特開 2024-87403 車体構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024087403

(43)【公開日】2024-07-01

(54)【発明の名称】車体構造

(51)【国際特許分類】

   B62D 25/20 20060101AFI20240624BHJP

   B60K 1/04 20190101ALI20240624BHJP

【ＦＩ】

B62D25/20 H

B60K1/04 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022202211

(22)【出願日】2022-12-19

(71)【出願人】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000486

【氏名又は名称】弁理士法人とこしえ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小川 秀晴

(72)【発明者】

【氏名】大西 将浩

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 穣

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 洋平

(72)【発明者】

【氏名】竹添 亮

【テーマコード（参考）】

3D203

3D235

【Ｆターム（参考）】

3D203AA02

3D203BB06

3D203BB07

3D203BB12

3D203BB22

3D203CA25

3D203CA55

3D203CA57

3D203CB03

3D203CB09

3D203CB19

3D203DB05

3D235AA02

3D235BB07

3D235DD35

3D235EE63

3D235EE64

3D235FF02

3D235FF07

3D235FF09

3D235FF12

3D235HH26

(57)【要約】      （修正有）

【課題】側面衝突時にバッテリを保護することができる車体構造を提供する。
【解決手段】車体構造１Ａは、車両の前後方向に沿って延在する一対のサイドシル１０ａ，１０ｂと、バッテリモジュール４０を収容し、一対のサイドシル１０ａ，１０ｂの間に配置されるバッテリケース３０と、バッテリケース３０と一対のサイドシル１０ａ，１０ｂとの間に配置され、バッテリケース３０と一対のサイドシル１０ａ，１０ｂとを接続するブラケット５０と、バッテリケース３０の上方に位置し、車両の車幅方向に沿って延在するクロスメンバ６０と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の前後方向に沿って延在する一対のサイドシルと、
バッテリを収容し、前記一対のサイドシルの間に配置されるバッテリケースと、
前記バッテリケースと前記一対のサイドシルとの間に配置され、前記バッテリケースと前記一対のサイドシルとを接続するブラケットと、
前記バッテリケースの上方に位置し、前記車両の車幅方向に沿って延在するクロスメンバと、を備える車体構造。

【請求項2】

請求項１に記載の車体構造において、
前記車体構造は、前記一対のサイドシルの間に配置され、前記一対のサイドシルに接続された一対の第１リアサイドメンバと、
前記第１リアサイドメンバの内部に配置され、前記車両の車幅方向に沿って延在する第１バルクヘッドをさらに備える車体構造。

【請求項3】

請求項２に記載の車体構造において、
前記クロスメンバの両端は、前記一対の第１リアサイドメンバに接続されている車体構造。

【請求項4】

請求項１に記載の車体構造において、
前記車体構造は、前記一対のサイドシルの後端に接続された一対の第２リアサイドメンバをさらに備え、
前記クロスメンバの両端は、前記一対のサイドシルに接続されている車体構造。

【請求項5】

請求項１に記載の車体構造において、
前記車体構造は、前記サイドシルの内部に配置され、前記車両の車幅方向に沿って延在する第２バルクヘッドをさらに備える車体構造。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか一項に記載の車体構造において、
前記車体構造は、車室の床部を構成するフロアパネルをさらに備え、
前記クロスメンバは、前記フロアパネルと前記バッテリケースとの間に設けられている車体構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車等の車両の車体構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

電気自動車は、車体側部に配置された左右一対のサイドシルと、左右のサイドシルの後端から後方に延びる左右一対のリヤフレームと、左右のサイドシルのインナー部材間を接続するフロアパネルと、フロアパネルの下方に搭載されたバッテリボックスと、を備える（例えば、特許文献１参照）。バッテリボックスは、車幅方向外側に張り出す複数の取付ブラケットを有しており、この取付ブラケットは、左右のサイドシルのインナー部材の下面に取り付けられる（例えば、特許文献１（第８図）参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１４２７６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来の電気自動車の車体構造では、一対のサイドシルの下面に取付ブラケットが接続されているので、この取付ブラケットによってサイドシルの下部においては車両の側面からの衝突により生じる衝突エネルギを吸収することができるが、サイドシルの上部においては十分に衝突エネルギを吸収することができない。このため、電気自動車の側面が電柱等のポールに衝突した時に、サイドシルの上部が下部よりも大きく潰れるように変形してしまい、バッテリボックスの上方にポールが侵入し、バッテリーに対して大きな負荷がかかる有るという問題がある。

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、側面衝突時にバッテリを保護することができる車体構造を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、バッテリケースと一対のサイドシルとの間に配置され、バッテリケースと一対のサイドシルとを接続するブラケットに加えて、バッテリケースの上方に位置し、車両の車幅方向に沿って延在するクロスメンバを設けることにより、上記課題を解決する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、バッテリケースと一対のサイドシルとの間に配置され、バッテリケースと一対のサイドシルとを接続するブラケットに加えて、バッテリケースの上方に位置し、車両の車幅方向に沿って延在するクロスメンバを設けることにより、ブラケットとクロスメンバの両方から側面衝突時の入力に対する抗力を得ることができる。このため、バッテリケース近傍へのポール等の侵入を抑制し、バッテリを保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明に係る車体構造の第１実施形態を示す平面図である。

【図2】図２は、図１のII-II線に沿った断面図である。

【図3】図３は、本発明に係る車体構造の第１実施形態を示す側面図である。

【図4】図４は、本発明に係る車体構造の一例を示す分解斜視図である。

【図5】図５は、本発明に係る車体構造の変形例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明に係る第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る車体構造１Ａの第１実施形態を示す平面図、図２は図１のII-II線に沿った断面図、図３は本発明に係る車体構造１Ａの第１実施形態を示す側面図、図４は本発明に係る車体構造１Ａの一例を示す分解斜視図である。

【0010】

図１に示すように、本実施形態における車体構造１Ａは、一対のサイドシル１０ａ，１０ｂと、第１バルクヘッド１５と、一対のリアサイドメンバー２０ａ，２０ｂと、第２バルクヘッド２５と、バッテリケース３０と、ブラケット５０と、クロスメンバ６０と、フロアパネル７０と、を備えている。

【0011】

図１～図３に示すように、サイドシル１０ａ，１０ｂは、閉断面とされていると共に、車両の前後方向に延在している。このサイドシル１０ａ，１０ｂは、サイドシルアウタ１１と、サイドシルインナ１２と、から構成されている。

【0012】

図２に示すように、サイドシル１０ａのサイドシルアウター１１は、車両の外側（図２中の左側）に向かって湾曲して突出するハット状の断面形状を有している。このサイドシルアウタ１１は、上端部に上側フランジ１１ａを有していると共に、下端部に下側フランジ１１ｂを有している。

【0013】

一方で、サイドシルインナ１２は、車両の内側（図２中の右側）に向かって湾曲して突出するハット状の断面形状を有している。このサイドシルインナ１２も、サイドシルアウタ１１と同様に、上端部に上側フランジ１２ａを有していると共に、下端部に下側フランジ１２ｂを有している。

【0014】

サイドシル１０ａの上部において、上側フランジ１１ａ，１２ａは車幅方向に沿って隣接しており、上側フランジ１１ａ，１２ａの対向面は相互に溶接されている。サイドシル１０ａの下部においても、下側フランジ１１ｂ，１２ｂは車幅方向に沿って隣接しており、下側フランジ１１ｂ，１２ｂの対向面は相互に溶接されている。これにより、サイドシル１０ａの断面は閉断面となっている。なお、図２にはサイドシル１０ｂを図示していないが、サイドシル１０ｂもサイドシル１０ａと同様の構成を有している。

【0015】

図１及び図３に示すように、サイドシル１０ａ，１０ｂのそれぞれの内部に第１バルクヘッド１５が配置されている。図４に示すように、第１バルクヘッド１５は、車両外側に開口するコの字（Ｕ字）形状を有している。この第１バルクヘッド１５は、サイドシル１０ａ，１０ｂを補強すると共に、側面からの入力をサイドシル１０ａ，１０ｂからリアサイドメンバ２０ａ，２０ｂに伝達するための部材である。この第１バルクヘッド１５は、第１仕切り部１６と、第２仕切り部１７と、連結部１８と、介在部１９を備えている。

【0016】

第１仕切り部１６は、サイドシル１０ａ，１０ｂの内部空間を前後方向に仕切る板状部分である。この第１仕切り部１６は、サイドシルアウタ１１の内面からサイドシルインナ１２の内面まで左右に延在している。同様に、第２仕切り部１７は、サイドシル１０ａ，１０ｂの内部空間を前後方向に仕切る板状部分であり、第１仕切り部１６よりも車両の前方に位置している。この第２仕切り部１７も、第１仕切り部１６と同様に、サイドシルアウタ１１の内面からサイドシルインナ１２の内面まで左右に延在している。また、第１仕切り部１６と第２仕切り部１７は、車両の外側に向かうに従って、相互に離れるように傾斜している。

【0017】

連結部１８は、第１及び第２仕切り部１６，１７の間に介在すると共に、第１及び第２仕切り部１６，１７の車両方向内側の端部を連結する板状部材である。連結部１８は、上下方向に延在しており、サイドシルインナ１２の内面と対向している。介在部１９は、第１仕切り部１６と第２仕切り部１７と連結部１８の内面に接続する板状部材であり、第１バルクヘッド１５を補強している。すなわち、第１仕切り部１６と第２仕切り部１７と連結部１８とが入力等によって互いに相対的に移動して第１バルクヘッド１５が変形することを抑制している。

【0018】

図１～図３に示すように、左右一対のサイドシル１０ａ，１０ｂの内側側面に一対のリアサイドメンバ２０ａ，２０ｂがそれぞれ接続されている。図１及び図２に示すように、リアサイドメンバ２０ａ，２０ｂは、閉断面とされていると共に、車両の前後方向に延在している。

【0019】

図２に示すように、このリアサイドメンバ２０ａ，２０ｂは、ロアメンバ２１と、アッパメンバ２２と、から構成されている。リアサイドメンバ２０ａのロアメンバ２１は、サイドシル１０ａのサイドシルインナ１２に溶接等により接続されている。このロアメンバ２１は、下方に向かって湾曲して突出する断面形状を有している。一方で、アッパメンバ２２は、ロアメンバ２１の上方に位置し、ロアメンバ２１に接続されている。本実施形態では、ロアメンバ２１の車幅方向における両端部と、アッパメンバ２２の車幅方向における両端部と、が溶接等によって接続されている。なお、図２にはリアサイドメンバ２０ｂを図示していないが、リアサイドメンバ２０ｂもリアサイドメンバ２０ａと同様の構成を有している。

【0020】

図１に示すように、リアサイドメンバ２０ａ，２０ｂのそれぞれの内部に第２バルクヘッド２５が配置されている。本実施形態における第２バルクヘッド２５は、車幅方向に沿って第１バルクヘッド１５と隣接するよう配置されており、車両の前後方向において第１及び第２バルクヘッド１５，２５は略同一に配置されている。

【0021】

図４に示すように、第２バルクヘッド２５は、下方に開口するコの字（Ｕ字）形状を有している。この第２バルクヘッド２５は、リアサイドメンバ２０ａ，２０ｂを補強すると共に、サイドシル１０ａ，１０ｂから伝達された入力をクロスメンバ６０に伝達するための部材である。この第２バルクヘッド２５は、第３仕切り部２６と、第４仕切り部２７と、連結部２８を備えている。

【0022】

第３仕切り部２６は、リアサイドメンバ２０ａ，２０ｂの内部空間を前後方向に仕切る板状部分である。この第３仕切り部２６は、リアサイドメンバ２０ａ，２０ｂの内部空間において車幅方向に沿って延在している。同様に、第４仕切り部２７は、リアサイドメンバ２０ａ，２０ｂの内部空間を前後方向に仕切る板状部分であり、第３仕切り部２６よりも車両の前方に位置している。この第４仕切り部２７も、第３仕切り部２６と同様に、リアサイドメンバ２０ａ，２０ｂの内部空間において車幅方向に沿って延在している。

【0023】

連結部２８は、第３及び第４仕切り部２６，２７の間に介在すると共に、第３及び第４仕切り部２６，２７の車両方向内側の端部を連結する板状部材である。連結部２８は、左右方向に延在しており、アッパメンバ２２の内面と対向している。

【0024】

一対のサイドシル１０ａ，１０ｂの車幅方向内側に、バッテリケース３０が配置されている。このバッテリケース３０は、内部にバッテリモジュール４０を収容する箱体であり、本実施形態のバッテリケース３０の内部には、車幅方向に沿って２個のバッテリモジュールが並べられている。バッテリモジュール４０は、複数のバッテリセルを積層することにより形成されている。

【0025】

図２に示すように、バッテリケース３０は、収容部３１と、蓋部３２と、を有している。収容部３１は、バッテリモジュール４０を収容する部分であり、この収容部３１の底面にバッテリモジュール４０が搭載される。この収容部３１は、上面が開口する箱形状を備えている。この収容部３１の上面の開口を蓋部３２が閉塞している。

【0026】

このバッテリケース３０は、ブラケット５０により支持されている。このブラケット５０は、車両の前後方向に沿って延在しており、バッテリケース３０と一体的に形成されている。ブラケット５０は、締結ボルト等を介してサイドシルインナ１２の下面に接続されている。

【0027】

図１及び図２に示すように、バッテリケース３０の上方にはクロスメンバ６０が配置されている。このクロスメンバ６０は、車体構造１Ａのバッテリケース３０の上方の領域において、車体構造１Ａを補強するための部材である。

【0028】

このクロスメンバ６０は、リアサイドメンバ２０ａとリアサイドメンバ２０ｂとの間に設けられており、車両の車幅方向に沿って延在している。また、クロスメンバ６０は、バッテリケース３０とフロアパネル７０との間に配置されている。このクロスメンバの両端は、リアサイドメンバ２０ａとリアサイドメンバ２０ｂのロアメンバ２１の外面に溶接等により接続されている。

【0029】

また、図２及び図４に示すように、このクロスメンバ６０は、上方に開口を有するコの字（Ｕ字）形状の断面を有しており、フロアパネル７０とリアサイドメンバ２０ａのロアメンバ２１と共に閉断面を構成している。なお、本実施形態のクロスメンバ６０は、フロアパネル７０とリアサイドメンバ２０ａのロアメンバ２１と共に閉断面を構成しているがこれに限定されず、クロスメンバ６０単体で閉断面を構成していてもよい。この場合、特に限定されないが、サイドシル１０ａ，１０ｂやリアサイドメンバ２０ａ，２０ｂのように２枚の鋼板によって閉断面を構成していてもよい。

【0030】

図１及び図２に示すように、フロアパネル７０は、車室の床部を構成している。このフロアパネル７０は、リアサイドメンバ２０ａ，２０ｂの間に配置されており、リアサイドメンバ２０ａ，２０ｂのアッパメンバ２２に溶接等により接続されている。

【0031】

以上のような車体構造１Ａであれば、電柱等のポールが車両の側面のサイドシル１０ａ，１０ｂに衝突した時に、衝突エネルギーをブラケット５０とクロスメンバ６０の両方によって吸収することができる。このため、上記従来技術のようにサイドシル１０ａ，１０ｂの上部が下部よりも大きく変形して、バッテリケース３０の上方からポールが侵入することを抑制し、バッテリを保護することができる。

【0032】

また、本実施形態では、サイドシル１０ａ，１０ｂの内部に第１バルクヘッド１５を配置しているため、サイドシル１０ａ，１０ｂへの入力をリアサイドメンバ２０ａ，２０ｂに効率よく伝達することができ、その結果、クロスメンバ６０によって効率よく衝突エネルギーを吸収できる。

【0033】

同様に、本実施形態では、リアサイドメンバ２０ａ，２０ｂの内部に第２バルクヘッド２５を配置しているため、サイドシル１０ａ，１０ｂから伝達された入力をリアサイドメンバ２０ａ，２０ｂからクロスメンバ６０に効率よく伝達することができ、その結果、クロスメンバ６０によって効率よく衝突エネルギーを吸収できる。

【0034】

また、このような車体構造１Ａであれば、側面衝突時に、第２バルクヘッド２５とブラケット５０を変形させることができる。この場合に、第２バルクヘッド２５とブラケット５０の変形能が同じとなるように第２バルクヘッド２５とブラケット５０の板厚、材質、構造（断面形状）のバランスを取ることにより、側面衝突時にポールが車両の上下方向に略平行に侵入するので、第２バルクヘッド２５とブラケット５０の変形ストロークを最大限確保することができ、バッテリーモジュール４０の積載容量を最大限大きく確保できる。

【0035】

なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

【0036】

例えば、上記実施形態において、リアサイドメンバ２０ａ，２０ｂは、サイドシル１０ａ，１０ｂの内側に配置されていたがこれに限定されない。以下の図５に示す変形例のように、リアサイドメンバ２０ａ，２０ｂは、サイドシル１０ａ，１０ｂの後端に配置されていてもよい。

【0037】

図５は、本実施形態に係る車体構造の変形例を示す平面図である。この変形例では、リアサイドメンバ２０ａ，２０ｂは、サイドシル１０ａ，１０ｂの後端に配置されているので、クロスメンバ６０は、サイドシル１０ａ，１０ｂのサイドシルインナ１２に溶接等により接続されている。

【0038】

この変形例における車体構造１Ｂにおいても、ポールが車両の側面のサイドシル１０ａ，１０ｂに衝突した時に、衝突エネルギーをブラケット５０とクロスメンバ６０の両方によって吸収することができ、バッテリを保護することができる。

【符号の説明】

【0039】

１Ａ，１Ｂ…車体構造
１０ａ，１０ｂ…サイドシル
１１…サイドシルアウタ
１１ａ…上側フランジ
１１ｂ…下側フランジ
１２…サイドシルインナ
１２ａ…上側フランジ
１２ｂ…下側フランジ
１５…第１バルクヘッド
１６…第１仕切り部
１７…第２仕切り部
１８…連結部
１９…介在部
２０ａ，２０ｂ…リアサイドメンバ
２１…ロアメンバ
２２…アッパメンバ
２５…第２バルクヘッド
３０…バッテリケース
３１…収容部
３２…蓋部
４０…バッテリモジュール
５０…ブラケット
６０…クロスメンバ
７０…フロアパネル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】