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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-10-13
(45)【発行日】2023-10-23
(54)【発明の名称】電動車両の下部車体構造
(51)【国際特許分類】
B62D 25/20 20060101AFI20231016BHJP
B60K 1/04 20190101ALI20231016BHJP
【ＦＩ】
B62D25/20 G
B60K1/04 Z
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2019095912
(22)【出願日】2019-05-22
(65)【公開番号】P2020189567
(43)【公開日】2020-11-26
【審査請求日】2022-04-19
(73)【特許権者】
【識別番号】000003137
【氏名又は名称】マツダ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100089004
【弁理士】
【氏名又は名称】岡村 俊雄
(72)【発明者】
【氏名】山田 守英
(72)【発明者】
【氏名】松田 大和
(72)【発明者】
【氏名】中山 伸之
(72)【発明者】
【氏名】竹林 俊宏
【審査官】渡邊 義之
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－１４９８３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１５３１３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０７９０１９９２（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０６３１４１１４（ＣＮ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１９３０２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－１７４１８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１２４９９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１０３７１４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１２－２１８５３８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６２Ｄ １７／００－ ２５／０８
Ｂ６２Ｄ ２５／１４－ ２９／０４
Ｂ６０Ｋ １／００－ ６／１２
Ｂ６０Ｋ ７／００－ ８／００
Ｂ６０Ｋ １６／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車体前後方向に延びる左右１対のサイドシルと、これら１対のサイドシル間に掛け渡されたフロアパネルと、前記１対のサイドシル間で且つ前記フロアパネルの下側で車体前後方向に延びる左右１対のフロアフレームと、バッテリモジュールを支持するバッテリフレームを含むバッテリユニットとを備え、前記１対のフロアフレームの間に前記バッテリユニットが配設された電動車両の下部車体構造において、前記バッテリフレームが、少なくとも、車幅方向に延びる前後１対の第１フレーム部材と、前記１対の第１フレーム部材を連結すると共に車体前後方向に延びる左右１対の第２フレーム部材とを有し、
前記サイドシルの車幅方向内側端部と第２フレーム部材の車幅方向外側端部とを連結するガセット部材を設け、
前記バッテリフレームが、前記１対の第１フレーム部材の間において車幅方向に延びると共に前記１対の第２フレーム部材を連結する第３フレーム部材を有し、
前記ガセット部材が、前記第３フレーム部材の車幅方向外側端部に対応した車体前後方向位置を含む位置に配置され、
前記ガセット部材は、車体前後方向に並ぶ複数の締結部において前記サイドシルに締結され、前記隣り合う締結部の間において外面側に突出した凸状ビード部が形成されたことを特徴とする電動車両の下部車体構造。
【請求項2】
車体前後方向に延びる左右１対のサイドシルと、これら１対のサイドシル間に掛け渡されたフロアパネルと、前記１対のサイドシル間で且つ前記フロアパネルの下側で車体前後方向に延びる左右１対のフロアフレームと、バッテリモジュールを支持するバッテリフレームを含むバッテリユニットとを備え、前記１対のフロアフレームの間に前記バッテリユニットが配設された電動車両の下部車体構造において、前記バッテリフレームが、少なくとも、車幅方向に延びる前後１対の第１フレーム部材と、前記１対の第１フレーム部材を連結すると共に車体前後方向に延びる左右１対の第２フレーム部材とを有し、
前記サイドシルの車幅方向内側端部と第２フレーム部材の車幅方向外側端部とを連結するガセット部材を設け、
前記バッテリフレームが、前記１対の第１フレーム部材の間において車幅方向に延びると共に前記１対の第２フレーム部材を連結する第３フレーム部材を有し、
前記ガセット部材が、前記第３フレーム部材の車幅方向外側端部に対応した車体前後方向位置を含む位置に配置され、
前記フロアパネルの上面にフロアパネルと協働して車幅方向に延びる閉断面を形成すると共に前記１対のサイドシル間を連結する第１クロスメンバ部材と、
前記第１クロスメンバ部材の後方において前記フロアパネルの上面にフロアパネルと協働して車幅方向に延びる閉断面を形成すると共に前記１対のサイドシル間を連結する第２クロスメンバ部材とを有し、
前記ガセット部材は、前端部が前記第１クロスメンバ部材の車幅方向外側端部に対応した位置に配設されると共に、後端部が前記第２クロスメンバ部材の車幅方向外側端部に対応した位置に配設され、
前記１対のサイドシルは、車体前後方向に延びる閉断面を夫々構成すると共に前記ガセット部材の前後両端部の間の領域に対応した車体前後方向領域に前記閉断面を前後に仕切る節部材を夫々有することを特徴とする電動車両の下部車体構造。
【請求項3】
前記第３フレーム部材は、前記第１，第２クロスメンバ部材の間の車体前後方向位置に配設されたことを特徴とする請求項２に記載の電動車両の下部車体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、１対のフロアフレームの間にバッテリユニットが配設された電動車両の下部車体構造に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、ハイブリッド車や電気自動車等の電気車両では、車輪を駆動する電動機（例えば、モータジェネレータ又はモータ）の動力源であるバッテリが大容量になるため、バッテリユニットを車体フロアの下方空間を利用して配置している。
通常、バッテリユニットは、リチウムイオン等のバッテリセルの集合体からなる複数のバッテリモジュールと、バッテリユニットの骨格を形成するバッテリフレームと、複数のバッテリモジュールを収容するアッパカバー及びロアカバーと、これらを車体に支持する支持部材等によって構成されている。
通常、バッテリユニットは、リチウムイオン等のバッテリセルの集合体からなる複数のバッテリモジュールと、バッテリユニットの骨格を形成するバッテリフレームと、複数のバッテリモジュールを収容するアッパカバー及びロアカバーと、これらを車体に支持する支持部材等によって構成されている。
【0003】
特許文献１の自動車のフロア構造は、車体前後方向に延びる左右１対のサイドシルと、これら１対のサイドシル間に掛け渡されたフロアパネルと、１対のサイドシルの間で且つフロアパネルの下側において車体前後方向に延びる左右１対のフロアフレームと、これら１対のフロアフレームの間に配設されたバッテリユニットとを備え、フロアパネルの上側で１対のサイドシルの間を連結する上部クロスメンバと、フロアパネルの下側で上部クロスメンバの下方位置で１対のフロアフレームを連結すると共に上部クロスメンバと協働してバッテリユニットを挟み込む下部クロスメンバと、サイドシルとフロアフレームとの間に配設された断面略コ字状の第１アウトリガとを設けている。
【0004】
この第１アウトリガは、サイドシルの内側壁高さと一致すると共にフロアフレームの外側壁高さと一致するように形成されると共にサイドシルの内側壁とフロアフレームの外側壁とに接合され、側面衝突時、サイドシルに入力された衝撃エネルギによって圧潰可能なエネルギ吸収部材として機能している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】ＷＯ２０１２／０６３３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１の自動車のフロア構造は、側面衝突時、サイドシルとフロアフレームとの間に配設された第１アウトリガを積極的に塑性変形させることにより、１対のフロアフレームの間に配設されたバッテリユニットの安全性を確保している。
しかし、特許文献１の技術では、第１アウトリガの衝撃吸収（Energy Absorption：ＥＡ）性能以上の衝撃エネルギがサイドシルに入力した場合、第１アウトリガの許容量以上の衝撃エネルギによってフロアフレームの車幅内側方向への移動が懸念される。
しかし、特許文献１の技術では、第１アウトリガの衝撃吸収（Energy Absorption：ＥＡ）性能以上の衝撃エネルギがサイドシルに入力した場合、第１アウトリガの許容量以上の衝撃エネルギによってフロアフレームの車幅内側方向への移動が懸念される。
【0007】
そして、第１アウトリガの変形により吸収できない衝撃エネルギがフロアフレームを車幅内側方向に移動させた場合、バッテリユニット（バッテリモジュール）とフロアフレームや他の車体部材との干渉を招き、バッテリユニットが損傷する虞がある。
即ち、側面衝突時の衝撃エネルギが大きい場合、バッテリユニットの安全性を確保することは容易ではない。
即ち、側面衝突時の衝撃エネルギが大きい場合、バッテリユニットの安全性を確保することは容易ではない。
【0008】
本発明の目的は、衝撃エネルギの程度に拘らずバッテリユニットの安全性を確保可能な電動車両の下部車体構造等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
請求項１の電動車両の下部車体構造は、車体前後方向に延びる左右１対のサイドシルと、これら１対のサイドシル間に掛け渡されたフロアパネルと、前記１対のサイドシル間で且つ前記フロアパネルの下側で車体前後方向に延びる左右１対のフロアフレームと、バッテリモジュールを支持するバッテリフレームを含むバッテリユニットとを備え、前記１対のフロアフレームの間に前記バッテリユニットが配設された電動車両の下部車体構造において、前記バッテリフレームが、少なくとも、車幅方向に延びる前後１対の第１フレーム部材と、前記１対の第１フレーム部材を連結すると共に車体前後方向に延びる左右１対の第２フレーム部材とを有し、前記サイドシルの車幅方向内側端部と第２フレーム部材の車幅方向外側端部とを連結するガセット部材を設け、前記バッテリフレームが、前記１対の第１フレーム部材の間において車幅方向に延びると共に前記１対の第２フレーム部材を連結する第３フレーム部材を有し、前記ガセット部材が、前記第３フレーム部材の車幅方向外側端部に対応した車体前後方向位置を含む位置に配置され、前記ガセット部材は、車体前後方向に並ぶ複数の締結部において前記サイドシルに締結され、前記隣り合う締結部の間において外面側に突出した凸状ビード部を有することを特徴としている。
【0010】
この電動車両の下部車体構造では、１対のフロアフレームの間に配設されたバッテリユニットのバッテリフレームが、少なくとも、車幅方向に延びる前後１対の第１フレーム部材と、前記１対の第１フレーム部材を連結すると共に車体前後方向に延びる左右１対の第２フレーム部材とを有するため、１対のフロアフレームの間にバッテリユニットを強固に配設することができる。前記サイドシルの車幅方向内側端部と第２フレーム部材の車幅方向外側端部とを連結するガセット部材を設けたため、ガセット部材のＥＡ性能未満の衝撃エネルギが入力した場合、バッテリユニットに影響を与えることなくサイドシルとフロアフレームの間における塑性変形で衝撃エネルギを吸収することができる。また、サイドシルとバッテリフレームとがガセット部材を介して直接的に連結されているため、ガセット部材のＥＡ性能以上の衝撃エネルギが入力した場合、ガセット部材によって吸収されない衝撃エネルギをバッテリフレームを介して分散することができ、フロアフレームの車幅内側方向への移動を抑制することによりバッテリユニットの損傷を回避することができる。
【0011】
【0012】
そして、前記バッテリフレームが、前記１対の第１フレーム部材の間において車幅方向に延びると共に前記１対の第２フレーム部材を連結する第３フレーム部材を有し、前記ガセット部材が、前記第３フレーム部材の車幅方向外側端部に対応した車体前後方向位置を含む位置に配置されているため、ガセット部材によって吸収されない衝撃エネルギの分散効率を増すことができる。
【0013】
更に、前記ガセット部材は、車体前後方向に並ぶ複数の締結部において前記サイドシルに締結され、前記隣り合う締結部の間において外面側に突出した凸状ビード部を有するため、ビード効果により、ガセット部材のＥＡ性能を増加することができる。
【0014】
請求項２の電動車両の下部車体構造は、車体前後方向に延びる左右１対のサイドシルと、これら１対のサイドシル間に掛け渡されたフロアパネルと、前記１対のサイドシル間で且つ前記フロアパネルの下側で車体前後方向に延びる左右１対のフロアフレームと、バッテリモジュールを支持するバッテリフレームを含むバッテリユニットとを備え、前記１対のフロアフレームの間に前記バッテリユニットが配設された電動車両の下部車体構造において、前記バッテリフレームが、少なくとも、車幅方向に延びる前後１対の第１フレーム部材と、前記１対の第１フレーム部材を連結すると共に車体前後方向に延びる左右１対の第２フレーム部材とを有し、前記サイドシルの車幅方向内側端部と第２フレーム部材の車幅方向外側端部とを連結するガセット部材を設け、前記バッテリフレームが、前記１対の第１フレーム部材の間において車幅方向に延びると共に前記１対の第２フレーム部材を連結する第３フレーム部材を有し、前記ガセット部材が、前記第３フレーム部材の車幅方向外側端部に対応した車体前後方向位置を含む位置に配置され、前記フロアパネルの上面にフロアパネルと協働して車幅方向に延びる閉断面を形成すると共に前記１対のサイドシル間を連結する第１クロスメンバ部材と、前記第１クロスメンバ部材の後方において前記フロアパネルの上面にフロアパネルと協働して車幅方向に延びる閉断面を形成すると共に前記１対のサイドシル間を連結する第２クロスメンバ部材とを有し、前記ガセット部材は、前端部が前記第１クロスメンバ部材の車幅方向外側端部に対応した位置に配設されると共に、後端部が前記第２クロスメンバ部材の車幅方向外側端部に対応した位置に配設され、前記１対のサイドシルは、車体前後方向に延びる閉断面を夫々構成すると共に前記ガセット部材の前後両端部の間の領域に対応した車体前後方向領域に前記閉断面を前後に仕切る節部材を夫々有することを特徴としている。
この構成によれば、段落［００１０］、段落［００１２］と同様の作用、効果を奏する上、ガセット部材によって吸収されない衝撃エネルギを、バッテリフレームに加え、車体側の第１，第２クロスメンバ部材に分散することができる。
この構成によれば、段落［００１０］、段落［００１２］と同様の作用、効果を奏する上、ガセット部材によって吸収されない衝撃エネルギを、バッテリフレームに加え、車体側の第１，第２クロスメンバ部材に分散することができる。
【0015】
そして、前記１対のサイドシルは、車体前後方向に延びる閉断面を夫々構成すると共に前記ガセット部材の前後両端部の間の領域に対応した車体前後方向領域に前記閉断面を前後に仕切る節部材を夫々有するため、側面衝突時、サイドシルに入力した衝撃エネルギをガセット部材と第１，第２クロスメンバ部材に確実に伝搬させることができる。
【0016】
請求項３の電動車両の下部車体構造は、請求項２の発明において、前記第３フレーム部材は、前記第１，第２クロスメンバ部材の間の車体前後方向位置に配設されたことを特徴としている。
この構成によれば、サイドシルに入力した衝撃エネルギを車幅方向に延びる複数のロードパスを用いて効率的に分散させることができる。
この構成によれば、サイドシルに入力した衝撃エネルギを車幅方向に延びる複数のロードパスを用いて効率的に分散させることができる。
【発明の効果】
【0017】
本発明の電動車両の下部車体構造によれば、主に、サイドシルとバッテリフレームとを直接的に連結することにより、衝撃エネルギの程度に拘らずバッテリユニットの安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】実施例１に係る電動車両の下部車体構造の平面図である。
【図2】下部車体構造の底面図である。
【図3】下部車体構造を前側下方から視た斜視図である。
【図6】サイドシルからアウタパネルを省略した側面図である。
【図7】バッテリユニットの分解斜視図である。
【図8】ガセット部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【実施例1】
【0020】
以下、本発明の実施例１について図１～図８に基づいて説明する。
本実施例１に係る車両Ｖは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関（図示略）と車両駆動用の電動機（モータジェネレータ）（図示略）とを駆動源としたハイブリッド自動車である。
本実施例１に係る車両Ｖは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関（図示略）と車両駆動用の電動機（モータジェネレータ）（図示略）とを駆動源としたハイブリッド自動車である。
【0021】
図１～図３に示すように、車両Ｖは、左右１対のサイドシル１と、フロアパネル２と、左右１対のフロアフレーム３と、第１，第２クロスメンバ４，５（第１，第２クロスメンバ部材）と、バッテリユニット６等を備えている。更に、この車両Ｖには、１対のサイドシル１とバッテリユニット６（バッテリフレーム３０）とを直接的に連結するための左右１対のガセット７（ガセット部材）が設けられている。
以下、図において、矢印Ｆ方向を車体前後方向前方とし、矢印Ｌ方向を車幅方向左方とし、矢印Ｕ方向を車体上下方向上方として説明する。また、この車両Ｖは、左右対称の構造であるため、以下、特段の説明がない限り、主に右側部材及び右側部分について説明する。
以下、図において、矢印Ｆ方向を車体前後方向前方とし、矢印Ｌ方向を車幅方向左方とし、矢印Ｕ方向を車体上下方向上方として説明する。また、この車両Ｖは、左右対称の構造であるため、以下、特段の説明がない限り、主に右側部材及び右側部分について説明する。
【0022】
まず、１対のサイドシル１について説明する。
図４，図５に示すように、右側のサイドシル１は、右側壁部を構成するアウタパネル１１と、左側壁部を構成するインナパネル１２とを備え、両パネル１１，１２が協働して前後に延びる略矩形状の閉断面を形成している。このサイドシル１の前端部分には、上下に延びるヒンジピラー８が連結され、後端部分には、上下に延びるリヤピラー９が連結されている（図１，図３，図６参照）。尚、この車両Ｖは、フロントドアが前端部分に形成されたヒンジ中心に開閉され、リヤドアが後端部分に形成されたヒンジ中心に開閉される、所謂観音開きタイプのドア構造であり、センターピラーは省略されている。
図４，図５に示すように、右側のサイドシル１は、右側壁部を構成するアウタパネル１１と、左側壁部を構成するインナパネル１２とを備え、両パネル１１，１２が協働して前後に延びる略矩形状の閉断面を形成している。このサイドシル１の前端部分には、上下に延びるヒンジピラー８が連結され、後端部分には、上下に延びるリヤピラー９が連結されている（図１，図３，図６参照）。尚、この車両Ｖは、フロントドアが前端部分に形成されたヒンジ中心に開閉され、リヤドアが後端部分に形成されたヒンジ中心に開閉される、所謂観音開きタイプのドア構造であり、センターピラーは省略されている。
【0023】
アウタパネル１１は、車幅方向に直交する外側壁部１１ａと、この外側壁部１１ａの上端部から左方に延びる上壁部１１ｂと、外側壁部１１ａの下端部から左方に延びる下壁部１１ｃと、上壁部１１ｂの左端部から上方に延びる上フランジ部と、下壁部１１ｃの左端部から下方に延びる下フランジ部とを備え、断面略ハット状に構成されている。アウタパネル１１には、アウタパネル１１の右側に配置された外板部材１３が設けられている。
【0024】
インナパネル１２は、車幅方向に直交する内側壁部１２ａと、この内側壁部１２ａの上端部から右方に延びる上壁部１２ｂと、内側壁部１２ａの下端部から右方に延びる下壁部１２ｃと、上壁部１２ｂの右端部から上方に延びる上フランジ部と、下壁部１２ｃの右端部から下方に延びる下フランジ部とを備え、断面略ハット状に構成されている。インナパネル１２の上下両フランジ部がアウタパネル１１の上下両フランジ部にスポット溶接にて夫々接合されている。
【0025】
図４，図６に示すように、インナパネル１２には、インナパネル１２の左側上部に配置された第１インナレイン１４と、複数（例えば、３つ）の第２インナレイン１５ａ～１５ｃとが設けられている。
第１インナレイン１４は、例えば、板厚２．０ｍｍの超高張力鋼板により断面略Ｌ字状に構成され、インナパネル１２の前端から中間部に亙って形成されている。
第２インナレイン１５ａ～１５ｃは、前後方向に直交するように夫々形成されている。
これらの第２インナレイン１５ａ～１５ｃは、内側壁部１２ａと上壁部１２ｂと下壁部１２ｃとに夫々接合され、サイドシル１の閉断面を前後に仕切る節部材を構成している。
第１インナレイン１４は、例えば、板厚２．０ｍｍの超高張力鋼板により断面略Ｌ字状に構成され、インナパネル１２の前端から中間部に亙って形成されている。
第２インナレイン１５ａ～１５ｃは、前後方向に直交するように夫々形成されている。
これらの第２インナレイン１５ａ～１５ｃは、内側壁部１２ａと上壁部１２ｂと下壁部１２ｃとに夫々接合され、サイドシル１の閉断面を前後に仕切る節部材を構成している。
【0026】
最も前側に位置する第２インナレイン１５ａは、第１クロスメンバ４の前端部（前壁部）に対応した前後方向位置に配置され、最も後側に位置する第２インナレイン１５ｃは、第２クロスメンバ５の後端部（後壁部）に対応した前後方向位置に配置されている。第２インナレイン１５ａ，１５ｃの間に設置された第２インナレイン１５ｂは、第２クロスメンバ５の前端部（前壁部）に対応した前後方向位置に配置されている。
【0027】
次に、フロアパネル２及び１対のフロアフレーム３について説明する。
フロアパネル２は、１対のサイドシル１の間に掛け渡されるように形成されている。
このフロアパネル２の左右両端部分は、１対のサイドシル１の内側壁部１２ａに夫々接合され、車両Ｖの車室床面を構成している。フロアパネル２の後端部には、後方上り傾斜状のキックアップ部を形成するリヤフロアパネルが連なっている。
フロアパネル２は、１対のサイドシル１の間に掛け渡されるように形成されている。
このフロアパネル２の左右両端部分は、１対のサイドシル１の内側壁部１２ａに夫々接合され、車両Ｖの車室床面を構成している。フロアパネル２の後端部には、後方上り傾斜状のキックアップ部を形成するリヤフロアパネルが連なっている。
【0028】
図２～図５に示すように、１対のフロアフレーム３は、断面略ハット状に夫々形成されると共に、これら１対のフロアフレーム３の間隔が、後側程離隔している。それ故、サイドシル１と隣り合うフロアフレーム３との間隔は、後側程接近している。
フロアフレーム３は、フロアパネル２の下面と協働して前後に延びる断面矩形状の閉断面を形成している。
フロアフレーム３は、フロアパネル２の下面と協働して前後に延びる断面矩形状の閉断面を形成している。
【0029】
次に、第１，第２クロスメンバ４，５について説明する。
図１，図６に示すように、第１クロスメンバ４は、１対のサイドシル１の前側部分の間を連結すると共に、フロアパネル２の上面と協働して左右に延びる断面矩形状の閉断面を形成している。第１クロスメンバ４は、第１中間部４ａと、この第１中間部４ａの左右両端部から車幅方向外側に夫々延びる左右１対の第１側部４ｂとを備えている。
図１，図６に示すように、第１クロスメンバ４は、１対のサイドシル１の前側部分の間を連結すると共に、フロアパネル２の上面と協働して左右に延びる断面矩形状の閉断面を形成している。第１クロスメンバ４は、第１中間部４ａと、この第１中間部４ａの左右両端部から車幅方向外側に夫々延びる左右１対の第１側部４ｂとを備えている。
【0030】
第１中間部４ａは、例えば、板厚１．８ｍｍの超高張力鋼板により構成され、断面略ハット状に形成されている。この第１中間部４ａの下端部に形成されたフランジ部は、フロアパネル２の上面に溶接にて接合されている。
１対の第１側部４ｂは、第１中間部４ａよりも靭性が低い、例えば、板厚１．０ｍｍの熱間圧延鋼板により構成され、断面略ハット状に夫々形成されている。これら第１側部４ｂの下端部に形成されたフランジ部は、フロアパネル２の上面に溶接にて接合され、車幅方向外側端部に形成されたフランジ部は、サイドシル１の内側壁部１２ａに溶接にて接合されている。
１対の第１側部４ｂは、第１中間部４ａよりも靭性が低い、例えば、板厚１．０ｍｍの熱間圧延鋼板により構成され、断面略ハット状に夫々形成されている。これら第１側部４ｂの下端部に形成されたフランジ部は、フロアパネル２の上面に溶接にて接合され、車幅方向外側端部に形成されたフランジ部は、サイドシル１の内側壁部１２ａに溶接にて接合されている。
【0031】
図１，図５，図６に示すように、第２クロスメンバ５は、第１クロスメンバ４の後方にて１対のサイドシル１の中間部分を連結すると共に、フロアパネル２の上面と協働して左右に延びる断面矩形状の閉断面を形成している。第２クロスメンバ５は、第２中間部５ａと、この第２中間部５ａの左右両端部から車幅方向外側に夫々延びる左右１対の第２側部５ｂとを備えている。
【0032】
第２中間部５ａは、例えば、板厚２．３ｍｍの超高張力鋼板により構成され、断面略ハット状に形成されている。この第２中間部５ａの下端部に形成されたフランジ部は、フロアパネル２の上面に溶接にて接合されている。
１対の第２側部５ｂは、第２中間部５ａよりも靭性が低い、例えば、板厚２．３ｍｍの熱間圧延鋼板により構成され、断面略ハット状に夫々形成されている。これら第２側部５ｂの下端部に形成されたフランジ部は、フロアパネル２の上面に溶接にて接合され、車幅方向外側端部に形成されたフランジ部は、サイドシル１の内側壁部１２ａに溶接にて接合されている。
１対の第２側部５ｂは、第２中間部５ａよりも靭性が低い、例えば、板厚２．３ｍｍの熱間圧延鋼板により構成され、断面略ハット状に夫々形成されている。これら第２側部５ｂの下端部に形成されたフランジ部は、フロアパネル２の上面に溶接にて接合され、車幅方向外側端部に形成されたフランジ部は、サイドシル１の内側壁部１２ａに溶接にて接合されている。
【0033】
次に、バッテリユニット６について説明する。
バッテリユニット６は、複数のバッテリモジュール２１を直列接続した高電圧バッテリを収容した状態でフロアパネル２の下方空間にレイアウトされている。それ故、バッテリユニット６は、耐振性及び耐水性を確保するように構成されている。
図５，図７に示すように、車両駆動用電動機に電力を供給するバッテリモジュール２１は、規格電圧を有する直方体形状の複数のバッテリセルを積層状に整列させた直方体形状のバッテリ集合体である。バッテリセルは、例えば、２次電池の一種であるリチウムイオンバッテリである。
バッテリユニット６は、複数のバッテリモジュール２１を直列接続した高電圧バッテリを収容した状態でフロアパネル２の下方空間にレイアウトされている。それ故、バッテリユニット６は、耐振性及び耐水性を確保するように構成されている。
図５，図７に示すように、車両駆動用電動機に電力を供給するバッテリモジュール２１は、規格電圧を有する直方体形状の複数のバッテリセルを積層状に整列させた直方体形状のバッテリ集合体である。バッテリセルは、例えば、２次電池の一種であるリチウムイオンバッテリである。
【0034】
図２～図７に示すように、バッテリユニット６は、金属製底板２２と、合成樹脂製アッパカバー２３と、複数のバッテリモジュール２１を支持する略ロ字状のバッテリフレーム３０とを主要な構成要素としている。バッテリフレーム３０と金属製底板２２とがバッテリユニット６のロアカバーに相当し、このロアカバーとアッパカバー２３が協働して密封パック構造を形成している。
【0035】
バッテリフレーム３０は、左右に延びる前後１対の第１フレーム部材３１と、これら１対の第１フレーム部材３１の左右両端部同士を夫々連結する左右１対の第２フレーム部材３２と、これら１対の第２フレーム部材３２の途中部を連結するように左右に延びる第３フレーム部材３３と、この第３フレーム部材３３の後方にて１対の第２フレーム部材３２の途中部を連結するように左右に延びる第４フレーム部材３４とを備えている。
これらフレーム部材３１～３４は、例えば、板厚２．０ｍｍの超高張力鋼板により構成されている。
これらフレーム部材３１～３４は、例えば、板厚２．０ｍｍの超高張力鋼板により構成されている。
【0036】
１対の第２フレーム部材３２は、１対のフロアフレーム３の鉛直下方において１対のフロアフレーム３に沿って後側程車幅方向外側に移行するように夫々配設されている。
図４，図５に示すように、右側の第２フレーム部材３２は、略Ｌ字状のロアパネル３２ａと、略Ｗ字状のアッパパネル３２ｂとを有している。
ロアパネル３２ａとアッパパネル３２ｂは、左方に向けて水平状に延びる左側（車幅方向内側）フランジ同士を接合すると共に上方に向けて鉛直状に延びる右側（車幅方向外側）フランジ同士を接合することにより前後に延びる略扁平形状の閉断面Ｃを構成している。閉断面Ｃは、上下寸法よりも左右寸法が大きい略扁平形状に形成され、閉断面Ｃの上端部とフロアフレーム３の下端部とは所定間隔離隔するように構成されている。
図４，図５に示すように、右側の第２フレーム部材３２は、略Ｌ字状のロアパネル３２ａと、略Ｗ字状のアッパパネル３２ｂとを有している。
ロアパネル３２ａとアッパパネル３２ｂは、左方に向けて水平状に延びる左側（車幅方向内側）フランジ同士を接合すると共に上方に向けて鉛直状に延びる右側（車幅方向外側）フランジ同士を接合することにより前後に延びる略扁平形状の閉断面Ｃを構成している。閉断面Ｃは、上下寸法よりも左右寸法が大きい略扁平形状に形成され、閉断面Ｃの上端部とフロアフレーム３の下端部とは所定間隔離隔するように構成されている。
【0037】
図２～図４，図７に示すように、第２フレーム部材３２は、４つのボルトｂ１を介してフロアフレーム３に対して締結固定されている。
前側に配置された３つのボルトｂ１は、第２フレーム部材３２（閉断面Ｃ）を下側から挿通し、フロアフレーム３の閉断面内に固定されたナット部材ｎ１に締結されている。
ロアパネル３２ａの下壁部に形成されたボルト穴の周辺部分には、部分的に上方に向けて凹入するボルトｂ１の着座面が形成されている。後端に配置されたボルトｂ１は、第２フレーム部材３２の後側側壁部に接合されて上方に延びるブラケット２４を下側から挿通し、フロアフレーム３の閉断面内に固定されたナット部材（図示略）に締結されている。
前側に配置された３つのボルトｂ１は、第２フレーム部材３２（閉断面Ｃ）を下側から挿通し、フロアフレーム３の閉断面内に固定されたナット部材ｎ１に締結されている。
ロアパネル３２ａの下壁部に形成されたボルト穴の周辺部分には、部分的に上方に向けて凹入するボルトｂ１の着座面が形成されている。後端に配置されたボルトｂ１は、第２フレーム部材３２の後側側壁部に接合されて上方に延びるブラケット２４を下側から挿通し、フロアフレーム３の閉断面内に固定されたナット部材（図示略）に締結されている。
【0038】
１対の第１フレーム部材３１は、第２フレーム部材３２と基本的に同様に構成され、ロアパネルとアッパパネルとにより左右に延びる１対の閉断面を形成している。
前側第１フレーム部材３１は、２つのボルトｂ２を介して車体前部に締結固定されている。これらのボルトｂ２は、前側第１フレーム部材３１を下側から挿通し、車体前部に固定されたナット部材（図示略）に夫々締結されている。
前側第１フレーム部材３１は、２つのボルトｂ２を介して車体前部に締結固定されている。これらのボルトｂ２は、前側第１フレーム部材３１を下側から挿通し、車体前部に固定されたナット部材（図示略）に夫々締結されている。
【0039】
後側第１フレーム部材３１は、左右２対のボルトｂ３を介して車体後部に締結固定されている。２対のボルトｂ３は、後側第１フレーム部材３１の後壁部に接合されて上方に延びる左右１対のブラケット２５を下側から夫々挿通し、キックアップ部の頂部に形成された左右に延びるクロスメンバ部材（図示略）の閉断面内に固定されたナット部材（図示略）に夫々締結されている。
【0040】
図４，図５に示すように、金属製底板２２は、その左右外縁部分が、１対の第２フレーム部材３２（アッパパネル３２ｂ）の上壁部及び車幅方向内側フランジに夫々重なり合うように配設されている。また、金属製底板２２の前側左右外縁部分は、前側第１フレーム部材３１の上壁部及び後側フランジに重なり合い、後側前側左右外縁部分は、後側第１フレーム部材３１の上壁部及び前側フランジに重なり合うように配設されている。
アッパカバー２３は、その外縁部分が、金属製底板２２の外縁部分に重なり合うように配設され、締結部材を用いて内部空間が密封されている。
アッパカバー２３は、その外縁部分が、金属製底板２２の外縁部分に重なり合うように配設され、締結部材を用いて内部空間が密封されている。
【0041】
図２に示すように、第３フレーム部材３３は、平面視にて第１クロスメンバ４と第２クロスメンバ５との間に配置されている。
この第３フレーム部材３３は、下方に突出した断面略ハット状に形成され、金属製底板２２の下面と協働して左右に延びる断面矩形状の閉断面を形成している。
図４に示すように、第３フレーム部材３３の左右両端部分は、ロアパネル３２ａとアッパパネル３２ｂの車幅方向内側フランジに夫々挟持され、前側から２番目のボルトｂ１が挿通されることにより固定されている。
この第３フレーム部材３３は、下方に突出した断面略ハット状に形成され、金属製底板２２の下面と協働して左右に延びる断面矩形状の閉断面を形成している。
図４に示すように、第３フレーム部材３３の左右両端部分は、ロアパネル３２ａとアッパパネル３２ｂの車幅方向内側フランジに夫々挟持され、前側から２番目のボルトｂ１が挿通されることにより固定されている。
【0042】
第４フレーム部材３４は、底面視（下からの平面視）にて第２クロスメンバ５の後方に配置されている。この第４フレーム部材３４は、下方に突出した断面略ハット状に形成され、金属製底板２２の下面と協働して左右に延びる断面矩形状の閉断面を形成している。
第４フレーム部材３４の左右両端部分は、第３フレーム部材３３と同様に、ロアパネル３２ａとアッパパネル３２ｂの車幅方向内側フランジに夫々挟持され、前側から３番目のボルトｂ１が挿通されることにより固定されている。
第４フレーム部材３４の左右両端部分は、第３フレーム部材３３と同様に、ロアパネル３２ａとアッパパネル３２ｂの車幅方向内側フランジに夫々挟持され、前側から３番目のボルトｂ１が挿通されることにより固定されている。
【0043】
次に、１対のガセット７について説明する。
１対のガセット７は、例えば、板厚２．０ｍｍの高張力鋼板により夫々構成されている。
図２に示すように、１対のガセット７は、第３フレーム部材３３の車幅方向外側端部に対応した前後方向位置を含む位置に夫々配置されている。
具体的には、ガセット７の前端部が、第１クロスメンバ４の前壁部の車幅方向外側端部近傍に対応した前後方向位置に配置され、後端部が、第２クロスメンバ５の後壁部の車幅方向外側端部近傍に対応した前後方向位置に配置されている。
ガセット７の前後両端の間の領域に対応した前後領域には、サイドシル１の閉断面を前後に仕切る第２インナレイン１５ａ，１５ｂが配設されている（図６参照）。
１対のガセット７は、例えば、板厚２．０ｍｍの高張力鋼板により夫々構成されている。
図２に示すように、１対のガセット７は、第３フレーム部材３３の車幅方向外側端部に対応した前後方向位置を含む位置に夫々配置されている。
具体的には、ガセット７の前端部が、第１クロスメンバ４の前壁部の車幅方向外側端部近傍に対応した前後方向位置に配置され、後端部が、第２クロスメンバ５の後壁部の車幅方向外側端部近傍に対応した前後方向位置に配置されている。
ガセット７の前後両端の間の領域に対応した前後領域には、サイドシル１の閉断面を前後に仕切る第２インナレイン１５ａ，１５ｂが配設されている（図６参照）。
【0044】
図２～図５，図８に示すように、右側のガセット７は、右側サイドシル１から右側第２フレーム部材３２に亙って傾斜状に延びる本体部７ａと、この本体部７ａの右端（上端）から右方に延びるフランジ部７ｂと、本体部７ａの左端（下端）から下方に延びるフランジ部７ｃを備えている。フランジ部７ｂには、前後に並ぶ４つのボルト穴が略等間隔に形成されている。
【0045】
図４，図５に示すように、フランジ部７ｂの各ボルト穴に挿通されたボルトｂ４は、サイドシル１の左側（車幅方向内側）端部に相当するインナパネル１２に固定される。
これらボルトｂ４は、サイドシル１の下端部に相当する下壁部１２ｃに固着されたナット部材ｎ４に締結されている。また、フランジ部７ｃは、第２フレーム部材３２の右側（車幅方向外側）端部に相当するロアパネル３２ａの縦壁部に溶接にて接合されている。
これらボルトｂ４は、サイドシル１の下端部に相当する下壁部１２ｃに固着されたナット部材ｎ４に締結されている。また、フランジ部７ｃは、第２フレーム部材３２の右側（車幅方向外側）端部に相当するロアパネル３２ａの縦壁部に溶接にて接合されている。
【0046】
本体部７ａは、右側に移行する程高さ位置が高くなるように水平に対して所定の交差角度を有するように配置されている。バッテリフレーム３０に対する衝撃エネルギの分散効率上、交差角度は、４５°以下に設定されている。
本体部７ａには、複数（例えば、７つ）の凸状ビード部７ｄが形成されている。
図８に示すように、ビード部７ｄは、本体部７ａとフランジ部７ｂとフランジ部７ｃに夫々連なり、本体部７ａの基準面から右方（外面方向）に突出するように構成されている。
各ビード部７ｄは、フランジ部７ｂの隣り合うボルト穴、所謂隣り合う締結部の間に形成されている。
本体部７ａには、複数（例えば、７つ）の凸状ビード部７ｄが形成されている。
図８に示すように、ビード部７ｄは、本体部７ａとフランジ部７ｂとフランジ部７ｃに夫々連なり、本体部７ａの基準面から右方（外面方向）に突出するように構成されている。
各ビード部７ｄは、フランジ部７ｂの隣り合うボルト穴、所謂隣り合う締結部の間に形成されている。
【0047】
以上の構成により、側面衝突時、ガセット７のＥＡ（Energy Absorption）性能未満の比較的小さい衝撃エネルギがサイドシル１に入力した場合、第１クロスメンバ４の第１側部４ｂ、第２クロスメンバ５の第２側部５ｂ、及びガセット７を積極的に圧潰変形（塑性変形）させることにより、サイドシル１とフロアフレーム３との間の領域で衝撃エネルギを吸収し、１対のフロアフレーム３の間に配設されたバッテリユニット６への影響を回避している。
【0048】
一方、ガセット７のＥＡ性能以上の大きい衝撃エネルギがサイドシル１に入力した場合、第１側部４ｂ、第２側部５ｂ、及びガセット７の圧潰変形で吸収できない衝撃エネルギは、第１，第２クロスメンバ４，５に分散して伝搬されると共に、ガセット７を介してバッテリフレーム３０に伝搬され、フロアフレーム３に対して直接的に入力されない。
これにより、フロアフレーム３の車幅内側方向への移動を抑制し、１対のフロアフレーム３の間に配設されたバッテリユニット６の安全性を確保している。
これにより、フロアフレーム３の車幅内側方向への移動を抑制し、１対のフロアフレーム３の間に配設されたバッテリユニット６の安全性を確保している。
【0049】
次に、上記下部車体構造の作用、効果について説明する。
実施例１に係る下部車体構造によれば、１対のフロアフレーム３の間に配設されたバッテリユニット６のバッテリフレーム３０が、少なくとも、車幅方向に延びる前後１対の第１フレーム部材３１と、１対の第１フレーム部材３１を連結すると共に前後方向に延びる左右１対の第２フレーム部材３２とを有するため、１対のフロアフレーム３の間にバッテリユニット６を強固に配設することができる。
サイドシル１の車幅方向内側端部に相当するインナパネル１２と第２フレーム部材３２の車幅方向外側端部に相当するロアパネル３２ａの縦壁部とを連結するガセット７を設けたため、ガセット７のＥＡ性能未満の衝撃エネルギが入力した場合、バッテリユニット６に影響を与えることなくサイドシル１とフロアフレーム３の間における塑性変形で衝撃エネルギを吸収することができる。また、サイドシル１とバッテリフレーム３０とがガセット７を介して他の部材を介することなく直接的に連結されているため、ガセット７のＥＡ性能以上の衝撃エネルギが入力した場合、ガセット７によって吸収されない衝撃エネルギをバッテリフレーム３０を介して分散することができ、フロアフレーム３の車幅内側方向への移動を抑制することによりバッテリユニット６の損傷を回避することができる。
実施例１に係る下部車体構造によれば、１対のフロアフレーム３の間に配設されたバッテリユニット６のバッテリフレーム３０が、少なくとも、車幅方向に延びる前後１対の第１フレーム部材３１と、１対の第１フレーム部材３１を連結すると共に前後方向に延びる左右１対の第２フレーム部材３２とを有するため、１対のフロアフレーム３の間にバッテリユニット６を強固に配設することができる。
サイドシル１の車幅方向内側端部に相当するインナパネル１２と第２フレーム部材３２の車幅方向外側端部に相当するロアパネル３２ａの縦壁部とを連結するガセット７を設けたため、ガセット７のＥＡ性能未満の衝撃エネルギが入力した場合、バッテリユニット６に影響を与えることなくサイドシル１とフロアフレーム３の間における塑性変形で衝撃エネルギを吸収することができる。また、サイドシル１とバッテリフレーム３０とがガセット７を介して他の部材を介することなく直接的に連結されているため、ガセット７のＥＡ性能以上の衝撃エネルギが入力した場合、ガセット７によって吸収されない衝撃エネルギをバッテリフレーム３０を介して分散することができ、フロアフレーム３の車幅内側方向への移動を抑制することによりバッテリユニット６の損傷を回避することができる。
【0050】
ガセット７が、サイドシル１の下端部に相当する下壁部１２ｃに連結されたため、水平に対するガセット７の交差角度を小さくすることにより、ガセット７によって吸収されない衝撃エネルギを効率良くバッテリフレーム３０に伝搬させることができる。
【0051】
バッテリフレーム３０が、１対の第１フレーム部材３１の間において左右に延びると共に１対の第２フレーム部材３２を連結する第３フレーム部材３３を有し、ガセット７が、第３フレーム部材３３の車幅方向外側端部に対応した前後方向位置を含む位置に配置されているため、ガセット７によって吸収されない衝撃エネルギの分散効率を増すことができる。
【0052】
ガセット７は、前後方向に並ぶ複数の締結部においてボルトｂ４を介してサイドシル１に締結され、隣り合う締結部の間において外面側に突出した凸状ビード部７ｄが形成されたため、ビード効果により、ガセット７のＥＡ性能を増加することができる。
【0053】
フロアパネル２の上面にフロアパネル２と協働して左右に延びる閉断面を形成すると共に１対のサイドシル１間を連結する第１クロスメンバ４と、第１クロスメンバ４の後方においてフロアパネル２の上面にフロアパネル２と協働して左右に延びる閉断面を形成すると共に１対のサイドシル１間を連結する第２クロスメンバ５とを有し、ガセット７は、前端部が第１クロスメンバ４の車幅方向外側端部に対応した位置に配設されると共に、後端部が第２クロスメンバ部材５の車幅方向外側端部に対応した位置に配設されている。
これにより、ガセット７によって吸収されない衝撃エネルギを、バッテリフレーム３０に加え、車体側の第１，第２クロスメンバ４，５に分散することができる。
これにより、ガセット７によって吸収されない衝撃エネルギを、バッテリフレーム３０に加え、車体側の第１，第２クロスメンバ４，５に分散することができる。
【0054】
１対のサイドシル１は、前後に延びる閉断面を夫々構成すると共にガセット７の前後両端部の間の領域に対応した前後方向領域に閉断面を前後に仕切る第２インナレイン１５ａ，１５ｂを夫々有するため、側面衝突時、サイドシル１に入力した衝撃エネルギをガセット７と第１，第２クロスメンバ４，５に確実に伝搬させることができる。
【0055】
第３フレーム部材３３は、第１，第２クロスメンバ４，５の間の前後方向位置に配設されたため、サイドシル１に入力した衝撃エネルギを車幅方向に延びる複数のロードパスを用いて効率的に分散させることができる。
【0056】
次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施形態においては、バッテリユニット６を１対のフロアフレーム３の間に配置した例として、１対のフロアフレーム３の下方に１対の第２フレーム部材３２を配置した例を説明したが、少なくとも、主要部であるバッテリモジュール２１が平面視にて１対のフロアフレーム３の間に配置されれば良く、バッテリユニット６の大部分が１対のフロアフレーム３の間に配置された構造を含むものである。
１〕前記実施形態においては、バッテリユニット６を１対のフロアフレーム３の間に配置した例として、１対のフロアフレーム３の下方に１対の第２フレーム部材３２を配置した例を説明したが、少なくとも、主要部であるバッテリモジュール２１が平面視にて１対のフロアフレーム３の間に配置されれば良く、バッテリユニット６の大部分が１対のフロアフレーム３の間に配置された構造を含むものである。
【0057】
２〕前記実施形態においては、ガセット７がサイドシル１の下壁部１２ｃとバッテリフレーム３０のロアパネル３２ａとを直接的に連結した例を説明したが、少なくとも、ガセット７に入力された衝撃エネルギの大部分が第２フレーム部材３２に伝搬されれば良い。
例えば、ガセット７を起点としたロードパスのうち第２フレーム部材３２に向かうロードパスを伝搬する衝撃エネルギが他のロードパスを伝搬する衝撃エネルギよりも大きい場合、ガセット７が部分的にフロアパネル２やフロアフレーム３に接続される構造であっても良い。
例えば、ガセット７を起点としたロードパスのうち第２フレーム部材３２に向かうロードパスを伝搬する衝撃エネルギが他のロードパスを伝搬する衝撃エネルギよりも大きい場合、ガセット７が部分的にフロアパネル２やフロアフレーム３に接続される構造であっても良い。
【0058】
３〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態や各実施形態を組み合わせた形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
【符号の説明】
【0059】
１ サイドシル
２ フロアパネル
３ フロアフレーム
４ 第１クロスメンバ
５ 第２クロスメンバ
６ バッテリユニット
７ ガセット
７ｄ ビード部
１５ａ，１５ｂ 第２インナレイン
２１ バッテリモジュール
３０ バッテリフレーム
３１ 第１フレーム部材
３２ 第２フレーム部材
Ｖ 車両
２ フロアパネル
３ フロアフレーム
４ 第１クロスメンバ
５ 第２クロスメンバ
６ バッテリユニット
７ ガセット
７ｄ ビード部
１５ａ，１５ｂ 第２インナレイン
２１ バッテリモジュール
３０ バッテリフレーム
３１ 第１フレーム部材
３２ 第２フレーム部材
Ｖ 車両
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
