特表 2022-546839 電動車両のための前部構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-11-09

(54)【発明の名称】電動車両のための前部構造

(51)【国際特許分類】

   B62D 25/20 20060101AFI20221101BHJP

   B62D 21/15 20060101ALI20221101BHJP

【ＦＩ】

B62D25/20 G

B62D21/15 B

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022514712

(86)(22)【出願日】2020-07-31

(85)【翻訳文提出日】2022-04-25

(86)【国際出願番号】 IB2020057270

(87)【国際公開番号】W WO2021044233

(87)【国際公開日】2021-03-11

(31)【優先権主張番号】PCT/IB2019/057513

(32)【優先日】2019-09-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IB

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】515214729

【氏名又は名称】アルセロールミタル

(74)【代理人】

【識別番号】110001173

【氏名又は名称】弁理士法人川口國際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ソティ，アレクサンドル

(72)【発明者】

【氏名】シュナイダー，ニコラ

(72)【発明者】

【氏名】ドルーアデーヌ，イブ

(72)【発明者】

【氏名】ジボー，エリー

【テーマコード（参考）】

3D203

【Ｆターム（参考）】

3D203AA31

3D203BB08

3D203CA02

3D203CA23

3D203CA29

3D203CA36

3D203CA58

3D203CA73

(57)【要約】

下部ダッシュパネルと、シートクロスメンバと、トンネルノーズと、を含む、電動車両のための前部構造であって、トンネルノーズが、その後部部分における侵入に抵抗しながらその前部部分においてエネルギーを吸収するように設計され、前面衝突中の部品におけるエネルギー吸収を最適化し、下部ダッシュパネルの下方への押圧効果によるバッテリパックの破損を防止する、前部構造。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

客室（５）と前部エンジンコンパートメント（７）とを分離する下部ダッシュパネル（３）と、略横方向に延在し、両端で横方向補強構造（１７）に取り付けられるシートクロスメンバ（９）と、トンネルノーズ（１５）と、を具備する電動車両（２）の前部構造（１）であって、
少なくとも下部ダッシュパネル（３）に取り付けられた前部部分（２１）と、
少なくともシートクロスメンバ（９）に取り付けられた後部部分（２３）と、
を備え、
後部部分（２３）の平均厚さと極限引張強度との積は、前部部分（２１）の平均厚さと極限引張強度との積以上であり、前部部分（２１）は、少なくとも０．６の破壊ひずみおよび少なくとも７５°の臨界曲げ角度を有する材料で出来ている、前部構造（１）。

【請求項2】

トンネルノーズ（１５）が製造される材料は、部分的に少なくとも７００ＭＰａの極限引張強度を有する、請求項１に記載の前部構造（１）。

【請求項3】

前部部分（２１）には、その断面を局所的に変化させる少なくとも１つの幾何学的変化部（２２）が設けられる、請求項１または２に記載の前部構造（１）。

【請求項4】

トンネルノーズ（１５）の少なくとも一部は、ホットスタンピング後に少なくとも１０００ＭＰａの引張強度を有する材料をホットスタンピングすることによって作製される、請求項１～３のいずれか一項に記載の前部構造（１）。

【請求項5】

プレス硬化鋼の組成は、重量％で、
０．２０％≦Ｃ≦０．２５％、１．１％≦Ｍｎ≦１．４％、０．１５％≦Ｓｉ≦０．３５％、≦Ｃｒ≦０．３０％、０．０２０％≦Ｔｉ≦０．０６０％、０．０２０％≦Ａｌ≦０．０６０％、Ｓ≦０．００５％、Ｐ≦０．０２５％、０．００２％≦Ｂ≦０．００４％であり、残りは鉄および加工の結果生じる不可避不純物である、請求項４に記載の前部構造（１）。

【請求項6】

トンネルノーズ（１５）の少なくとも一部は、少なくとも９５０ＭＰａの引張強度を有する材料をコールドスタンピングすることによって作製される、請求項１～３のいずれか一項に記載の前部構造（１）。

【請求項7】

トンネルノーズ（１５）の少なくとも一部は、材料をコールドスタンピングすることによって作製され、該材料は、重量％で０．１３％＜Ｃ＜０．２５％、２．０％＜Ｍｎ＜３．０％、１．２％＜Ｓｉ＜２．５％、０．０２％＜Ａｌ＜１．０％、１．２２％＜Ｓｉ＋Ａｌ＜２．５％、Ｎｂ＜０．０５％、Ｃｒ＜０．５％、Ｍｏ＜０．５％、Ｔｉ＜０．０５％、残りはＦｅおよび不可避不純物、を含む化学組成を有し、残りは８％～１５％の残留オーステナイトを含む微細構造を有し、残りはフェライト、マルテンサイトおよびベイナイトであり、
マルテンサイト分率およびベイナイト分率の合計は、７０％～９２％の間に含まれる、請求項６に記載の前部構造（１）。

【請求項8】

トンネルノーズ（１５）の少なくとも一部は、材料をコールドスタンピングすることによって作製され、該材料は、重量％で０．１５％＜Ｃ＜０．２５％、１．４％＜Ｍｎ＜２．６％、０．６％＜Ｓｉ＜１．５％、０．０２％＜Ａｌ＜１．０％、１．０％＜Ｓｉ＋Ａｌ＜２．４％、Ｎｂ＜０．０５％、Ｃｒ＜０．５％、Ｍｏ＜０．５％、残りはＦｅおよび不可避不純物、を含む化学組成を有し、残りは１０％～２０％の残留オーステナイトを含む微細構造を有し、残りはフェライト、マルテンサイトおよびベイナイトである、請求項６に記載の前部構造（１）。

【請求項9】

トンネルノーズ（１５）が、テーラード溶接ブランクをスタンピングすることによって形成される、請求項１～８のいずれか一項に記載の前部構造（１）。

【請求項10】

トンネルノーズ（１５）が、テーラーロールドブランクをスタンピングすることによって形成される、請求項１～８のいずれか一項に記載の前部構造（１）。

【請求項11】

請求項１～１０のいずれか一項に記載の前部構造（１）を製造する方法であって、
ブランクを提供するステップと、
ブランクをトンネルノーズ（１５）の形状にスタンピングするステップと、
トンネルノーズを下部ダッシュパネル（３）に取り付けるステップと、
トンネルノーズをシートクロスメンバ（９）に取り付けるステップと、
を備える方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、以下で電動車両と呼ぶ、電動パワートレインを有する自動車のための前部構造に関する。本発明はさらに、そのような前部構造を製造するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

大気中の二酸化炭素レベルの増加および局所的な大気汚染レベルに関連する環境上の懸念および規制が、電動自動車の増加を促している。従来の内燃機関車両と比較して、電動車両はより小型のエンジンを有し、燃料タンクも排気システムもない。一方、電動車両は、内燃機関には存在しない大きなバッテリパックを有する。

【0003】

これらの顕著な違いは、自動車車両のグローバルアーキテクチャの変化をもたらす。電動車両の設計は、新しいパワートレインに適合しなければならず、より小さいエンジンによって、また排気システムおよび燃料タンクがないことによってもたらされる余分な空間を利用しなければならない。一方、電動車両はまた、バッテリパックの追加重量および事故の場合にバッテリパックを保護する必要性などの新たな要件を考慮する必要がある。

【0004】

内燃機関では、客室の底部構造は、フロアパネルの下に位置する排気系を収容するトンネルを含む。トンネルは、前部座席の間および後部フロアパネルの中央を通って延在する。トンネルは、一般にノーズと呼ばれる前部部分によって下部ダッシュパネル構造に接続され、この前部部分は、エンジンコンパートメント内の排気マニホールドの形状に対応するように上方に屈曲する。

【0005】

電動車両の場合、排気系がないことは、そのようなトンネルが不要であることを意味する。しかしながら、フロアパネルの下に位置するバッテリパックに関連する機器のための空間を形成することに対応するために、トンネルの一部、すなわち前部部分またはノーズを保持することは興味深いことであり得る。例えば、電子電力管理システムをトンネルノーズに収容することは興味深い可能性がある。さらに、トンネルノーズは、電子電力管理システムおよびバッテリパック自体へのアクセスポイントを提供することができ、これはバッテリパックに関連する安全要件の１つである。

【0006】

車両の前部構造は、車両構造内のエネルギーを吸収し、車両乗員によって占有される臨界領域内に侵入が生じないことを保証することによって、前面衝突に耐えることができなければならない。電動車両の場合、衝突の場合のバッテリパックの挙動にさらなる要件が置かれる。実際、バッテリパックが破られると、危険な化学物質がバッテリセルから放出され、健康および火災の危険につながる可能性がある。

【0007】

そのような前面衝突試験の１つは、連邦自動車安全基準２０８（ＦＭＶＳＳ２０８）であり、その基準では、車両は５６ｋｍ／ｈの速度で車両の全幅にわたる剛性バリアに衝突するというものである。

【0008】

上述の独立したトンネルノーズの存在は、前面衝突中のバッテリパックの完全性に問題をもたらす。実際、トンネルノーズが取り付けられている下部ダッシュパネルは、前面衝突中にノーズを下方に押す傾向がある。これは、下部ダッシュパネルが上下方向に対して傾斜しており、下部ダッシュパネルの頂部が下部ダッシュパネルの底部よりも車両前部側に位置していることが主な原因である。衝突の影響下で、前部衝突管理システムは、下部ダッシュパネルの上部部分を前方に押す傾向があり、それによって、下部ダッシュパネルを垂直方向に向かって矯正する。これは、次に、ノーズの後部をバッテリパックに向かって下方に押す効果を有し、これは、バッテリパックの壊滅的な破損ならびに乗客および救助チームの安全のための深刻な複雑化につながる可能性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明の目的の１つは、トンネルノーズのエネルギー吸収能力を最適化しながら、トンネルノーズがバッテリパックに向かって下方に押し下げられないことを保証する設計を提案することによって、これらの制限を克服することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

この目的のために、本発明は、下部ダッシュパネルと、略横方向に延在し、両端部で車両の横方向補強構造に取り付けられたシートクロスメンバと、トンネルノーズと、を具備する電動車両のための前部構造に関し、前部構造は、
少なくとも下部ダッシュパネルに取り付けられた前部部分と、
少なくともシートクロスメンバに取り付けられた後部部分と、
を備え、
後部部分の平均厚さと極限引張強度との積が、前部部分の平均厚さと極限引張強度との積以上であり、前部部分が、少なくとも０．６の破壊ひずみおよび少なくとも７５°の臨界曲げ角度を有する材料から作製される。

【0011】

降伏強度、極限引張強度、ならびに均一伸びおよび全伸びは、２００９年１０月に発行されたＩＳＯ規格ＩＳＯ６８９２－１に従って測定される。

【0012】

上述した発明を適用することにより、前面衝突中のトンネルノーズの変形を制御して、バッテリパックの損傷を回避することが可能である。記載された発明はまた、エネルギー吸収の役割を前部部分に与えることによって吸収されるエネルギーの量を最適化することを可能にする。

【0013】

単独で、または任意の可能な技術的組み合わせに従って考慮される、本発明による前部構造の他の任意選択の特徴によれば、
トンネルノーズが製造される材料は、部分的に少なくとも７００ＭＰａの極限引張強度を有する。

【0014】

前部部分は、その断面を局所的に変化させる少なくとも１つの幾何学的変化部を備える。

【0015】

トンネルノーズの少なくとも一部は、ホットスタンピング後に少なくとも１０００ＭＰａの引張強度を有する材料をホットスタンピングすることによって作製される。

【0016】

前述のプレス硬化鋼の組成は、重量％で、０．２０％≦Ｃ≦０．２５％、１．１％≦Ｍｎ≦１．４％、０．１５％≦Ｓｉ≦０．３５％、≦Ｃｒ≦０．３０％、０．０２０％≦Ｔｉ≦０．０６０％、０．０２０％≦Ａｌ≦０．０６０％、Ｓ≦０．００５％、Ｐ≦０．０２５％、０．００２％≦Ｂ≦０．００４％であり、残りは鉄および加工の結果生じる不可避不純物である。

【0017】

トンネルノーズの少なくとも一部は、少なくとも９５０ＭＰａの引張強度を有する材料をコールドスタンピングすることによって作製される。

【0018】

トンネルノーズの少なくとも一部は、材料をコールドスタンピングすることによって作製され、該材料は、重量％で０．１３％＜Ｃ＜０．２５％、２．０％＜Ｍｎ＜３．０％、１．２％＜Ｓｉ＜２．５％、０．０２％＜Ａｌ＜１．０％、１．２２％＜Ｓｉ＋Ａｌ＜２．５％、Ｎｂ＜０．０５％、Ｃｒ＜０．５％、Ｍｏ＜０．５％、Ｔｉ＜０．０５％、残りはＦｅおよび不可避不純物、を含む化学組成を有し、残りは８％～１５％の残留オーステナイトを含む微細構造を有し、残りはフェライト、マルテンサイトおよびベイナイトであり、マルテンサイト分率およびベイナイト分率の合計は７０％～９２％の間に含まれる。

【0019】

トンネルノーズの少なくとも一部は、材料をコールドスタンピングすることによって作製され、該材料は、重量％で０．１５％＜Ｃ＜０．２５％、１．４％＜Ｍｎ＜２．６％、０．６％＜Ｓｉ＜１．５％、０．０２％＜Ａｌ＜１．０％、１．０％＜Ｓｉ＋Ａｌ＜２．４％、Ｎｂ＜０．０５％、Ｃｒ＜０．５％、Ｍｏ＜０．５％、残りはＦｅおよび不可避不純物、を含む化学組成を有し、残りは１０％～２０％の残留オーステナイトを含む微細構造を有し、残りはフェライト、マルテンサイトおよびベイナイトである。

【0020】

トンネルノーズは、テーラード溶接ブランクをスタンピングすることによって形成される。

【0021】

トンネルノーズは、テーラーロールドブランクをスタンピングすることによって形成される。

【0022】

本発明はさらに、前述の後部構造１を製造するための方法であって、
ブランクを提供するステップと、
ブランクをトンネルノーズの形状にスタンピングするステップと、
トンネルノーズを下部ダッシュパネルに取り付けるステップと、
トンネルノーズをシートクロスメンバに取り付けるステップと、
を備える方法である。

【0023】

本発明の他の態様および利点は、例として与えられ、添付の図面を参照して行われる以下の説明を読むと明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明による車両の全体斜視図である。

【図2】本発明による前部構造の全体斜視図である。

【図3】本発明によるトンネルノーズの個々の斜視図である。

【図4A】上述のＦＭＶＳＳ２０８の標準化された衝突を使用した、本発明による車両の後部衝突試験シミュレーションを示す図であり、図４Ａは、衝突が発生する前の状況を示す。各図は、客室の前部から見た上面図および斜視図からなる。

【図4B】上述のＦＭＶＳＳ２０８の標準化された衝突を使用した、本発明による車両の後部衝突試験シミュレーションを示す図であり図４Ｂは、衝突の１００ｍｓ後の状況を示す。各図は、客室の前部から見た上面図および斜視図からなる。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下の説明では、「上部」、「下部」、「前部」、「後部」、「横方向」および「長手方向」という用語は、搭載車両の通常の方向に従って定義される。より具体的には、「上部」および「下部」という用語は、車両の仰角方向に従って定義され、「前部」、「後部」および「長手方向」という用語は、車両の前後方向に従って定義され、「横方向」という用語は、車両の幅に従って定義される。「実質的に平行」または「実質的に垂直」とは、平行または垂直方向から１５°以下だけ逸脱することができる方向を意味する。

【0026】

より具体的には、「破壊ひずみ」および「臨界曲げ角度」という用語は、Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏｌｕｍｅ １１４，Ｎｕｍｂｅｒ ６，２０１７の「Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ ｔｏ ａｓｓｅｓｓ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｄｕｒｉｎｇ ｃｒａｓｈ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ：ｆｒａｃｔｕｒｅ ｓｔｒａｉｎ ｃｒｉｔｅｒｉａ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ」においてＰａｓｃａｌ Ｄｉｅｔｓｃｈらによって定義された破壊ひずみ基準および臨界曲げ角度基準を指す。臨界曲げ角度は、標準化されたＶＤＡ－２３８－１００規格に従って変形されたサンプルの背面で第１の亀裂が検出される角度を定義する。破壊ひずみは、臨界曲げ角度に達したときの変形点における材料内の関連する等価ひずみである。

【0027】

降伏強度、極限引張強度、ならびに均一伸びおよび全伸びは、２００９年１０月に発行されたＩＳＯ規格ＩＳＯ６８９２－１に従って測定される。

【0028】

部品または部品の一部の平均厚さは、前記部品を製造するために使用されるシートの対応する領域の厚さである。

【0029】

「制御された座屈」という用語は、圧縮荷重を受ける部品の変形モードを指し、部品の連続した局所座屈変形から生じる一連の連続波を形成することによって、部品は圧縮荷重の機械エネルギーを徐々に吸収する。結果として、圧縮荷重の方向に測定された部品の長さは、変形後に、前記方向における部品の初期長さよりも小さい。言い換えれば、部品が制御された座屈によって圧縮荷重に反応すると、圧縮荷重がボトルの頂部と底部との間に加えられるプラスチックボトルと同じ方法で、それ自体の上に折り畳まれる。

【0030】

図１および図２を参照して、客室５のフロアパネル４の下に位置する、バッテリパック２を有する電動車両１６の前部構造１について説明する。前部構造１は、少なくとも、
客室５と前部エンジンコンパートメント７とを分離する下部ダッシュパネル３と、
略横方向に延在し、両端で車両の横方向補強構造１３に取り付けられるシートクロスメンバ９と、
客室５の幅方向の略中央に位置するトンネルノーズ１５と、
を備える。

【0031】

前部構造１は、車両の両側で横方向補強構造１７に接続されている。横方向補強構造１７は、例えば、以下の要素、すなわち、車両の本体の底部に沿って長手方向に延在するサイドシル８と、サイドシル８に接続された下部および車両の屋根に上る上部を有するフロントドアの前部に配置されたフロントピラーまたはＡピラー１０と、フロントドアとバックドアとの間に配置されたセンターピラーまたはＢピラー１２と、バックドアの後ろに配置された後部ピラーまたはＣピラー１４と、を備える。

【0032】

下部ダッシュパネル３は、下部前端部において客室５を閉鎖する大型パネルである。それは、その側面で横方向補強構造１７に接続され、その底端部でフロアパネル４の前端部に接続されている。それは、一般に、ドライバのためのステアリングコラムまたはペダルのために意図された複数の開口部６を特徴とする。その主な機能は、客室５をエンジンコンパートメント７から分離することであり、したがって、前面衝突の場合には主要な構造的役割を有さない。これは、一般に、車両の全体重量に不利にならないように、車両設計者がこの部品に必要とする複雑な形状に変形することができ、平均厚さが低い軟質材料で作製される。例えば、下部ダッシュパネル３は、０．５ｍｍ～０．９ｍｍの間に含まれる平均厚さおよび３５０ＭＰａ未満の極限引張強度を有する深絞り用に設計された鋼で作製される。

【0033】

下部ダッシュパネル３は、垂直面と比較して概して傾斜しており、下部ダッシュパネル３の底部は、下部ダッシュパネル３の頂部よりも後方にある。これは、エンジンコンパートメント７の一般的な形状、および車両の下部前部におけるシャーシの機械的要素の必要性に起因する。

【0034】

シートクロスメンバ９は、車両全体の剛性を補強し、横方向補強構造１７を支持するための構造部品である。図２に示す特定の実施形態では、シートクロスメンバ９は、２つの側壁および１つの頂部壁を有するＵ字形断面を有する。管状シートクロスメンバ９またはその機能に適切であると考えられる任意の他の形状を設計することも可能である。

【0035】

特定の実施形態では、シートクロスメンバ９は、フロアパネル４に取り付けられる。例えば、シートクロスメンバ９は、図２に示すように、フロアパネル４の頂部に溶接することによって取り付けられる。

【0036】

横方向衝突の場合、シートクロスメンバ９は侵入防止部品として機能し、ドライバおよび乗員をインパクタの侵入から保護する。したがって、それは通常、非常に高強度の鋼を使用して製造され、非常に高強度の鋼は、衝撃の影響下で変形することによってエネルギーを吸収することが期待されず、むしろその形状および長さを可能な限り維持することが期待されるため、車両に取り付けられたときに高い延性を示す必要がない。例えば、シートクロスメンバは、１８００ＭＰａより高い極限引張強度を有し、１．３ｍｍ～２．０ｍｍの間に含まれる成形前の材料平均厚さを有する材料で作製される。

【0037】

シートクロスメンバ９は、車両両側の横方向補強構造１７に取り付けられている。シートクロスメンバ９は、例えばスポット溶接によって横方向補強構造１７に取り付けられる。例えば、シートクロスメンバ９は、サイドシル８上に溶接することによって、横方向補強構造１７に取り付けられる。

【0038】

図２および図３を参照すると、トンネルノーズ１５は、２つの側壁３０および頂部壁３２を有する。トンネルノーズ１５の内側によって区切られた内部容積は、例えば、バッテリパック２の電子電力管理システムを収容するために使用されることができる。特定の実施形態では、トンネル特徴開口部１８は、例えば頂部壁３２内にあり、内部容積内に収容された要素にアクセスするように意図されている。トンネルノーズ１５は、少なくとも前部部分２１および後部部分２３を備える。前部部分２１は、例えば、トンネルノーズ１５のフランジ２５を下部ダッシュパネル３に溶接することによって、少なくとも下部ダッシュパネル３に取り付けられる。後部部分２３は、例えば後部部分のフランジ２７をシートクロスメンバ９に溶接することによって、少なくともシートクロスメンバ９に取り付けられる。

【0039】

トンネルノーズ１５は、後部部分２３の平均厚さと極限引張強度との積が、前部部分２１の平均厚さと極限引張強度との積以上であるように設計される。この積は、荷重下での変形能の反映である。前部部分２１よりも後部部分２３の方が大きいかまたは等しいため、部品が荷重、例えば両端に加えられる圧縮荷重を受けると、前部部分２１は後部部分２３の前に変形する傾向を有する。トンネルノーズ１５はまた、前部部分２１が少なくとも０．６の破壊ひずみおよび少なくとも７５°の臨界曲げ角度を有する材料から作製されるように設計される。これにより、以下でさらに詳細に説明するように、前部衝突中に破損することなく前部部分２１を変形させることができる。

【0040】

特定の実施形態では、トンネルノーズ１５は、前部部分２１および／または後部部分２３の一部でフロアパネル４にさらに取り付けられる。例えば、トンネルノーズ１５は、フランジ２５をフロアパネル４にスポット溶接することによって取り付けられる。

【0041】

例えば、前述の標準化された衝突試験ＦＭＶＳＳ２０８によってシミュレートされた前部衝突の場合、衝撃力は、図４Ｂに示すように、最初にエンジンコンパートメント７を圧縮する効果を有する。このように圧縮されたエンジンコンパートメント７は、図４Ｂに見られるように、下部ダッシュパネル３に荷重をかけ、下部ダッシュパネル３が変形する。荷重はまた、トンネルノーズ１５にも伝達される。前部部分２１は後部部分２３の前に変形する傾向があるため、前述したように、前部部分２１は伝達された衝撃力によって変形する。より正確には、伝達された衝撃力Ｆは、図４に示すように、シートクロスメンバ９によって加えられる反力Ｒによって打ち消される。機械力ＦおよびＲの共同作用から生じる圧縮荷重下では、前部部分２１は、それ自体の上に折り畳まれることによって変形し、それによって衝突から大量のエネルギーを機械的に吸収する。これは、車両の乗員ならびにバッテリパック２を保護するように作用する、前部構造の全体的なエネルギー吸収に寄与する。

【0042】

さらに、前部部分２１は、それ自体の上に折り畳まれることによって、伝達された衝撃力Ｆの影響下で後部部分２３が移動することを防止し、それによって、後部部分２３が、トンネルノーズ１５の下に位置するバッテリパック２を破壊することを防止する。

【0043】

図３、図４Ａおよび図４Ｂに示す特定の実施形態では、前部部分２１は幾何学的変化部２２を備える。前記幾何学的変化部は、前部部分２１の断面を局所的に変更し、したがって圧縮荷重下で変形のトリガとして作用する。有利には、これは、車両設計者が圧縮荷重下で変形の開始位置を制御することを可能にする。

【0044】

図３に示す特定の実施形態では、後部部分２３は、その後端部に、後部クロスメンバ９の形状に適合するように設計された段部２９を備える。実際、フロアパネル４の下方の容積は一般にバッテリパック２によって占められるため、フロアパネル４の上方に位置するシートクロスメンバ９を設計することが有利である。そのような場合、シートクロスメンバ９の形状と相補的な形状を有する段部２９を後部部分２３の後端部に含むことが有利である。これは、後部部分２３とシートクロスメンバ９との間の取り付け面を最大にすることを可能にし、また、前部衝突中に抵抗力Ｒによって伝達される衝撃力Ｆを打ち消すための支持および抵抗効果を増大させる。

【0045】

特定の実施形態では、トンネルノーズ１５が作製される材料は、少なくとも７００ＭＰａの極限引張強度を有する。有利には、これは、トンネルノーズ１５に対する構造的安定性を保証し、また、衝突中に変形するときにトンネルノーズ１５が重要な量のエネルギーを吸収することを保証する。

【0046】

特定の実施形態では、トンネルノーズ１５の少なくとも一部は、ホットスタンピング後に少なくとも１０００ＭＰａの引張強度を有する材料をホットスタンピングすることによって作製される。有利には、ホットスタンピング技術の使用は、成形後に高抵抗でスプリングバックの問題のない複雑な形状を製造することを可能にする。さらに、最終部分に１０００ＭＰａを超える機械的抵抗を有する高強度材料を使用することにより、衝突中の高いエネルギー吸収が保証される。

【0047】

例えば、上述のプレス硬化鋼は、重量％で、０．２０％≦Ｃ≦０．２５％、１．１％≦Ｍｎ≦１．４％、０．１５％≦Ｓｉ≦０．３５％、≦Ｃｒ≦０．３０％、０．０２０％≦Ｔｉ≦０．０６０％、０．０２０％≦Ａｌ≦０．０６０％、Ｓ≦０．００５％、Ｐ≦０．０２５％、０．００２％≦Ｂ≦０．００４％であり、残りは鉄および加工の結果生じる不可避不純物である。

【0048】

特定の実施形態では、トンネルノーズ１５の少なくとも一部は、少なくとも９５０ＭＰａの引張強度を有する材料をコールドスタンピングすることによって作製される。有利には、最終部品に９５０ＭＰａを超える機械的抵抗を有する高強度材料を使用することにより、衝突中の高いエネルギー吸収が保証される。さらに、前の実施形態で述べたようにホットスタンピングではなくコールドスタンピングを使用することにより、製造コストを削減することができる。

【0049】

例えば、トンネルノーズ１５は、材料をコールドスタンピングすることによって作製され、該材料は、重量％で０．１３％＜Ｃ＜０．２５％、２．０％＜Ｍｎ＜３．０％、１．２％＜Ｓｉ＜２．５％、０．０２％＜Ａｌ＜１．０％、１．２２％＜Ｓｉ＋Ａｌ＜２．５％、Ｎｂ＜０．０５％、Ｃｒ＜０．５％、Ｍｏ＜０．５％、Ｔｉ＜０．０５％、残りはＦｅおよび不可避不純物、を含む化学組成を有し、残りは８％～１５％の残留オーステナイトを含む微細構造を有し、残りはフェライト、マルテンサイトおよびベイナイトであり、マルテンサイト分率およびベイナイト分率の合計は７０％～９２％の間に含まれる。

【0050】

別の例では、トンネルノーズ１５は、材料をコールドスタンピングすることによって作製され、該材料は、重量％で０．１５％＜Ｃ＜０．２５％、１．４％＜Ｍｎ＜２．６％、０．６％＜Ｓｉ＜１．５％、０．０２％＜Ａｌ＜１．０％、１．０％＜Ｓｉ＋Ａｌ＜２．４％、Ｎｂ＜０．０５％、Ｃｒ＜０．５％、Ｍｏ＜０．５％、残りはＦｅおよび不可避不純物、を含む化学組成を有し、残りは１０％～２０％の残留オーステナイトを含む微細構造を有し、残りはフェライト、マルテンサイトおよびベイナイトである。

【0051】

特定の実施形態によれば、トンネルノーズ１５は、テーラード溶接ブランクをスタンピングすることによって作製される。テーラード溶接ブランクは、コールドスタンピングのための異なる平均厚さおよび強度レベルの材料で作製されることができる。あるいは、ホットスタンピングのための異なる平均厚さおよび強度レベルの材料から作製されることができる。有利には、異なるグレードおよび平均厚さを使用することにより、設計者はより柔軟に部品の性能および重量を最適化することができる。例えば、前部部分２１は、後部部分２３よりも低い平均厚さおよび／または低い極限引張強度を有する材料で作製される。

【0052】

特定の実施形態によれば、トンネルノーズ１５は、テーラーロールドブランクをスタンピングすることによって作製される。これは、前述のテーラード溶接ブランクの場合と同様の利点を提供する。例えば、前部部分２１は、後部部分２３よりも低い平均厚さを有する材料で作製される。

【0053】

特定の実施形態では、トンネルノーズ１５は、０．８ｍｍ～２．０ｍｍの間に含まれる平均厚さを有する材料で作製される。例えば、トンネルノーズ１５は、１．１ｍｍの平均厚さおよびホットスタンピング後の１０００ＭＰａを超える極限引張強度を有する材料からなる前部部分２１に対応する第１の部分と、０．９ｍｍの材料平均厚さおよびホットスタンピング後の１５００ＭＰａを超える極限引張強度を有する後部部分２３に対応する第２の部分と、を有するテーラード溶接ブランクをホットスタンピングすることによって作製される。後部部分２３の平均厚さと極限引張強度との積が、１２００ＭＰａ・ｍｍであり、前部部分２１のそれである１１００ＭＰａ・ｍｍよりも高いことが検証され得る。

【0054】

次に、上述した後部構造を製造するための方法が説明される。それは、
ブランクを提供するステップと、
ブランクをトンネルノーズの形状にスタンピングするステップと、
トンネルノーズを下部ダッシュパネルに取り付けるステップと、
トンネルノーズをシートクロスメンバに取り付けるステップと、
を備える。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【国際調査報告】