用了本發明的實施方式所涉及的電池搭載結構的電動車輛的底板下側的結構的從斜下側觀察時的立體圖。圖2是表示上述車輛的底板的下側的結構的仰視圖。圖3是懸架橫梁及電池組件前部的側視圖。圖4是圖2的IV-IV線剖視圖。圖5是表示電池組件的立體圖。圖6是表示拆除電池組件的上側罩部件及下側罩部件后的狀態的立體圖。圖7是圖2的VII-VII線剖視圖。
具體實施例方式下面，根據附圖詳細說明本發明的實施方式。圖1及圖2是表示應用了本發明的實施方式所涉及的電池搭載結構的電動車輛 (本實施方式中為電動汽車，以下簡稱為車輛)的圖。具體而言，在該圖1和圖2中，表示構成車輛的車室地板的底板1的下側的結構。以下，將該車輛的前、后、左、右、上及下分別簡稱作前、后、左、右、上及下。此外，在圖1至圖7中，以箭頭標記Fr表示車輛前側。上述底板1包括前地板部la、及位于比該前地板部Ia更后側的后地板部lb。在前地板部Ia與后地板部Ib之間設有階差狀的上彎部lc(參照圖7)，基于該上彎部lc，后地板部Ib的高度位置高于前地板部la。在后地板部Ib的上表面設置有后排坐席(未圖示)，前地板部Ia的后部的上表面是乘坐在該后排坐席上的乘員的擱腳處。在前地板部Ia的前部的上表面，沿車寬方向并列設置有駕駛席座椅及助手席座椅(均未圖示)。前地板部Ia的前端部與前圍板(未圖示)的下端部接合。前地板部Ia的車寬方向兩端部與沿前后方向延伸的左右一對下邊梁12 (僅示于圖2、接合。
在前地板部Ia下表面的比車寬方向兩端部更靠近車寬方向內側的部分(未圖示的地板隧道部的車寬方向兩外側)，沿前后方向延伸的左右一對前地板框架7與底板1 一體設置。各前地板框架7隨著向后方延伸而稍向車寬方向內側傾斜。S卩，左右前地板框架 7的間隔越靠近后方越小。左右前地板框架7的前端部以插入左右前縱梁8的后端部的中空剖面內的狀態而與該后端部分別連接。在前地板部Ia上表面的前后方向中間部，沿車寬方向延伸的前側底板橫梁13以及后側底板橫梁14與底板1 一體設置(參照圖2及圖7)。前側底板橫梁13的左右兩端部以及后側底板橫梁14的左右兩端部分別與左右的下邊梁12接合。上述上彎部Ic相對于前地板部Ia立起，由此，上彎部Ic在底板1之中具有與上述前側底板橫梁13以及后側底板橫梁14的設置部位同樣高剛性。另外，上彎部Ic上也可以設置與該上彎部Ic 一體的底板橫梁。前側底板橫梁13和后側底板橫梁14之間的距離與前側底板橫梁13和后述的抗扭箱15 (參照圖2)之間的距離大致相同，也與后側底板橫梁14和上彎部Ic之間的距離大致相同。即，前地板部Ia中，剛性高的部分以沿前后方向大致等間隔地排列的方式設置，由此使前地板部Ia的抗側面碰撞性能與前后方向的碰撞位置無關地成為同等程度。左側的前縱梁8的后端部與左側的下邊梁12的前端部之間、以及右側的前縱梁8 的后端部與右側的下邊梁12的前端部之間，分別設置有將前縱梁8與下邊梁12接合的抗扭箱15 (僅示于圖2、。這些抗扭箱15將前縱梁8的高度位置有變化(隨著靠近后側而高度逐漸變低)的下彎部8a(參照圖4)的彎曲剛性予以提高，防止車輛的前碰撞時該部分折曲ο后地板部Ib的后端部連接于行李艙底板3的前端部。在該行李艙底板3上，以向下側凸出的方式形成備用輪胎座3a(參照圖1)。在后地板部Ib及行李艙底板3的下表面的車寬方向兩端部，分別設有沿前后方向延伸的左右一對后縱梁9。左右后縱梁9的前端部分別連接于上述左右下邊梁12的后端部。在后地板部Ib的下表面的后端部，設有沿車寬方向延伸且連接上述左右后縱梁9彼此的后橫梁10。左右后縱梁9的間隔大于左右前地板框架7的間隔。如圖2所示，在對應于前縱梁8的下彎部8a的前后位置(后述的電池組件21的前側)，設置有沿車寬方向延伸并且支撐左右前輪懸架臂17的懸架橫梁16。在懸架橫梁16 的前部的左右兩側的端部分別設有向上側延伸且遠端與左右前縱梁8中比下彎部8a更前側的部分分別接合的前側接合部16a(參照圖幻。此外，在懸架橫梁16的后部的左右兩側的端部分別設有與左右抗扭箱15的下表面分別接合的后側接合部16b (形成有供從抗扭箱 15的下表面向下方延伸的螺栓軸穿過的貫穿孔的部分)。在上述懸架橫梁16的緊前側，設有驅動上述車輛的動力組件81。該動力組件81 的具體結構省略，但其是由包括電動機的電動機組件和包括用于向前輪傳遞該電動機組件的電動機的驅動力的動力傳遞機構(減速機構和差動機構)的變速驅動橋以沿車寬方向并列的方式接合成一體的動力組件。電動機組件的電動機軸(即驅動軸)的軸心、與電動機軸連接的變速驅動橋(減速機構)的輸入軸的軸心、以及通過等速萬向節連接于前輪驅動軸的變速驅動橋(差動機構)的輸出軸的軸心均沿車寬方向延伸。因此，作為動力組件81 整體的軸心也沿車寬方向延伸。
上述動力組件81的車寬方向兩端部通過未圖示的支架和包括橡膠襯套的裝配部主體，分別彈性支撐在左右前縱梁8上。此外，如圖2和圖4所示，動力組件81的車寬方向的中央部的下部通過扭力桿85與上述懸架橫梁16連接。基于動力組件81的車寬方向兩端部的上述彈性支撐，動力組件81整體可繞沿車寬方向延伸的軸轉動(擺動)，但是上述扭力桿85限制動力組件81整體繞上述軸過度轉動。扭力桿85的前端部通過橡膠襯套86繞沿車寬方向延伸的軸可轉動地與動力組件81的車寬方向中央部連接，扭力桿85的后端部通過橡膠襯套87繞沿車寬方向延伸的軸可轉動地與懸架橫梁16的車寬方向中央部連接。上述動力組件81、上述懸架橫梁16、以及后述的電池組件21按如此順序從前側向后側依次排列并且以在上下方向上彼此重疊的狀態設置。即，懸架橫梁16和電池組件21 位于相同的高度位置，并且懸架橫梁16和電池組件21位于與動力組件81的下部相同的高度位置(位于與扭力桿85相同的高度位置)。圖5表示搭載于上述底板1的下側的電池組件21，圖6表示從電池組件21拆除罩部件(后述的上側罩部件23和下側罩部件24)后的狀態。另外，以下說明的電池組件21 的前、后、左、右、上及下分別是在電池組件21搭載于上述車輛的狀態下的前、后、左、右、上及下，與上述車輛的前、后、左、右、上及下相同。上述電池組件21具有多個(本實施方式中為14個)電池模塊22 (參照圖6)、支撐該多個電池模塊22的作為支撐部件的框架部件40、60 (參照圖6)、以及上側罩部件23 (參照圖5)和下側罩部件參照圖1、圖2)。即，在底板1的下側，以組合化的狀態搭載多個電池模塊22。電池組件21具有搭載于前地板部Ia下側的第1搭載部21a ；與該第1搭載部21a的后側接續地設置且搭載于上述后地板部Ib下側的第2搭載部21b。上述上側罩部件23及下側罩部件M覆罩上述多個電池模塊22的周圍。S卩，在上側及下側罩部件23、24間，形成收容電池模塊22及框架部件40、60的空間。但是，框架部件40、60的一部分從上側罩部件23的周邊部與下側罩部件M的周邊部之間突出到外側， 由此，框架部件40、60的外側面的一部分與外界空氣接觸。并且，電池組件21具有用于向該電池組件21內(收容有電池模塊22的空間) 導入空氣(外界空氣)的空氣導入口 37(參照圖5)、用于排出該導入的空氣的空氣排出口 38 (參照圖1)、以及用于進行該空氣的導入及排出的風扇(未圖示)。上述空氣導入口 37 及上述空氣排出口 38分別形成于上側罩部件23的前端部及后端部，上述風扇設置在上述空氣排出口 38的附近。于是，借助上述風扇的工作，從空氣導入口 37導入空氣(外界空氣)，該空氣在電池組件21內部的電池模塊22與上側罩部件23及與下側罩部件M之間從前側流向后側并從空氣排出口 38排出，從而冷卻電池組件21內部(電池模塊22)。上側罩部件23從前側起依序分割成第1部23a、第2部2 及第3部23c，第1部 23a及第2部2 位于第1搭載部21a，第3部23c位于第2搭載部21b。第1部23a位于第1搭載部21a的四個電池模塊22的上側，第2部2 位于后述電子元件安裝部27的上側。第3部23c的上表面與后地板部Ib的高度位置對應，第1部23a及第2部23b的上表面與前地板部Ia的高度位置對應。因此，第3部23c的上表面位于比第1部23a及第2部 23b的上表面更上側的高度位置。此外，下側罩部件M被分割成第1部2 及第2部Mb， 第1部2 位于第1搭載部21a，第2部24b位于第2搭載部21b。下側罩部件M的第1 部2 及第2部Mb的下表面位于相同的高度位置。
在上側罩部件23的第3部23c的上表面設有蓋部件25。該蓋部件25覆蓋為了將未圖示的安全塞插入塞座35 (參照圖6)中而設在第3部23c上表面的插塞用孔(未圖示)。該安全塞基于安全上的觀點考慮為了在電池組件21制造時阻斷高壓電路的一部分而從塞座35中拔出，通過將安全塞插入塞座35，被阻斷的部位便被連接。在電池組件21搭載到車輛上之前不安裝蓋部件25，而將插塞用孔開放。在將該電池組件21搭載到底板1下側之后，從車室側將安全塞插入塞座35中。即，在后排坐席下側的后地板部Ib上形成有維護孔，經由該維護孔及插塞用孔將安全塞插入塞座35中，然后利用蓋部件25覆蓋插塞用孔。在電池組件21的前端部設置有逆變器連接用端子31，該逆變器連接用端子31用于將設置于動力組件81的上側的未圖示的逆變器與電池組件21電連接。由此，電池組件 21的電力通過上述逆變器向動力組件81中的電動機組件的電動機供應。逆變器連接用端子31如后所述由框架部件40中的框狀框架部41的前部41a上所設的逆變器連接用端子支撐部44 (參照圖6)支撐。如圖6所示，電池組件21中的多個電池模塊22為同一形狀，從電池模塊22的長度方向的一側觀察到的剖面形狀是長方形。即，各電池模塊22呈大致長方體形狀。各電池模塊22在其內部收容多個(一百至數百個左右)圓筒狀的單體電池(cell)。此處，將電池模塊22中上述長方形剖面的長邊所延伸的方向稱為寬度方向，將上述長方形剖面的短邊所延伸的方向稱為厚度方向。在電池組件21的第1搭載部21a中，上述電池模塊22以其長度方向與車寬方向一致且上述長方形剖面的短邊為縱邊(電池模塊22的厚度方向與上下方向一致且電池模塊22的寬度方向與前后方向一致)的方式，沿前后方向排列地設置多個(在本實施方式中為4個)。另一方面，在第2搭載部21b中，上述電池模塊22以其長度方向與前后方向一致且上述長方形剖面的長邊成為縱邊(電池模塊22的寬度方向與上下方向一致且電池模塊 22的厚度方向與車寬方向一致)的方式，沿車寬方向排列地設置多個(在本實施方式中為 10個)。第1搭載部21a包括安裝有例如與對電池模塊22進行充放電控制等相關的IC、 電阻或繼電器等電子元件(未圖示)的電子元件安裝部27。搭載于上述車輛中的電池組件21的第1搭載部21a中的該電子元件安裝部27位于前地板部Ia的后部(乘坐在后排坐席上的乘員的擱腳處)的下側。在第1搭載部21a中的前地板部Ia的前部的下側位置 (即電子元件安裝部27的前側)，設置有上述四個電池模塊22。上述電子元件安裝部27包括具有上表面的托盤觀，該上表面呈與安裝的電子元件的形狀對應的形狀。在該托盤觀上安裝有上述電子元件。并且，搭載于上述車輛中的電池組件21的第1搭載部21a上的電子元件安裝部27的托盤觀上安裝的電子元件的最大高度位置位于比該第1搭載部21a的電池模塊22的上表面低的位置。第1搭載部21a具有支撐該第1搭載部21a中的多個電池模塊22和上述電子元件安裝部27的托盤觀的框架部件40，第2搭載部21b具有支撐該第2搭載部21b中的多個電池模塊22的框架部件60。第1支撐部21a的框架部件40具有包括前部41a、后部41b及左右一對側部41c 的框狀框架部41。框狀框架部41的前部41a沿車寬方向延伸，其兩端部與沿前后方向延伸的左右側部41c的前端部分別連接。框狀框架部41的后部41b延伸至左右側部41c的車寬方向更外側，兩側部(左右的側部)41c連接于后部41b的車寬方向中間部。S卩，兩側部41c分別設于第1搭載部21a的車寬方向兩側的端部，且從第2搭載部21b的前端部向前側延伸。框狀框架部41的前部41a上設有支撐逆變器連接用端子31的逆變器連接用端子支撐部44。框狀框架部41的后部41b及兩側部41c形成為剖面長方形且內部為中空。此外，上述框架部件40在框狀框架部41的左右的側部41c的前后方向中間位置 (四處)，還具有將該兩側部41c彼此予以連接的四個中間框架部42。所述四個中間框架部 42及框狀框架部41的前部41a支撐第1搭載部21a的四個電池模塊22的寬度方向的端部的下部。上述四個中間框架部42中的最后部的中間框架部42除了支撐第1搭載部21a 的四個電池模塊22中的最后部的電池模塊22以外，還與框狀框架部41的后部41b—同支撐上述托盤觀。除了最后部的中間框架部42以外的三個中間框架部42位于相鄰的電池模塊22間，支撐各電池模塊22的寬度方向的端部的下部，并且還具有對各電池模塊22的設置位置進行劃分的作用。此外，框架部件40還具有上部框架部43，該上部框架部43在框狀框架部41的左右側部41c間的中央沿前后方向延伸且支撐第1搭載部21a的電池模塊22的上部。該上部框架部43經由支柱46而支撐于中間框架部42，并且其前端由上述逆變器連接用端子支撐部44所支撐。在上部框架部43的靠前的位置支撐有連接端子33，該連接端子33連接從上述逆變器連接用端子31延伸的配線。在上述框狀框架部41的兩側部41c的車寬方向外側的面上，每一側分別設有四個 (共計八個)緊固固定于左右前地板框架7的固定部48。如圖1和圖2所示，最前側的左右一對固定部48被固定在前地板框架7和前縱梁8的連接部(位于前地板框架7與前縱梁8重合的部分且位于抗扭箱15的近傍位置)。即，最前側的固定部48接合于前地板框架 7中抗扭箱15的近傍位置的部位。如圖2和圖7所示，從前數起第2位的左右一對的固定部48接合于前地板框架7 中前側底板橫梁13的近傍位置的部位(前側底板橫梁13的正下方)。具體而言，在接合于底板1的板部件91上固定有向下方延伸的軸部92，該軸部92的下端抵接于前地板框架 7的內側面。螺栓93貫穿從前數起第2位的固定部48而被擰入軸部92中，從而該固定部 48接合于前地板框架7中前側底板橫梁13的近傍位置的部位。如圖2和圖7所示，從前數起第3位的左右一對的固定部48接合于前地板框架7 中后側底板橫梁14的近傍位置的部位。具體而言，在底板1中的后側底板橫梁14的緊前側的位置固定有板部件95，在該板部件95的上表面固定有內螺紋部件96。在板部件95的下面固定有向下方延伸的套管97，該套管97的下端抵接于前地板框架7的內側面。螺栓 98貫穿從前數起第3位的固定部48而通過套管97內被擰入內螺紋部件96中，從而該固定部48接合于前地板框架7中后側底板橫梁14的近傍位置的部位。如圖5至圖7所示，最后側的左右一對的固定部48包括基部48a和設于該基部 48a之上的高度調整部48b。基部48a除了接合于框狀框架部41的側部41c之外，還接合于框狀框架部41的后部41b。而且，如圖7所示，最后側的固定部48以高度調整部48b的上端抵接于前地板框架7的狀態，緊固固定于前地板框架7的后端部(高度比后端部以外的部分高)。由于前地板框架7的后端部位于上彎部Ic的附近，因此最后側的固定部48便接合于前地板框架7中上彎部Ic的近傍位置的部位。
上述框狀框架部41的兩側部41c的前端部上設置有向前方突出的固定用部件50。 該固定用部件50利用螺栓51 (參照圖3)固定在上述兩側部41c，并且通過焊接固定于上述懸架橫梁16。由此，兩側部41c的前端部便接合于懸架橫梁16。上述框狀框架部41的后部41b的左右兩端部上設有固定部49，該固定部49分別緊固固定于左側的后縱梁9與左側的下邊梁12的連結部以及右側的后縱梁9與右側的下邊梁12的連接部。框狀框架部41的后部41b位于上彎部Ic的下側，且設于第1搭載部 21a與第2搭載部21b的連接部。而且，設于后部41b的兩端部的固定部49分別接合于左右下邊梁12中上彎部Ic的近傍位置的部位。上述第2搭載部2 Ib的框架部件60具有下部框狀框架部61，該下部框狀框架部61 包括前部，沿車寬方向延伸且支撐多個電池模塊22的前端部的下部；后部，沿車寬方向延伸且支撐該多個電池模塊22的后端部的下部；左右一對側部，分別連接上述前部及后部的車寬方向兩端部彼此，且支撐該多個電池模塊22中的位于車寬方向兩端的兩個電池模塊 22的車寬方向外側端部的下部。該下部框狀框架部61的前部與框狀框架部41的后部41b 連接而一體化。下部框狀框架部61的兩側部的間隔大于上述第1搭載部21a的框架部件 40中的框狀框架部41的兩側部41c的間隔。S卩，第2搭載部21b的車寬方向的長度比第1 搭載部21a的車寬方向的長度長。此外，上述第2搭載部21b的框架部件60還具有后側上部框架部62 (參照圖6)， 支撐上述多個電池模塊22的后端部的上部；多個0個)連結框架部63 (參照圖1)，連結該后側上部框架部62與上述下部框狀框架部61的后部；多個中間框架部(未圖示)，連接上述下部框狀框架部61的前部與后部；1個中央框架部(未圖示)，連接下部框狀框架部61 的兩側部的前后方向中央部彼此；前側上部框架部67，支撐上述多個電池模塊22的前端部的上部。上述中間框架部位于相鄰的電池模塊22間(全部有9個)，支撐各電池模塊22的厚度方向的端部下部，并且還具有對各電池模塊22的設置位置進行劃分的作用。各中間框架部的前后方向中央部由上述中央框架部支撐。上述前側上部框架部67借助多個支柱70以沿車寬方向延伸的方式被支撐于下部框狀框架部61。在前側上部框架部67的前端，形成有與第2搭載部21b的電池模塊22的前端面的上部卡合的9個卡合部67a。各卡合部67a與相鄰的兩個電池模塊22的前端面的上部卡合。此外，前側上部框架部67上支撐有被上述安全塞插入的塞座35。上述后側上部框架部62的剖面呈倒L字狀，其兩端面呈三角形狀。在后側上部框架部62的后表面設置有與后側上部框架部62 —體化的增強框架部68，該增強框架部68在最左側的連結框架部63與最右側的連結框架部63 (參照圖1)之間的整個范圍沿車寬方向延伸。該增強框架部68可視為后側上部框架部62的一部分。最左側的連接框架部63的上端部及最右側的連接框架部63的上端部連接于增強框架部68的車寬方向兩端面和后側上部框架部62的后表面上的不存在增強框架部68的部分，從左數起的第2個及第3個連接框架部63連接于增強框架部68的下表面。上述增強框架部68相對于上側罩部件23的后端部所設的上述空氣排出口 38突出至電池組件21的外側。在該增強框架部68的后表面，設有緊固固定于上述后橫梁10的三個固定部72。
本實施方式中，框架部件40、60相當于支撐電池模塊22的“支撐部件”，固定部48、 49相當于分別設于支撐部件(框架部件40、60)的車寬方向兩側的端部的“側方接合部”， 框狀框架部41的兩側部41c相當于在電池組件21的車寬方向兩側的各端部沿前后方向延伸的“前后方向延伸設置部”，框狀框架部41的后部41b相當于設于第1搭載部21a和第2 搭載部21b的連接部且沿車寬方向延伸的“車寬方向延伸設置部”。此外，前地板框架7和下邊梁12相當于“車身部件”，其中，前地板框架7相當于沿前后方向延伸的“前后方向框架部件”。此外，底板橫梁(前側底板橫梁13以及后側底板橫梁14)、抗扭箱15、以及上彎部Ic相當于與上述車身部件(前地板框架7和下邊梁1 不同的“其他車身部件”。因此，本實施方式中，在框狀框架部41的兩側部41c每側各被設置4個(合計8 個)的固定部48接合于作為車身部件的前地板框架7中底板橫梁(前側底板橫梁13以及后側底板橫梁14)的近傍位置、前地板框架7中抗扭箱15的近傍位置、以及前地板框架7 中上彎部Ic的近傍位置，設于框狀框架部41的后部41b的左右兩端部的固定部49接合于作為車身部件的下邊梁12中上彎部Ic的近傍位置。如上所述，設于框狀框架部41的多個固定部48、49 (側方接合部)接合于位于作為車身部件的前地板框架7和下邊梁12中其他車身部件(底板橫梁13、14、抗扭箱15等)的近傍位置的部位、即接合于車身部件中剛性高的部位，因此，電池組件21的剛性與車身部件的剛性有效地配合，從而能夠提高車身部件及電池組件21整體的車身扭轉剛性。此外，利用電池組件21，能夠提高車身部件的對抗車寬方向的力的強度，提高車輛的抗側面碰撞性能。此外，在電池組件21的前側，設置在框狀框架部41的兩側部41c的前端部上的固定用部件50接合于懸架橫梁16，在電池組件21的后側，后側上部框架部62后表面的增強框架部68中的固定部72接合于后橫梁10，因此，懇架橫梁16及后橫梁10的剛性也被提高，能夠進一步提高車身扭轉剛性。特別是，在如上所述將框狀框架部41的兩端部41c的前端部接合于懸架橫梁16 的情況下，兩者的接合部位在車輛與障礙物發生前碰撞時發揮負荷路徑(load path)的作用，從而能夠借助上述接合部位將電池組件21的重量分量的負荷傳遞給懸架橫梁16。該懸架橫梁16位于動力組件81的緊后側，并且通過扭力桿85與動力組件81連接，因此，在車輛的前碰撞時基于動力組件81的后退，傳遞到上述懸架橫梁16的電池組件21的重量分量的負荷通過動力組件81立即傳遞至障礙物。換句話說，碰撞負荷通過動力組件81及懸架橫梁16較早地傳遞給電池組件21。因此，在車輛前碰撞時，沖擊力最初作用于電池組件 21，之后沖擊力遲一步作用于車室。其結果，能夠降低作用于車室的沖擊力，能夠抑制車室的變形。由此，能夠利用簡單的結構抑制車室的變形。此外，本實施方式中，在電池組件21中，后側的第2搭載部21b與前側的第1搭載部21a相比電池模塊22的搭載數較多，從而重量變大，但是由于框狀框架部41的兩側部 41c分別設于第1搭載部21a的車寬方向兩側的端部，并且從第2搭載部21b的前端部向前側延伸，因此，在車輛的前碰撞時，能夠利用兩側部41c將第2搭載部21b的重量分量的負荷有效地傳遞給懸架橫梁16 (進而傳遞給障礙物)。本發明并不限定于上述實施方式，可在不脫離發明內容范圍的主旨的范圍內代用。例如，作為固定部48所接合的車身部件，不限于前地板框架7，例如也可以是底板1，也可以是下邊梁12亦即與接合有固定部49的車身部件相同的車身部件。無論固定部48 所接合的車身部件是底板1和下邊梁12中的任一者，只要上述各固定部48接合在該車身部件中底板橫梁13、14的近傍位置的部位或該車身部件中抗扭箱15的近傍位置的部位即可。此外，在第2搭載部21b也設有側方接合部(與固定部48、49同樣的接合部)的情況下，例如也可以將該側方接合部接合于作為車身部件的后縱梁9中上彎部Ic的近傍位置的部位、或后縱梁9中后橫梁10 (兼作底板橫梁)的近傍位置的部位。此情況下，例如，將各側部41c從第1搭載部21a延伸設置到第2搭載部21b，在各側部41c中對應于第2搭載部 21b的部分分別設置側方接合部，并且將各側方接合部接合于后縱梁9中上彎部Ic的近傍位置的部位、或后縱梁9中后橫梁10的近傍位置的部位即可。此外，上述實施方式中，動力組件81與懸架橫梁16通過扭力桿85連接，但是兩者并非一定要連接。即使在不連接的情況下，只要動力組件81位于懸架橫梁16的緊前側，則在車輛的前碰撞時，動力組件81后退而與懸架橫梁16較早地碰撞，因此，從電池組件21傳遞到懸架橫梁16的負荷立即經由動力組件81傳遞至障礙物(即，碰撞負荷較早地傳遞給電池組件21)。上述實施方式僅是例示，不能限定地解釋本發明的范圍。本發明的范圍由發明內容范圍定義，屬于與發明內容范圍等同范圍的變形、變更全部包括在本發明的范圍內。本發明適用于在車室地板的下側搭載有電池組件的電動車輛的電池搭載結構。
權利要求
1.一種電動車輛的電池搭載結構，其特征在于在構成車室地板的底板的下側搭載有包括電池模塊和支撐該電池模塊的支撐部件的電池組件，在所述支撐部件的車寬方向兩側的各端部設有與車身部件接合的多個側方接合部， 各所述側方接合部接合于所述車身部件中位于與該車身部件不同的其他車身部件的近傍位置的部位，所述其他車身部件是與所述底板一體的底板橫梁、將前縱梁與下邊梁接合的抗扭箱、 以及所述底板的上彎部的至少一者。
2.根據權利要求1所述的電動車輛的電池搭載結構，其特征在于所述支撐部件在所述電池組件的車寬方向兩側的各端部具有沿車輛前后方向延伸的前后方向延伸設置部，在各所述前后方向延伸設置部設有所述多個側方接合部的至少一部分， 設置在各所述前后方向延伸設置部上的所述側方接合部接合于作為所述車身部件以沿車輛前后方向延伸的狀態設置的前后方向框架部件。
3.根據權利要求2所述的電動車輛的電池搭載結構，其特征在于所述前后方向框架部件是設置在所述底板的下表面且與該底板一體的前地板框架。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的電動車輛的電池搭載結構，其特征在于 所述電池組件包括第1搭載部，搭載于所述車室地板的前地板部的下側；第2搭載部，與所述第1搭載部的后側相接續地設置，并且搭載于所述車室地板的后地板部的下側；其中，所述支撐部件具有沿車寬方向延伸的車寬方向延伸設置部，該車寬方向延伸設置部設于所述第1搭載部與所述第2搭載部的連接部，所述車寬方向延伸設置部的兩側的各端部設有所述多個側方接合部的一部分， 設置在所述車寬方向延伸設置部的所述側方接合部接合于作為所述車身部件的下邊梁中所述上彎部的近傍位置的部位。
5.根據權利要求1所述的電動車輛的電池搭載結構，其特征在于各所述前后方向延伸設置部的車輛前側端部接合于支撐前輪懸架臂的懸架橫梁。
6.根據權利要求5所述的電動車輛的電池搭載結構，其特征在于驅動所述電動車輛的動力組件、所述懸架橫梁、以及所述電池組件按此順序從車輛前側向后側排列并且以在上下方向上彼此重疊的狀態設置。
7.根據權利要求6所述的電動車輛的電池搭載結構，其特征在于 所述動力組件與所述懸架橫梁連接。
8.根據權利要求5至7中任一項所述的電動車輛的電池搭載結構，其特征在于 所述電池組件包括第1搭載部，搭載于所述車室地板的前地板部的下側；第2搭載部，與所述第1搭載部的后側相接續地設置，并且搭載于所述車室地板的后地板部的下側；其中，所述第2搭載部的車寬方向的長度大于所述第1搭載部的車寬方向的長度，各所述前后方向延伸設置部分別設于所述第1搭載部的車寬方向兩側的端部，并且從所述第2搭載部的車輛前側端部向車輛前側延伸。
全文摘要
本發明涉及電動車輛的電池搭載結構，其中，在電池組件(21)的車寬方向兩側的各端部設有與車身部件接合的多個側方接合部(固定部(48、49))，各側方接合部接合于所述車身部件中位于與該車身部件不同的其他車身部件的近傍位置的部位。所述其他車身部件是與底板(1)一體的底板橫梁(13、14)、將前縱梁(8)與下邊梁(12)接合的抗扭箱(15)、以及所述底板(1)的上彎部(1c)的至少一者。由此，利用搭載于車室地板(底板(1))的下側的電池組件(21)來提高車身扭轉剛性。
文檔編號B62D25/20GK102452308SQ20111032545
公開日2012年5月16日 申請日期2011年10月24日 優先權日2010年10月26日
發明者喜田裕萬, 宇佐美郁央, 水戶部典朗, 野村裕之 申請人:馬自達汽車株式會社