特表 2023-551926 電気車の車体

(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】2023-12-13

(54)【発明の名称】電気車の車体

(51)【国際特許分類】

   B62D 25/20 20060101AFI20231206BHJP

【ＦＩ】

B62D25/20 E

B62D25/20 C

B62D25/20 D

B62D25/20 H

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023533700

(86)(22)【出願日】2021-11-16

(85)【翻訳文提出日】2023-07-11

(86)【国際出願番号】 KR2021016716

(87)【国際公開番号】W WO2022119176

(87)【国際公開日】2022-06-09

(31)【優先権主張番号】10-2020-0166765

(32)【優先日】2020-12-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522492576

【氏名又は名称】ポスコ カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100111235

【弁理士】

【氏名又は名称】原 裕子

(74)【代理人】

【識別番号】100195257

【弁理士】

【氏名又は名称】大渕 一志

(72)【発明者】

【氏名】イ、 ホン－ウ

(72)【発明者】

【氏名】キム、 ジェヒュン

(72)【発明者】

【氏名】ソク、 ドン－ユン

【テーマコード（参考）】

3D203

【Ｆターム（参考）】

3D203AA02

3D203AA31

3D203BB12

3D203BB14

3D203BB16

3D203BB17

3D203BB20

3D203BB22

3D203BB24

3D203BB25

3D203CA23

3D203CA26

3D203CA52

3D203DA22

3D203DB05

(57)【要約】

本発明は、前方または後方からの衝突時に乗客空間及びバッテリ空間に衝突荷重の浸透を最小化することができる電気車の車体に関するものであり、一側は前方バンパービームに結合され、他側は分岐して第１分岐部と第２分岐部を含むフロントサイドメンバ；上記第１分岐部及び上記第２分岐部と結合される第１フロントクロスメンバ；上記第２分岐部と結合されるサイドシール；上記フロントサイドメンバと結合されるフロントサブフレーム；及び上記車体の長さ方向に沿って延びる補強部材を含み、上記サイドシールと上記第１フロントクロスメンバに結合されるバッテリケースを含み、上記第１分岐部と上記第１フロントクロスメンバの結合位置及び上記第１分岐部と上記フロントサブフレームとの第１結合位置は、上記補強部材の断面が上記車体の長さ方向に延びた仮想断面に重なることができる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一側は前方バンパービームに結合され、他側は分岐して形成された第１分岐部と第２分岐部を含むフロントサイドメンバ；
車体の幅方向に沿って延び、前記第１分岐部及び前記第２分岐部と結合される第１フロントクロスメンバ；
前記車体の長さ方向に沿って延び、前記第２分岐部と結合されるサイドシール；
前記フロントサイドメンバと結合されるフロントサブフレーム；及び
前記車体の長さ方向に沿って延びる補強部材を含み、前記第１フロントクロスメンバと前記サイドシールに結合されるバッテリケースを含み、
前記第１分岐部と前記第１フロントクロスメンバが結合された結合位置及び前記第１分岐部と前記フロントサブフレームが結合された第１結合位置は、前記補強部材の断面が前記車体の長さ方向に延びた仮想断面に重なる、電気車の車体。

【請求項2】

前記フロントサイドメンバは、線形に延び、一側が前記前方バンパービームと結合されるフロント部を含み、
前記第１分岐部と前記第２分岐部は、前記フロント部の他側から分岐した、請求項１に記載の電気車の車体。

【請求項3】

前記第１分岐部と前記第２分岐部は、前記フロント部よりも高い強度を有した材質で形成された、請求項２に記載の電気車の車体。

【請求項4】

前記第１分岐部と前記第２分岐部は、前記フロント部の厚さよりも厚く形成された、請求項２に記載の電気車の車体。

【請求項5】

前記車体の幅方向に沿って延び、前記フロントサイドメンバと結合される第２フロントクロスメンバをさらに含む、請求項１に記載の電気車の車体。

【請求項6】

前記第２フロントクロスメンバは、前記第１フロントクロスメンバよりも前方及び上部に位置し、前記第１分岐部に結合された、請求項５に記載の電気車の車体。

【請求項7】

前記第１フロントクロスメンバは、前記第２フロントクロスメンバの厚さよりも厚く形成された、請求項６に記載の電気車の車体。

【請求項8】

前記フロントサイドメンバは、前記車体の長さ方向に延びた中心線に対して所定の角度で傾斜して配置された、請求項１に記載の電気車の車体。

【請求項9】

前記フロントサイドメンバは、前記車体の幅方向である左右の両側にそれぞれ配置され、
２つの前記フロントサイドメンバは、前記車体の後方に行くほど互いに近づくように配置された、請求項８に記載の電気車の車体。

【請求項10】

前記第１分岐部は下方に折り曲げられて湾曲部が形成され、
前記湾曲部の端部は、一側面が前記第１フロントクロスメンバの前面と接触して固定された、請求項１に記載の電気車の車体。

【請求項11】

前記フロントサブフレームの後方の端部には、前記車体の長さ方向に延びた第１連結ブラケットが設けられ、
前記第１連結ブラケットと前記第１分岐部が前記第１結合位置を構成する、請求項１０に記載の電気車の車体。

【請求項12】

前記第１連結ブラケットは、前記湾曲部の端部で底面に結合された、請求項１１に記載の電気車の車体。

【請求項13】

前記第１結合位置は、前記第１分岐部と前記第１フロントクロスメンバとの結合位置よりも下方に位置した、請求項１２に記載の電気車の車体。

【請求項14】

前記フロントサブフレームの後方の端部は、前記フロントサイドメンバに結合されて第２結合位置を構成し、
前記第２結合位置は、前記フロントサイドメンバにおいて、前記第１分岐部と前記第２分岐部が分岐する地点に対応するように位置する、請求項１１に記載の電気車の車体。

【請求項15】

前記バッテリケースは、バッテリセルを収納するケース本体を含み、
前記ケース本体は、
複数の底板；
前記複数の底板を囲む側面フレーム；及び
前記複数の底板の間に配置され、長さ方向の両端部で前記側面フレームと結合する少なくとも２つの前記補強部材を含む、請求項１１に記載の電気車の車体。

【請求項16】

前記補強部材は、
下部補強材、及び
前記下部補強材の上部に結合する上部補強材を含み、
前記下部補強材の端部と会う前記側面フレームの結合部位には、前記側面フレームの底面から高さ方向に凹みながら前記側面フレームの幅方向に貫通する結合溝が形成され、
前記下部補強材の端部は、前記結合溝を介して前記側面フレームを貫通して前記側面フレームから突出した突出部を形成する、請求項１５に記載の電気車の車体。

【請求項17】

前記下部補強材の前方の突出部は、前記フロントサブフレームの第１連結ブラケットと離隔した、請求項１６に記載の電気車の車体。

【請求項18】

前記第１結合位置は、前記下部補強材と対応する高さに位置した、請求項１６に記載の電気車の車体。

【請求項19】

前記第１分岐部と前記第１フロントクロスメンバとの結合位置は、前記上部補強材と対応する高さに位置した、請求項１６に記載の電気車の車体。

【請求項20】

前記第２分岐部と前記第１フロントクロスメンバとの結合位置は、前記車体の長さ方向に沿って延びる前記側面フレームの断面が前記車体の長さ方向に延びた仮想断面に重なる、請求項１５に記載の電気車の車体。

【請求項21】

前記補強部材の長さ方向の軸線は、前記第１分岐部と前記第１フロントクロスメンバとの間の結合位置の高さ方向の中心線、及び前記第１結合位置の高さ方向の中心線が交差する、請求項１に記載の電気車の車体。

【請求項22】

一側が後方バンパービームに結合されるリアサイドメンバ；
車体の幅方向に沿って延び、前記リアサイドメンバと結合される第１リアクロスメンバ；
前記車体の長さ方向に沿って延び、前記リアサイドメンバと結合されるサイドシール；
一側では前記リアサイドメンバと結合され、他側では前記第１リアクロスメンバと結合されるリアサブフレーム；及び
前記車体の長さ方向に沿って延びる補強部材を含み、前記第１リアクロスメンバと前記サイドシールに結合されるバッテリケースを含み、
前記リアサブフレームと前記第１リアクロスメンバが結合された第４結合位置は、前記補強部材の断面が前記車体の長さ方向に延びた仮想断面に重なる、電気車の車体。

【請求項23】

前記リアサイドメンバの他側は下方に折り曲げられて傾斜部が形成され、
前記傾斜部は、一側面が前記サイドシールの側面と接触して固定された、請求項２２に記載の電気車の車体。

【請求項24】

前記車体の幅方向に沿って延び、前記サイドシールと結合され、前記リアサイドメンバの端部と結合される第２リアクロスメンバをさらに含む、請求項２３に記載の電気車の車体。

【請求項25】

前記第２リアクロスメンバは、前記第１リアクロスメンバよりも前方に位置し、前記バッテリケースの上部に位置した、請求項２４に記載の電気車の車体。

【請求項26】

前記第２リアクロスメンバは、前記第１リアクロスメンバよりも高い強度を有した材質で形成された、請求項２５に記載の電気車の車体。

【請求項27】

前記リアサイドメンバは、後方から一定長さだけ前記車体の長さ方向に延びた中心線に対して平行に延び、
前記リアサイドメンバは、前記車体の幅方向である左右の両側にそれぞれ配置され、
２つの前記リアサイドメンバは、前記車体の前方に向かうほど互いに離れるように配置された、請求項２２に記載の電気車の車体。

【請求項28】

前記第１リアクロスメンバには、前記車体の長さ方向に延びた第２連結ブラケットが設けられ、
前記第２連結ブラケットと前記リアサブフレームにある前方側の横部材が前記第４結合位置を構成する、請求項２２に記載の電気車の車体。

【請求項29】

前記バッテリケースは、バッテリセルを収納するケース本体を含み、
前記ケース本体は、
複数の底板；
前記複数の底板を囲む側面フレーム；及び
前記複数の底板の間に配置され、長さ方向の両端部で前記側面フレームと結合される少なくとも２つの前記補強部材を含む、請求項２８に記載の電気車の車体。

【請求項30】

前記補強部材は、
下部補強材、及び
前記下部補強材の上部に結合する上部補強材を含み、
前記下部補強材の端部と会う前記側面フレームの結合部位には、前記側面フレームの底面から高さ方向に凹みながら前記側面フレームの幅方向に貫通する結合溝が形成され、
前記下部補強材の端部は、前記結合溝を介して前記側面フレームを貫通して前記側面フレームから突出した突出部を形成する、請求項２９に記載の電気車の車体。

【請求項31】

前記下部補強材の後方の突出部は、前記第１リアクロスメンバの第２連結ブラケット及び前記リアサブフレームの前方側の横部材と離隔し、
前記側面フレームのうち後方側の側面フレームは、前記第１リアクロスメンバと離隔した、請求項３０に記載の電気車の車体。

【請求項32】

前記第４結合位置は、前記上部補強材と対応する高さに位置した、請求項３０に記載の電気車の車体。

【請求項33】

前記補強部材の長さ方向の軸線は、第４結合位置の高さ方向の中心線と交差する、請求項２２に記載の電気車の車体。

【請求項34】

前記下部補強材は、逆Ｕ字状の断面形状を有し、
前記上部補強材は、Ｕ字状の断面を有し、
前記下部補強材の中空部が前記バッテリケースの外部に露出するように配置された、請求項１６または３０に記載の電気車の車体。

【請求項35】

前記ケース本体は、前記バッテリケースを車体に固定するためのマウンティングフレームをさらに含み、
前記マウンティングフレームは、前記側面フレームにおいて前記結合溝が形成された部位から外れて装着された、請求項１６または３０に記載の電気車の車体。

【請求項36】

前記下部補強材の端部は前記結合溝に挟まって形状が合わさり、
前記下部補強材の突出部と前記結合溝との間に溶接部が形成された、請求項１６または３０に記載の電気車の車体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、前方または後方からの衝突に効率的に対応することができる電気車の車体に関するものである。

【背景技術】

【0002】

車両は基本的に衝突時、前方または後方で衝突エネルギーを最大限吸収して、乗客が搭乗する空間あるいは電気車の場合にはバッテリが装着される空間に荷重が伝達されることを最小化する必要がある。

【0003】

このため、衝突荷重の浸透を抑制し、変形がないようにしなければならない車体の非浸透領域(Ａｎｔｉ－Ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ Ｚｏｎｅ)は強固に設計するが、電気車の場合にはバッテリ空間を囲む部材に非常に強く、厚さが厚い素材を適用する必要があり、これは車体の重量を増加させる要因となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５６９８５８１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、前方または後方からの衝突時に乗客空間とバッテリ空間への衝突荷重の浸透を最小限に抑えることができる電気車の車体を提供することにその目的がある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一実施例による電気車の車体は、一側は前方バンパービームに結合され、他側は分岐して形成された第１分岐部と第２分岐部を含むフロントサイドメンバ；車体の幅方向に沿って延び、上記第１分岐部及び上記第２分岐部と結合される第１フロントクロスメンバ；上記車体の長さ方向に沿って延び、上記第２分岐部と結合されるサイドシール；上記フロントサイドメンバと結合されるフロントサブフレーム；及び上記車体の長さ方向に沿って延びる補強部材を含み、上記第１フロントクロスメンバと上記サイドシールに結合されるバッテリケースを含み、上記第１分岐部と上記第１プロントクロスメンバが結合された結合位置及び上記第１分岐部と上記フロントサブフレームが結合された第１係合位置は、上記補強部材の断面が上記車体の長さ方向に延びた仮想断面に重なることができる。

【0007】

本発明の他の実施例による電気車の車体は、一側が後方バンパービームに結合されるリアサイドメンバ；車体の幅方向に沿って延び、上記リアサイドメンバと結合される第１リアクロスメンバ；上記車体の長さ方向に沿って延び、上記リアサイドメンバと結合されるサイドシール；一側では上記リアサイドメンバと結合され、他側では上記第１リアクロスメンバと結合されるリアサブフレーム；及び上記車体の長さ方向に沿って延びる補強部材を含み、上記第１リアクロスメンバと上記サイドシールに結合されるバッテリケースを含み、上記リアサブフレームと上記第１リアクロスメンバが結合された第４結合位置は、上記補強部材の断面が上記車体の長さ方向に延びた仮想断面に重なることができる。

【発明の効果】

【0008】

本発明によると、バッテリケースの補強部材が衝突荷重の経路及び直接的な荷重支持部材の役割を果たすように構成することで、前方または後方からの衝突時に車体で荷重を分散させて衝突荷重の浸透及び変形を効率的に抑制し、重量を減少させることができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施例による電気車の車体を示した分離斜視図である。

【図2】本発明の一実施例による電気車の車体を示した底面図であり、バッテリケースとサブフレームを付着する前の状態である。

【図3】本発明の一実施例による電気車の車体を示した側面図であり、バッテリケースとサブフレームを付着する前の状態である。

【図4】本発明の一実施例による電気車の車体を示した底面図であり、バッテリケースとサブフレームを付着した状態である。

【図5】図４のＡ－Ａ線に沿った断面図であり、バッテリケースとサブフレームを付着した状態である。

【図6】本発明の一実施例による電気車の車体のうち第１フロントクロスメンバとバッテリケースとの間の結合を示した拡大斜視図である。

【図7】本発明の一実施例による電気車の車体のうち第１フロントクロスメンバとバッテリケースとの間の結合を示した拡大斜視図である。

【図8】衝突荷重の経路を説明するための図４の対応図である。

【図9】衝突荷重の経路を説明するための図５の対応図である。

【図10】図５の一部を拡大して示した図面である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

車体では、前方または後方からの衝突時に衝突エネルギーを最大限に吸収するエネルギー吸収領域（Ｅｎｅｒｇｙ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｚｏｎｅ）と、乗客空間とバッテリ空間への衝突荷重の浸透を抑制し、変形が防止された非浸透領域が設計されることができる。

【0011】

エネルギー吸収領域は、比較的弱く設計されて変形を誘導することで、衝突荷重が非浸透領域に伝達されることを防止することができるようにする。一方、非浸透領域は比較的強く設計して、変形がないようにして乗客空間とバッテリ空間を保護しなければならない。

【0012】

このために最も効率的には荷重支持部材（Ｌｏａｄ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｍｅｍｂｅｒ）の個数を増加させて荷重を分散させることができるが、通常の電気車の場合に非浸透領域はバッテリを装着すべき空間であるため、荷重支持部材を構成することができず、バッテリ空間を囲む部材のみで変形を防止しなければならない。

【0013】

バッテリ空間を囲む部材が衝突荷重を支持して浸透を抑制するためには、上述したようにこれらの部材に非常に強く、厚さが厚い素材を適用する必要があり、これは車体の重量を増加させる要因となる。

【0014】

本発明では、上述した通常的な概念から外れて、保護しなければならないバッテリケースを荷重支持部材として活用することで、非浸透領域内に荷重支持部材を配置した構成と同等の効果を得ることができる方案を提案する。

【0015】

以下、本発明が例示的な図面を介して詳細に説明される。各図面の構成要素に参照符号を付加することにおいて、同一の構成要素については、他の図面上に表示されても可能な限り同一の符号を有することに留意する必要がある。

【0016】

以下の説明において、方向に関連して使用された用語「前方」、「フロント（ｆｒｏｎｔ）」、「後方」、「リア（ｒｅａｒ）」、「前後」、「上」、「下」、「左右」、「インナー（ｉｎｎｅｒ）」、「アウター（ｏｕｔｅｒ）」、「内側」、「外側」などは、車両または車体を基準として定義したものである。

【0017】

本明細書において、電気車は、バッテリから動力源を提供されて人や動物、物などの被輸送体を出発地から目的地に移動させる様々な車両を意味する。このような車両は、道路や線路を走行する車両にのみ限定されない。

【0018】

図１は、本発明の一実施例による電気車の車体を示した分離斜視図であり、図２は、本発明の一実施例による電気車の車体を示した底面図であり、図３は、側面図として、バッテリケースとサブフレームを付着する前の状態であり、図４は、本発明の一実施例による電気車の車体を示した底面図であり、図５は、図４のＡ－Ａ線に沿った断面図として、バッテリケースとサブフレームを付着した状態である。

【0019】

車体の骨格構造は、車両の長さ方向Ｘに延びて車体の側面を構成するサイドメンバと、車両の幅方向Ｙに延びて両側サイドメンバに結合される複数のクロスメンバから構成されることができる。

【0020】

複数のクロスメンバは、車体の前方の端部から後方の端部に至るまで互いに間隔を置いてサイドメンバに結合され、サイドメンバはクロスメンバが結合された位置またはフロアパネル（図示せず）に対する位置に応じてフロントサイドメンバ１１０、リアサイドメンバ２１０などと称することができる。一方、車両の側面には、側面衝突時に乗客空間を保護し、側面の外形をなすサイドシール３００が備えられることができる。

【0021】

図１に示したように、本発明の一実施例による電気車の車体の中間にはバッテリケース４００を装着することができ、このために電気車の車体にはバッテリケースが装着されるバッテリ空間４０が設けられることができる。バッテリケースは、充放電が可能な複数のバッテリセル４０１を含んで形成されることができる。

【0022】

バッテリ空間４０の上には、乗客が搭乗する乗客空間を区画するフロアパネルが設けられることができる。

【0023】

図２には、理解を助けるために、バッテリ空間４０と乗客空間の非浸透領域１０と、非浸透領域の前後に配置されたエネルギー吸収領域２０、３０が示されている。

【0024】

図２～図５にさらに詳細に示したように、本発明の一実施例による電気車の車体は、フロントサイドメンバ１１０、第１フロントクロスメンバ１２０、サイドシール３００、フロントサブフレーム１５０、バッテリケース４００を含むことができる。

【0025】

フロントサイドメンバ１１０は一対で備えられ、車体の長さ方向Ｘに沿って延びながら、車体の幅方向Ｙである左右の両側にそれぞれ配置されることができる。

【0026】

例えば、フロントサイドメンバ１１０は、車体の長さ方向Ｘに延びた中心線Ｏに対して平行ではなく、斜めに角度をなすように傾斜して配置されることができる。より具体的には、２つのフロントサイドメンバ１１０は、後方に向かうほど互いに近づくように配置されることができる。

【0027】

フロントサイドメンバ１１０の傾斜した配置は、前方バンパービーム６０（図２参照）の両端が後方に向かって曲率を有しており、フロントサイドメンバに加えられる衝突荷重が斜めに入るためであり、このように衝突荷重の方向とほぼ平行にフロントサイドメンバの角度を設定することで、衝突荷重を可能な限り最大に伝達されることができる。

【0028】

また、フロントサイドメンバ１１０は、前方バンパービーム６０に連結される一端、すなわち前方の端部の中心点が全体車幅の外側から内側に２０％以上～３０％未満の間に位置するように、前方バンパービームに連結されることができる。

【0029】

例えば、全体車幅の外側から内側に２５％に該当する位置でフロントサイドメンバ１１０が前方バンパービーム６０に連結されると、スモールオーバーラップ（Ｓｍａｌｌ Ｏｖｅｒｌａｐ）衝突（時速６４ｋｍの速度で車両の全幅の運転席あるいは助手席側の２５％のみ障害物に衝突）時にフロントサイドメンバが衝突荷重に抵抗する役割を果たすことができる。

【0030】

フロントサイドメンバ１１０は、前方バンパービーム６０からフロントサイドメンバに入る衝突荷重を第１フロントクロスメンバ１２０などを介して効果的に車体に伝達することができる。さらに、スモールオーバーラップ衝突において、フロントサイドメンバは、車両の幅方向Ｙの挙動を引き出すなどの役割を果たすことができる。

【0031】

以下では、便宜上２つのフロントサイドメンバ１１０のうち１つのみについて説明する。２つのフロントサイドメンバのうちもう一つは、説明されるフロントサイドメンバの構成が対称になるように含み、対称になるように配置されることができる。

【0032】

フロントサイドメンバ１１０は、フロント部１１１、フロント部から分岐した第１分岐部１１２及び第２分岐部１１３を含むことができる。

【0033】

フロント部１１１は、フロントサイドメンバ１１０の前方部分を構成し、直線状に延びた部材である。フロント部の一端、すなわち前方の端部は前方バンパービーム６０と連結されることができ、他端、すなわち後方の端部は第１分岐部１１２や第２分岐部１１３、または第１分岐部及び第２分岐部に連結されることができる。

【0034】

このようなフロント部１１１は、例えば四角形などの断面形状を有した管状部材で形成されることができるが、必ずしもこれに限定されず、開放断面を有するように折り曲げられるか、湾曲した断面形状の単一板材からなる部材、または２つ以上の板材を接合した部材で形成されることができる。

【0035】

フロント部１１１は、例えば鋼材などの金属材質で作られることができ、プレスを用いたフォーミング（Ｆｏｒｍｉｎｇ）やスタンピング（Ｓｔａｍｐｉｎｇ）、ベンディング（Ｂｅｎｄｉｎｇ）、ロールフォーミング（Ｒｏｌｌ Ｆｏｒｍｉｎｇ）、またはこれらの組み合わせなどによって成形されることができる。

【0036】

より具体的には、フロント部１１１は、本出願人が生産する厚さ１．５ｍｍ～１．７ｍｍ程度の９８０ ＸＦ（ＥＸｔｒａ Ｆｏｒｍａｂｉｌｉｔｙ）鋼などの板材で作られることができる。ここで、９８０ ＸＦ鋼は、９８０ＭＰａ以上の引張強度及び６００ＭＰａ以上の降伏強度を有しながら高い伸び率を示す鋼種である。

【0037】

第１分岐部１１２は、フロント部１１１の他端から第１方向に分岐する。第１分岐部はフロントサイドメンバ１１０のリアインナーメンバ（Ｒｅａｒ Ｉｎｎｅｒ Ｍｅｍｂｅｒ）を構成することができる。これにより、第１分岐部の一端、すなわち前方の端部はフロント部の他端に連結されることができる。

【0038】

このような第１分岐部１１２は、例えば四角形などの断面形状を有した管状部材で形成されることができるが、必ずしもこれに限定されず、開放断面を有するように折り曲げられるか、湾曲した断面形状を有した単一板材からなる部材、または２つ以上の板材を接合した部材で形成されることができる。

【0039】

第１分岐部１１２の他側は、車体の幅方向Ｙに延びた第１フロントクロスメンバ１２０の前面及びダッシュパネル１３０の前面と連結されることができる。

【0040】

また、第１分岐部１１２の他側は下方に折り曲げられることができ、これにより湾曲部１１４（図５参照）が形成されることができる。湾曲部はダッシュパネル１３０の前面と接触され、湾曲部の端部は一側面が第１フロントクロスメンバ１２０の前面と面接触して、例えば溶接などで固定されることができる。

【0041】

本発明の一実施例による電気車の車体において、第１分岐部１１２と第１フロントクロスメンバ１２０との結合位置Ｐは、バッテリケース４００内の空間の分割個数によって決定されることができる。

【0042】

例えば、バッテリケース４００内の空間を３分割する場合に、バッテリケースの後述する側面フレーム４２０から幅方向Ｙの長さの１／３地点に対応するように第１分岐部１１２と第１フロントクロスメンバ１２０の結合位置Ｐが整列されることができる。バッテリケース内の空間を４分割する場合に、バッテリケースの側面フレームから幅方向Ｙの長さの１／４地点に対応するように第１分岐部と第１フロントクロスメンバの結合位置が整列されることができる。

【0043】

第１分岐部１１２は、フロント部１１１と連続及び一体に成形されて、フロント部に続いて線状に延びることができる。図面には、第１分岐部がフロント部から直線状に延びた例が示されているが、必ずしもこれに限定されものとではない。このように延びた構成のために、第１分岐部は、フロント部の断面形状に対応する断面形状を有することができる。

【0044】

第１分岐部１１２がフロント部１１１から線状に延びる場合に、第２分岐部１１３は、第１分岐部またはフロント部に、例えば溶接などで固定されることができる。

【0045】

第２分岐部１１３は、フロント部１１１の他端から、前記第１方向と異なる第２方向に分岐する。第２分岐部は、フロントサイドメンバ１１０のリアアウターメンバ（Ｒｅａｒ Ｏｕｔｅｒ Ｍｅｍｂｅｒ）を構成することができる。

【0046】

また、第２分岐部１１３は折り曲げられるか、または湾曲して、上から見たときに全体的に略Ｌ字状を有するように形成されることができる。

【0047】

これにより、第２分岐部１１３の一側端部は、その一側面が第１分岐部１１２の側面に、例えば溶接などで固定されることができ、第２分岐部の他側端部は車両の長さ方向Ｘに延びる車体のサイドシール３００及び第１フロントクロスメンバ１２０と連結されることができる。

【0048】

より具体的には、第２分岐部１１３の他側端部は、サイドシール３００の前面及び第１フロントクロスメンバ１２０の前面に、例えば溶接などで固定されてサイドシール及び第１フロントクロスメンバと同時に接触することができる。

【0049】

第２分岐部１１３の端部は、第１フロントクロスメンバ１２０の前面と下面に接触し、第２分岐部が少なくとも第１フロントクロスメンバに衝突荷重を確実に伝達することができる。

【0050】

また、第２分岐部１１３の端部は、サイドシール３００の前面に接触してサイドシールの端部に固定され、第２分岐部はサイドシールにも衝突荷重を伝達することができる。

【0051】

本発明の一実施例による電気車の車体において、フロントサイドメンバ１１０は上述した構成に限定されるものではない。

【0052】

例えば、第２分岐部１１３がフロント部１１１と連続及び一体に成形されてフロント部に続いて線状に延びることができるとともに、第１分岐部１１２が第２分岐部またはフロント部の側面に、例えば溶接などによって固定されることができる。

【0053】

このように、フロント部１１１と連続及び一体に第１分岐部１１２を連結したり、第２分岐部１１３を連結することは、第１フロントクロスメンバ１２０あるいはサイドシール３００のうちいずれかに衝突荷重をさらに多く伝達するかによって選択されることができる。

【0054】

あるいは、フロント部１１１、第１分岐部１１２、第２分岐部１１３をそれぞれ成形した後、例えば溶接などで互いに連結及び固定することで、フロントサイドメンバ１１０を製造することもできる。このような場合には、フロントサイドメンバを製造することにおいて、組み立て、寸法、材質などの自由度を拡張させることができる利点がある。

【0055】

第１分岐部１１２及び第２分岐部１１３は、例えば鋼材などの金属材質で作られることができ、フロント部１１１、第１分岐部１１２、第２分岐部１１３、一体となったフロント部及び第１分岐部、または一体となったフロント部及び第２分岐部は、例えばスタンピング、ロールフォーミングなどの機械加工を用いて形成されることができる。

【0056】

より具体的には、第１分岐部１１２と第２分岐部１１３は、本出願人が生産する厚さ１．７ｍｍ～２．０ｍｍ程度の１４７０ ＨＰＦ（Ｈｏｔ Ｐｒｅｓｓ Ｆｏｒｍｉｎｇ）鋼などの板材で作られることができる。ここで、１４７０ ＨＰＦ鋼は、１，４７０ＭＰａ以上の引張強度を得ると同時に部品の形態を自由に作ることができる鋼種である。

【0057】

第１分岐部１１２及び第２分岐部１１３は、フロント部１１１の強度よりも高い強度を有した材質から形成されることができる。このように、フロントサイドメンバ１１０を形成する板材の強度の組み合わせにより、フロントサイドメンバの衝撃吸収能を最大化することができる。

【0058】

また、第１分岐部１１２及び第２分岐部１１３は、フロント部１１１の厚さよりも厚く形成されることができる。このように、フロント部よりも比較的厚い分岐部は、車両の前方衝突時のフロントサイドメンバ１１０自体の支持剛性を強化させることができる。これにより、第１分岐部及び第２分岐部は、フロントサイドメンバの衝撃吸収能を最大化することができる。

【0059】

第１フロントクロスメンバ１２０は、車両の幅方向Ｙに延びながらフロントサイドメンバ１１０の第１分岐部１１２及び第２分岐部１１３と連結されるとともに、車両の長さ方向Ｘに延びて車体の側面を構成する２つのサイドシール３００を連結することができる。

【0060】

本発明の一実施例による電気車の車体は、車両の幅方向Ｙに延びて両側フロントサイドメンバ１１０を連結する第２フロントクロスメンバ１４０をさらに含むことができる。

【0061】

第２フロントクロスメンバ１４０は、第１フロントクロスメンバ１２０よりも前方及び上部に位置して、両側フロントサイドメンバ１１０の第１分岐部１１１に結合されることができる。

【0062】

第１及び第２フロントクロスメンバ１２０、１４０は、例えば内部が空の中空部を有し、四角形以上の多角形の断面形状を有した管状部材として提供されることができるが、必ずしもこれに限定されず、開放断面を有するように折り曲げられるか、または湾曲した断面形状を有した単一板材からなる部材、または２つ以上の板材を接合した部材で形成されることができる。

【0063】

第１及び第２フロントクロスメンバ１２０、１４０は、両側フロントサイドメンバ１１０と結合した後に車体の捻りや曲げ剛性は維持しながら軽量化が可能となる。

【0064】

第１及び第２フロントクロスメンバ１２０、１４０は、例えば９８０ＭＰａ級以上の超高強度鋼を採用することで、フロントクロスメンバの剛性付加とともに軽量化のための最適の組み合わせが行われる。

【0065】

より具体的には、第１及び第２フロントクロスメンバ１２０、１４０は、本出願人が生産する厚さ１．１ｍｍ～１．５ｍｍ程度の１４７０ ＭＡＲＴ（Ｍａｒｔｅｎｓｉｔｉｃ）鋼などの板材で作られることができる。ここで、１４７０ ＭＡＲＴ鋼は、１，４７０ＭＰａ以上の引張強度及び１，０５０ＭＰａ以上の降伏強度を有して衝突安全性を向上させた鋼種である。

【0066】

また、第１フロントクロスメンバ１２０が第２フロントクロスメンバ１４０よりもさらに厚い厚さを有することができる。

【0067】

サイドシール３００は、車体の左右の両側の下部において車両の長さ方向Ｘに沿って延びるように形成されて配置されることができる。

【0068】

例えば、サイドシール３００は、サイドシールインナーパネルとサイドシールアウターパネルを含むことができ、サイドシールは、その下端部または上端部でサイドシールインナーパネルとサイドシールアウターパネルが溶接されることで一体に結合されることができる。フロアパネルにサイドシールインナーパネルを結合することで、サイドシールが車体に設けられることができる。

【0069】

サイドシール３００は、例えば鋼材などの金属材質で作られることができ、プレスを用いたフォーミングやベンディング、ロールフォーミング、またはこれらの組み合わせなどによって成形されることができる。

【0070】

サイドシール３００は、サイドシールを形成する板材の材質と、この材質が有する強度または厚さの調整によってサイドシールの衝突性能を確保することができる。例えば、９８０ＭＰａ級以上の超高強度鋼を採用することで、サイドシールの軽量化のための最適な組み合わせが行われることができる。

【0071】

より具体的には、サイドシール３００は、本出願人が生産する厚さ１．１ｍｍ～１．３ｍｍ程度の１４７０ ＭＡＲＴ鋼などの板材で作られることができる。

【0072】

サイドシール３００は、車両の前方、後方及び側方衝突の対応に重要な車体構造体として作用する。選択的に、サイドシールの内部が空になると、各種衝突条件で座屈が発生しやすくなるため、サイドシールの内部に様々な形態の補強手段が補完されることができる。

【0073】

フロントサブフレーム１５０は、車両の幅方向Ｙに延びるように形成された２つの横部材１５１の両端部が車両の長さ方向Ｘに延びるように形成された２つの縦部材１５２と連結されて略四角フレーム形状を成している。

【0074】

横部材１５１のうち１つにはステアリングギアボックスのための装着ブラケットが備えられることができ、その両端部にはサスペンションアームの一端を装着するための装着ブラケットが備えられることができる。

【0075】

縦部材１５２の後方の端部には、車両の長さ方向Ｘに延びた第１連結ブラケット１５３が設けられることができる。第１連結ブラケットにはボルト孔が形成されており、第１連結ブラケットはフロントサイドメンバ１１０にある第１分岐部１１２の端部にボルティングで結合することができる。

【0076】

具体的には、第１連結ブラケット１５３は、第１分岐部１１２にある湾曲部１４４の端部から底面にボルティングして結合されることができる。第１連結ブラケットと第１分岐部の端部が第１結合位置Ｐ１を構成する。

【0077】

第１分岐部１１２と第１フロントクロスメンバ１２０が結合されているため、第１連結ブラケット１５３と第１分岐部１１２の端部との間の第１結合位置Ｐ１は第１分岐部と第１フロントクロスメンバとの間の結合位置Ｐに隣接して位置する。

【0078】

さらに、縦部材１５２は、前方の端部及び後方の端部でそれぞれボルティングによってフロントサイドメンバ１１０に結合することができる。ここで、後方の端部との結合地点を第２結合位置Ｐ２とし、前方の端部との結合点を第３結合位置Ｐ３とする。

【0079】

選択的に、第２結合位置Ｐ２は、フロントサイドメンバ１１０の第１分岐部１１２と第２分岐部１１３が分岐する地点に対応して位置することができる。

【0080】

このように、フロントサブフレーム１５０が複数の結合位置Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、すなわち６つの結合地点でフロントサイドメンバ１１０と結合されることで、結合部の剛性を増大させ、フロントサイドメンバに安定して装着されて支持されることができる。

【0081】

図６及び図７は、本発明の一実施例による電気車の車体のうち第１フロントクロスメンバとバッテリケースとの間の結合を示した拡大斜視図である。

【0082】

バッテリケース４００は略直方体の形状を有して、その内部には複数のバッテリセル４０１が収納されることができる。

【0083】

バッテリケース４００は、ケース本体４０２とカバー（図示せず）を含むことができる。ケース本体とカバーは、内部に空間を形成するように互いに結合されることができる。

【0084】

カバーは、重量減少及び原価節減を図りながら十分な強度を確保することができる高強度プラスチックや、アルミニウムなどの軽金属で形成されることができる。材質がプラスチックの場合には、カバーが射出成形や圧縮成形などによって形成されることができ、金属の場合には、カバーがプレス加工などによって所定の形状で形成されることができる。

【0085】

ケース本体４０２は、外部に直接露出することができ、外部の異物による破損及び損傷のおそれが大きいため、バッテリセル４０１をより効果的に保護することができるようにするために金属で形成されることができる。

【0086】

このような場合に、ケース本体４０２は、適度な強度を有した鋼材、例えば軽量化のために引張強度が約９８０ＭＰａ以上の超高強度の鋼材などの素材を機械加工して構成要素を準備した後、これらの構成要素を組み立てて結合することで作られることができる。

【0087】

以下では、便宜上、ケース本体４０２を中心としてバッテリケース４００を説明する。

【0088】

ケース本体４０２は、複数の底板４１０と側面フレーム４２０及び少なくとも２つの補強部材４３０を含むことができる。

【0089】

底板４１０は、例えば鋼材などの金属で作られた平板である。ケース本体４０２において、底板はバッテリセル４０１を支持する部材として作用することができる。

【0090】

側面フレーム４２０は、ケース本体４０２に内蔵されるバッテリセル４０１の大きさに応じてその高さ寸法が連動して変更されることができる。また、側面フレームの上面には、カバーとの結合のための複数の締結孔４２１が形成されることができる。

【0091】

少なくとも４つの側面フレーム４２０が複数の底板４１０を囲むように設けられ、各側面フレームの両端部は、所定の角度（例えば、約４５度）に傾斜して切断され、対応する他の側面フレームとそれぞれの両端部で接した後に、例えばアーク溶接、レーザ溶接などの溶接で接合されることができる。

【0092】

例えば、側面フレーム４２０は、鋼材などの金属を用いて全体的に四角形状の閉断面を有するように形成されることができる。ケース本体４０２において、側面フレームは側壁を構成することができる。

【0093】

このように側面フレーム４２０は、車体の非浸透領域を区画する「リング（Ｒｉｎｇ；切れることなく、連結が強く構成された形態）」を構成することになることで、バッテリケース４００の内部への衝突荷重の浸透を防止する役割を果たすことができる。

【0094】

前方側及び後方側の側面フレーム４２０は、所定位置で底面から高さ方向Ｚに凹み、前方側及び後方側の側面フレームの幅方向（例えば、図面ではＸ方向）に横切って貫通する結合溝４２２が形成されることができる。

【0095】

結合溝４２２は、補強部材４３０の断面形状と対応する形状で形成されることができ、これによって補強部材の端部が結合溝に挟まれる際に互いに形状が合わさることができる。

【0096】

底板４１０と側面フレーム４２０は、例えばアーク溶接などの溶接によって互いに結合されることができる。底板は、側面フレームの底面に溶接されることができる。これにより、ケース本体４０２は、複数の底板の周囲に閉断面を形成する側面フレームによって内部空間を有することができる。

【0097】

バッテリケース４００のケース本体４０２は、バッテリケースを車体に固定するために必要なマウンティングフレーム４４０が側面フレーム４２０でバッテリケースの外側面を構成する表面に結合されることができる。例えば、マウンティングフレームにフランジが形成され、マウンティングフレームのフランジが側面フレームの外側面にアーク溶接などで溶接されることができる。

【0098】

但し、マウンティングフレーム４４０は、前方側及び後方側の側面フレーム４２０において結合溝４２２が形成された部位から外れて装着されることができる。

【0099】

マウンティングフレーム４４０は、ボルティングなどにより、例えば車体の第１フロントクロスメンバ１２０、サイドシール３００、後述する第１リアクロスメンバ２２０に固定されることができる。これにより、バッテリケース４００が車体に固定されることができる。

【0100】

また、マウンティングフレーム４４０は、衝突時にバッテリケース４００のうち最初に衝突に対応する部材として作用することができる。

【0101】

補強部材４３０は、下部補強材４３１と、下部補強材の上部に結合する上部補強材４３２を含むことができる。補強部材は、ケース本体４０２の長さ方向Ｘに沿って全体長さにわたって延びることができる。

【0102】

下部補強材４３１と上部補強材４３２は、例えば鋼材などの金属の単一板材を機械加工して形成されることができる。補強材は、ベンディングまたはロールフォーミングなどによって成形されることができる。

【0103】

例えば、補強材４３１、４３２をロールフォーミングで製作する場合、引張強度が約９８０ＭＰａ以上の超高強度の鋼材も無理なく成形が可能である。さらに、ロールフォーミングでは、プレス成形に比べてスプリングバックの補正が容易であり、補強部材のコーナー半径を小さくすることができるという利点がある。

【0104】

より具体的には、下部補強材４３１と上部補強材４３２は、本出願人が生産する厚さ０．９ｍｍ～１．１ｍｍ程度の１４７０ ＭＡＲＴ鋼などの板材で作られることができる。

【0105】

下部補強材４３１は、所定の幅と長さを有した単一板材を複数回折り曲げて、略帽子状の断面形状を有することができる。これにより、下部補強材は略逆Ｕ字状に形成されることができ、幅方向Ｙの両端部にフランジ４３３を備えることができる。

【0106】

下部補強材４３１は、複数の底板４１０の間に配置され、幅方向Ｙの両側に位置した底板と結合することができる。下部補強材のフランジと底板の端部は、例えばアーク溶接、レーザ溶接などの溶接によって互いに密に接合されることができる。

【0107】

下部補強材４３１の長さ方向Ｘの両端部は、前方側及び後方側の側面フレーム４２０と会って前方側及び後方側の側面フレームに結合することができる。上述したように、下部補強材の端部と会う前方側及び後方側の側面フレームの結合部位には結合溝４２２が形成されており、下部補強材の端部は結合溝に挟まれて形状が合わさることができる。

【0108】

ここで、前方側及び後方側の側面フレーム４２０は、下部補強材４３１のフランジ４３３上に安着することができる一方、下部補強材の端部は、前方側及び後方側の側面フレームを幅方向（例えば、図面ではＸ方向）に横切って貫通して前方側及び後方側の側面フレームから、すなわちバッテリケース４００の外側面から突出することができる。

【0109】

下部補強材４３１の端部が前方側及び後方側の側面フレーム４２０の結合溝４２２を貫通して外側に突出した理由は、バッテリケース４００の水密性を保障するために構成要素の全ての結合部に溶接が適用される必要があるが、このような溶接自体に加えて、溶接後に形成された溶接部が流れないように支持するための突出部４３４が必要であるためである。

【0110】

下部補強材４３１の両側の端部が前方側及び後方側の側面フレーム４２０を貫通して前方側及び後方側の側面フレームから下部補強材の長さ方向Ｘに突出した前方または後方の突出部４３４の長さは５～１０ｍｍの範囲になることができる。突出部の長さが５ｍｍ未満であれば、溶接し難く、１０ｍｍを超過すると周辺部品と干渉が生じて、バッテリケース４００の装着が困難であることがある。

【0111】

このように下部補強材４３１の突出部４３４と前方側及び後方側の側面フレーム４２０の結合溝４２２との間は、例えばアーク溶接、レーザ溶接などの溶接により互いに接合され、溶接部が形成されることで下部補強材の端部と側面フレームとの間の水密性が保障されることができるようになる。

【0112】

水密性をさらに確保するために、ケース本体４０２を構成する構成要素の結合部、すなわち溶接部に、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などのプラスチック材質のコーティングがさらに適用されることができる。または、金属材質の部材が溶接部を囲むように覆って接合されることもできる。

【0113】

上部補強材４３２は、所定の幅と長さを有した単一板材を複数回折り曲げて、略帽子状の断面形状を有することができる。これにより、上部補強材は略Ｕ字状に形成されることができ、幅方向Ｙの両端部にフランジ４３３を備えることができる。

【0114】

上部補強材４３２は、下部補強材４３１０の上に配置されて、下部補強材と結合することができる。上部補強材と下部補強材は、例えばスポット溶接、レーザ溶接などの溶接によって互いに接合されることができる。

【0115】

上部補強材４３２の長さ方向Ｘの両端部は、前方側及び後方側の側面フレーム４２０と接触することができる。ここで、上部補強材の端部は、前方側及び後方側の側面フレームを貫通することなく、前方側及び後方側の側面フレームで終結されることができる。

【0116】

上部補強材４３２のフランジ４３３は、ケース本体４０２内に収納されるバッテリセル４０１の側方の上端を覆い、バッテリセルの配列を維持することができるように支持する。

【0117】

選択的に、上部補強材４３２は、所定の間隔を置いて配置されながら、車両の幅方向Ｙに延びて車体の両側サイドシール３００を連結する複数の中間クロスメンバ１６０及び後述する第２リアクロスメンバ２４０と結合されることができる。これらの中間クロスメンバ及び第２リアクロスメンバはフロアパネルを支持することができる。

【0118】

補強部材４３０は少なくとも２つ以上備えられることができ、これによって底板４１０の個数を補強部材よりも１つ多く備えられることができる。これは、バッテリケース４００の内部が幅方向Ｙに３分割以上分割できることを意味する。

【0119】

例えば、バッテリケース４００内の空間を３分割する場合に、側面フレーム４２０からバッテリケースの幅方向Ｙの長さの１／３地点に補強部材４３０が位置することができ、合計２つの補強部材が備えられる。バッテリケース内の空間を４分割する場合に側面フレームからバッテリケースの幅方向Ｙの長さの１／４地点に補強部材が位置することができ、合計３つの補強部材が備えられることができ、中央の１／２地点に補強部材を配置することは選択的に決定されることができる。

【0120】

補強部材４３０の個数は、外部から加えられる衝突の大きさと底板４１０の個数に応じて決定されることができる。

【0121】

このように、本発明では、ケース本体４０２に折り曲げられた帽子状の断面の下部補強材４３１及び上部補強材４３２からなる補強部材４３０を配置し、補強部材がケース本体の底に沿って延びながら、ケース本体の内部空間に突出するようになることで、衝撃吸収のための折り曲げ部がケース本体の自体に形成されて、衝突荷重に対する高い変形抵抗が確保されることができる。

【0122】

このように構成されたケース本体４０２内にバッテリセル４０１を収納した後、カバーがケース本体と結合されることで、バッテリケース４００が完成されることができる。続いて、バッテリケースは、マウンティングフレーム４４０を用いてボルティングなどによって、例えば車体の第１フロントクロスメンバ１２０、サイドシール３００、第１リアクロスメンバ２００に固定されて車体と結合されることができる。

【0123】

バッテリケース４００の補強部材４３０において下部補強材４３１の前方の端部、すなわち前方の突出部４３４は、フロントサブフレーム１５０の第１連結ブラケット１５３と所定の間隙を置いて離隔することができる。また、バッテリケースの側面フレーム４２０のうち、前方側の側面フレームは、第１フロントクロスメンバ１２０と所定の間隙を置いて離隔することができる。

【0124】

本発明の一実施例による電気車の車体において、フロントサイドメンバ１１０の第１分岐部１１２と第１フロントクロスメンバ１２０との結合位置Ｐは、補強部材（上部補強材）の断面を車体の長さ方向Ｘに延びた仮想断面に重なることができる。フロントサイドメンバの第１分岐部と第１フロントクロスメンバとの結合位置は、バッテリケースの補強部材４３０のうち上部補強材４３２と対応する高さに位置することができる。

【0125】

また、フロントサブフレーム１５０の第１連結ブラケット１５３と第１分岐部１１２の端部が第１結合位置Ｐ１で結合されているため、第１結合位置も補強部材（下部補強材）の断面を車体の長さ方向Ｘに延びた仮想断面に重なることができる。フロントサブフレームの第１連結ブラケットと第１分岐部の端部との間の第１結合位置は、バッテリケースの補強部材４３０のうち下部補強材４３１と対応する高さに位置することができる。

【0126】

ここで、補強部材４３０の断面は、補強部材のＹＺ方向（車体の長さ方向Ｘと直交する方向）の面を意味する。また、仮想断面とは、実際に存在する補強部材の延長部または構造物ではなく、補強部材の断面形状をそのまま有して、補強部材の断面を車体の長さ方向Ｘに沿って延長した仮想の平面として、厚さが設定されない数学的意味の平面を意味する。

【0127】

例えば、補強部材４３０の長さ方向の軸線と、フロントサイドメンバ１１０の第１分岐部１１２と第１フロントクロスメンバ１２０との間の結合位置Ｐの高さ方向の中心線、そしてフロントサブフレーム１５０の第１連結ブラケット１５３と第１分岐部１１２の端部との間の第１結合位置Ｐ１の高さ方向の中心線が交差して会うように配置されることができるが、必ずしもこれに限定されない。

【0128】

このとき、第１結合位置Ｐ１は、第１分岐部と第１フロントクロスメンバとの結合位置Ｐよりも下方に位置する。

【0129】

本発明の一実施例による電気車の車体において、フロントサイドメンバ１１０の第１分岐部１１２と第１フロントクロスメンバ１２０が会う結合位置Ｐと、第１分岐部とフロントサブフレーム１５０の第１連結ブラケット１５３が会う第１結合位置Ｐ１を第１分岐部の端部に配置することで、車体の衝突荷重を伝達する荷重経路（Ｌｏａｄ Ｐａｔｈ）が一元化することができる。

【0130】

このような補強部材４３０と結合位置Ｐ、Ｐ１の整列により、バッテリケース４００の補強部材がフロントサイドメンバ１１０から伝達される衝突荷重を支持する役割を果たすことができる。

【0131】

また、本発明の一実施例による電気車の車体では、フロントサイドメンバ１１０の第２分岐部１１３と第１フロントクロスメンバ１２０との結合位置Ｑは、車体の長さ方向Ｘに沿って延びる側面フレーム４２０の断面を車体の長さ方向Ｘに延びた仮想断面に重なることができる。

【0132】

ここで、側面フレーム４２０の断面は、側面フレームのＹＺ方向（車体の長さ方向Ｘと直交する方向）の面を意味する。また、仮想断面とは、実際に存在する側面フレームの延長部または構造物ではなく、側面フレームの断面形状をそのまま有して、側面フレームの断面を車体の長さ方向Ｘに沿って延びた仮想の平面として、厚さが設定されない数学的意味の平面を意味する。

【0133】

このような側面フレーム４２０と結合位置Ｑの整列によって、バッテリケース４００の側面フレームもフロントサイドメンバ１１０から伝達される衝突荷重を支持する役割を果たすことができる。

【0134】

したがって、本発明の一実施例による電気車の車体では、補強部材４３０と側面フレーム４２０を備えたバッテリケース４００が車体に固定されることで、車体の剛性と耐衝突特性が向上することができる。

【0135】

また、本発明の一実施例による電気車の車体では、ケース本体４０２の底部を複数の底板４１０に分割して、底板間に開断面の下部補強材４３１を配置し、下部補強材がケース本体の底部に沿って延びながら側面フレーム４２０を貫通すると同時にケース本体の外側に（すなわち、下方に）開放されて下部補強材の中空部がバッテリケース４００の外部に露出するようになることで、下部補強材の中空部が車両の他の部品のための空間として活用できる利点がある。

【0136】

図８は、衝突荷重の経路を説明するための図４の対応図であり、図９は、衝突荷重の経路を説明するための図５の対応図である。

【0137】

本発明の一実施例による電気車の車体において、フロントサイドメンバ１１０は、前方バンパービーム６０からフロント部１１１に入る衝突エネルギーを直接的に吸収することができる。

【0138】

続いて、フロントサイドメンバ１１０は、それぞれ第１分岐部１１２が第１フロントクロスメンバ１２０に連結され、第２分岐部１１３はサイドシール３００に連結されることで、フロント部１１１に入った超過された衝突荷重を第１分岐部と第２分岐部を介して第１フロントクロスメンバとサイドシールに分散させて車体に伝達することができる。

【0139】

換言すると、フロントサイドメンバ１１０の吸収能を超過する衝突荷重は、フロントサイドメンバと連結されながら、フロアパネルの下のバッテリ空間４０を囲む部材に伝達されることができる。

【0140】

バッテリ空間４０内に変形が最小化される必要があるため、荷重支持部材において衝突荷重の浸透を防止する必要がある。前方衝突においてサイドシール３００は荷重支持部材としての役割を果たすことができるのに対し、第１フロントクロスメンバ１２０には荷重支持部材が存在しない。

【0141】

本発明の一実施例による電気車の車体では、第１フロントクロスメンバ１２０で衝突荷重が伝達される地点に対応してバッテリケース４００の補強部材４３０が配置されることで、バッテリ空間４０内に変形が発生することを防止することができる。

【0142】

より具体的には、フロントサイドメンバ１１０の吸収能を超過する衝突荷重が第１フロントクロスメンバ１２０に伝達されると、第１フロントクロスメンバが変形されながら所定の間隙を置いて離隔したバッテリケース４００の前方側の側面フレーム４２０に接触するようになる。続いて、バッテリケースの前方側の側面フレームは、その内部にある補強部材４３０の上部補強材４３２によって支えられることができるため、バッテリ空間４０内に衝突荷重が浸透することを防止することができる。

【0143】

さらに、前方衝突の場合には、フロントサブフレーム１５０でさらに衝突エネルギーを吸収することができる。

【0144】

続いて、フロントサブフレーム１５０は、第１連結ブラケット１５３を媒介として第１分岐部１１２の端部に連結されることで、フロントサブフレームの吸収能を超過する衝突荷重を第１分岐部を介して第１フロントクロスメンバ１２０及び車体に伝達することができる。

【0145】

フロントサブフレーム１５０の吸収能を超過する衝突荷重が第１フロントクロスメンバ１２０に伝達されると、第１フロントクロスメンバが変形されながら、第１連結ブラケット１５３は所定の間隙を置いて離隔したバッテリケース４００の下部補強材４３１の端部、すなわち前方の突出部４３４に接触する。続いて、第１連結ブラケット及びフロントサブフレームは、バッテリケースの前方側の側面フレーム４２０から突出した補強部材４３０の下部補強材によって支えられることができるため、バッテリ空間４０内に衝突荷重が浸透することを防止することができる。

【0146】

すなわち、前方から来る荷重経路の一つをバッテリケース４００の補強部材４３０で構成することで、バッテリケースの補強部材が直接的に荷重支持部材の役割を果たすことができる。

【0147】

以上のように、本発明の一実施例による電気車の車体は、バッテリ空間４０を保護する役割だけでなく、荷重を支持する役割も果たすことができるように、フロントサイドメンバ１１０とフロントサブフレーム１５０、第１フロントクロスメンバ１２０及びバッテリケース４００が互いに有機的に連結されて荷重経路を構成することができる。

【0148】

このように車両の前方で発生した衝突荷重を車体の後方に分散させて伝達することができるため、本発明の一実施例による車体が適用された電気車は衝突性能が向上することができる。

【0149】

このような電気車は、バッテリの搭載により車両の重量が増加し、車体の空間が縮小されたにも関わらず、衝突性能及び安全性を確保することができる利点がある。これは、車両の商品性の向上に繋がることができる。

【0150】

図２～図５及び図１０を参照すると、本発明の一実施例による電気車の車体は、リアサイドメンバ２１０、第１リアクロスメンバ２２０、リアサブフレーム２５０を含むことができる。

【0151】

リアサイドメンバ２１０は一対で備えられ、車体の長さ方向Ｘに沿って延びながら車体の幅方向Ｙである左右の両側にそれぞれ配置されることができる。

【0152】

例えば、リアサイドメンバ２１０は、後方から一定長さだけ車体の長さ方向Ｘに延びた中心線Ｏに対して平行に延び、続いて２つのリアサイドメンバは前方に向かうほど互いに離れるように配置されることができる。

【0153】

リアサイドメンバ２１０は、後方バンパービーム７０から入る衝突荷重をサイドシール３００または第１リアクロスメンバ２２０などを介して効果的に車体に伝達することができる。

【0154】

以下では、便宜上、２つのリアサイドメンバ２１０のうち１つについてのみ説明される。２つのリアサイドメンバのうちもう一つは、説明されるリアサイドメンバの構成が対称になるように含み、対称になるように配置されることができる。

【0155】

リアサイドメンバ２１０の一端、すなわち後方の端部は後方バンパービーム７０と連結されることができ、他端、すなわち前方の端部はサイドシール３００の後方の一側面に連結されることができる。

【0156】

このようなリアサイドメンバ２１０は、例えば四角形などの断面形状を有した管状部材で形成されることができるが、必ずしもこれに限定されず、開放断面を有するように折り曲げられるか、湾曲した断面形状を有した単一板材からなる部材、または２つ以上の板材を接合した部材で形成されることができる。

【0157】

リアサイドメンバ２１０は、例えば鋼材などの金属材質で作られることができ、プレスを用いたフォーミングやスタンピング、ベンディング、ロールフォーミング、またはこれらの組み合わせなどによって成形されることができる。

【0158】

より具体的には、リアサイドメンバ２１０は、本出願人が生産する厚さ１．３ｍｍ～１．５ｍｍ程度の９８０ ＸＦ鋼などの板材で作られることができる。

【0159】

リアサイドメンバ２１０の前方側は、下方に折り曲げられることができ、これによって傾斜部２１４が形成されることができる。傾斜部の端部は、サイドシール３００の内側の側面と面接触することができる。

【0160】

これにより、リアサイドメンバ２１０の前方側の端部は、その一側面が車両の長さ方向Ｘに延びた車体のサイドシール３００の内側の側面に、例えば溶接などで固定されることができる。

【0161】

リアサイドメンバ２１０の前方側の端部の一側面がサイドシール３００に固定されることで、リアサイドメンバはサイドシールに衝突荷重を伝達することができる。

【0162】

リアサイドメンバ２１０の構成及び配置などは、上述した例に限定されない。

【0163】

第１リアクロスメンバ２２０は、リアサイドメンバ２１０間を連結することができる。換言すると、第１リアクロスメンバはリアサイドメンバの内側の側面に連結されることができる。また、第１リアクロスメンバには後述するリアサブフレーム２５０が装着されることができる。

【0164】

本発明の一実施例による電気車の車体は、車両の幅方向Ｙに延び、両側サイドシール３００を連結し、リアサイドメンバ２１０の前方側の端部と結合する第２リアクロスメンバ２４０をさらに含むことができる。

【0165】

第２リアクロスメンバ２４０は、第１リアクロスメンバ２２０よりも前方に位置し、リアサイドメンバ２１０の前方側の端部に結合されることができる。リアサイドメンバの端部は、第２リアクロスメンバの裏面に、例えば溶接などで固定され、サイドシール３００及び第２リアクロスメンバと同時に接触することができる。

【0166】

リアサイドメンバ２１０の前方側の端部は第２リアクロスメンバ２４０の裏面に接触しており、リアサイドメンバが第２リアクロスメンバに衝突荷重を確実に伝達することができる。

【0167】

また、第２リアクロスメンバ２１０は、バッテリケース４００の上部に位置し、補強部材４３０の上部補強材４３２と結合されることができる。第２リアクロスメンバは、フロアパネルを支持することができる。

【0168】

第１及び第２リアクロスメンバ２２０、２４０は、例えば内部が空の中空部を有し、四角形以上の多角形の断面形状を有した管状部材として提供されることができるが、必ずしもこれに限定されず、開放断面を有するように折り曲げられるか、湾曲した断面形状を有した単一板材からなる部材、または２つ以上の板材を接合した部材で形成されることができる。

【0169】

第１及び第２リアクロスメンバ２２０、２４０は、両側リアサイドメンバ２１０と結合された後に車体の捻りや曲げ剛性は維持しながら軽量化が可能となる。

【0170】

第１及び第２リアクロスメンバ２２０、２４０は、例えば、９８０ＭＰａ級以上の超高強度鋼を採用することにより、リアクロスメンバの剛性付加と共に軽量化のための最適な組み合わせが行われることができる。

【0171】

より具体的には、第１リアクロスメンバ２２０は、本出願人が生産する厚さ１．１ｍｍ～１．３ｍｍ程度の１１８０ ＴＲＩＰ（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ）鋼などの板材で作られることができる。ここで、１１８０ ＴＲＩＰ鋼は、１１８０ＭＰａ以上の引張強度及び８５０ＭＰａ以上の降伏強度を保証しながら伸び率が４５％以上に向上した鋼種である。

【0172】

第２リアクロスメンバ２４０は、本出願人が生産する厚さ１．１ｍｍ～１．３ｍｍ程度の１４７０ ＭＡＲＴ鋼などの板材で作られることができる。

【0173】

また、第２リアクロスメンバ２４０が第１リアクロスメンバ２２０よりもさらに高い強度を有することができる。

【0174】

サイドシール３００は、車体の左右の両側の下部で車両の長さ方向Ｘに沿って延びるように形成されて配置されることができ、第２リアクロスメンバ２４０の端部と結合されることができる。

【0175】

サイドシール３００は、車両の前方、後方及び側方の衝突の対応に重要な車体構造体として作用する。

【0176】

リアサブフレーム２５０は、車両の幅方向Ｙに延びるように形成された２つの横部材２５１の両端部が車両の長さ方向Ｘに延びるように形成された２つの縦部材２５２と連結されて略四角フレーム形状を成している。

【0177】

リアサブフレーム２５０の底面には、サスペンションのスプリングリンクを固定するための装着ブラケットが備えられることができ、パワートレインを装着するためのマウントブッシュ用装着ブラケットが備えられることができる。

【0178】

一方、第１リアクロスメンバ２２０には、車両の長さ方向Ｘに延びた第２連結ブラケット２２３が設けられることができる。第２連結ブラケットにはボルト孔が形成されており、第２連結ブラケットはリアサブフレーム２５０にある前方側の横部材２５１にボルティングで結合することができる。第２連結ブラケットと前方側の横部材が第４結合位置Ｐ４を構成する。

【0179】

さらに、リアサブフレーム２５０の縦部材２５２は、後方の端部でボルティングによってリアサイドメンバ２５０の中央に結合されることができる。ここでは、後方の端部とリアサイドメンバの結合地点を第５結合位置Ｐ５とする。

【0180】

このように、リアサブフレーム２５０が複数の結合位置Ｐ４、Ｐ５、すなわち４つの結合地点でリアサイドメンバ２５０と結合されることで、結合部の剛性を増大させ、リアサイドメンバ及び第１リアクロスメンバ２２０に安定して装着されて支持されることができる。

【0181】

本発明の一実施例による電気車の車体において、第４結合位置Ｐ４を構成する第１リアクロスメンバ２２０上の第２連結ブラケット２２３の設置位置は、バッテリケース４００内の空間の分割個数によって決定されることができる。

【0182】

例えば、バッテリケース内の空間を３分割する場合に、バッテリケース４００の側面フレーム４２０から幅方向Ｙの長さの１／３地点に対応するように第１リアクロスメンバ２２０の第２連結ブラケット２２３にある第４結合位置Ｐ４が整列されることができる。バッテリケース内の空間を４分割する場合に、バッテリケースの側面フレームから幅方向Ｙの長さの１／４地点に対応するように第１リアクロスメンバの第２連結ブラケットにある第４結合位置が整列されることができる。

【0183】

また、バッテリケース４００の補強部材４３０において下部補強材４３１の後方の端部、すなわち後方の突出部４３４は、第１リアクロスメンバ２２０の第２連結ブラケット２２３及びリアサブフレーム２５０の前方側の横部材２５１と所定の間隙を置いて離隔することができる。また、バッテリケースの側面フレーム４２０のうち、後方側の側面フレームは、第１リアクロスメンバと所定の間隙を置いて離隔することができる。

【0184】

本発明の一実施例による電気車の車体では、第１リアクロスメンバ２２０の第２連結ブラケット２２３とリアサブフレーム２５０の前方側の横部材２５１との間の第４結合位置Ｐ４は、補強部材（上部補強材）の断面を車体の長さ方向Ｘに延びた仮想断面に重なることができる。第１リアクロスメンバの第連結ブラケットとリアサブフレームの前方側の横部材との間の第４結合位置は、バッテリケースの補強部材４３０のうち上部補強材４３２と対応する高さに位置することができる。

【0185】

例えば、補強部材４３０の長さ方向の軸線と、第１リアクロスメンバ２２０の第２連結ブラケット２２３とリアサブフレーム２５０の前方側の横部材２５１との間の第４結合位置Ｐ４の高さ方向の中心線が交差して会うように配置されることができるが、必ずしもこれに限定されない。

【0186】

このような補強部材４３０と結合位置Ｐ４、Ｐ５の整列によって、バッテリケース４００の補強部材がリアサブフレーム２５０から伝達される衝突荷重を支持する役割を果たすことができる。

【0187】

したがって、本発明の一実施例による電気車の車体では、補強部材４３０を備えたバッテリケース４００が車体に固定されることで、車体の剛性と耐衝突特性が向上するようになる。

【0188】

図８～図１０を参照すると、本発明の一実施例による電気車の車体において、リアサイドメンバ２１０は後方バンパービーム７０から入る衝突エネルギーを直接的に吸収することができる。

【0189】

続いて、リアサイドメンバ２１０は、側面がサイドシール３００に連結され、端部が第２リアクロスメンバ２４０に連結されることで、リアサイドメンバに入った超過された衝突荷重をサイドシールと第２リアクロスメンバに分散させて車体に伝達することができる。

【0190】

換言すると、リアサイドメンバ２１０の吸収能を超過する衝突荷重は、リアサイドメンバと連結されながら、フロアパネルの下のバッテリ空間４０を囲む一部の部材に伝達されることができる。

【0191】

バッテリ空間４０内に変形が最小化する必要があるため、荷重支持部材において衝突荷重の浸透を防止する必要がある。後方からの衝突において、サイドシール３００は荷重支持部材としての役割を果たすことができるのに対し、第１リアクロスメンバ２２０には荷重支持部材が存在しない。

【0192】

本発明の一実施例による電気車の車体では、第１リアクロスメンバ２２０で衝突荷重が伝達される地点に対応するようにバッテリケース４００の補強部材４３０が配置されることで、バッテリ空間４０内に変形が発生することを防止することができる。

【0193】

より具体的には、リアサブフレーム２５０は、縦部材２５２の後方の端部、すなわち第５結合位置Ｐ５でリアサイドメンバ２１０と結合されているため、後方衝突の場合にリアサブフレームは衝突エネルギーの一部を伝達することができる。

【0194】

リアサブフレーム２５０が第２連結ブラケット２２３を媒介として第１リアクロスメンバ２２０に連結されることで、リアサイドメンバ２１０の吸収能を超過する衝突荷重の一部がリアサブフレームを介して第１リアクロスメンバ２２０及び車体に伝達されることができる。

【0195】

リアサブフレーム２５０によって衝突荷重が第１リアクロスメンバ２２０に伝達されると、第１リアクロスメンバが変形されながら、リアサブフレームの前方側の横部材２５１は所定の間隙を置いて離隔したバッテリケース４００の後方側の側面フレーム４２０または下部補強材４３１の端部、すなわち後方の突出部４３４に接触するようになる。続いて、バッテリケースの後方側の側面フレームは、その内部にある補強部材４３０の上部補強材４３２によって支えられることができるため、バッテリ空間４０内に衝突荷重が浸透することを防止することができる。

【0196】

あるいは、リアサブフレーム２５０は、バッテリケース４００の後方側の側面フレーム４２０から突出した補強部材４３０の下部補強材４３１によって支えられることができるため、バッテリ空間４０内に衝突荷重が浸透することを防ぐことができる。

【0197】

すなわち、後方から来る荷重経路のうち一つをバッテリケース４００の補強部材４３０で構成することで、バッテリケースの補強部材が直接的に荷重支持部材の役割を果たすことができる。

【0198】

但し、前方のフロントサイドメンバ１１０とは異なり、リアサイドメンバ２１０は、リアサブフレーム２５０を介してバッテリケース４００の補強部材４３０に一部衝突荷重を伝達する。

【0199】

以上のように、本発明の一実施例による電気車の車体は、バッテリ空間４０を保護する役割だけでなく荷重を支持する役割も果たすことができるように、リアサイドメンバ２１０とリアサブフレーム２５０、第１リアクロスメンバ２２０及びバッテリケース４００が互いに有機的に連結されて荷重経路を構成することができる。

【0200】

このように車両の後方で発生した衝突荷重を車体の前方に分散させて伝達することができるため、本発明の一実施例による車体が適用された電気車は衝突性能が向上することができる。

【0201】

このような電気車は、バッテリの搭載により車両の重量が増加し、車体の空間が縮小されたにも関わらず、衝突性能及び安全性を確保することができる利点を有することができる。これは、車両の商品性の向上に繋がることができる。

【0202】

以上のように本発明によると、バッテリケースの補強部材が衝突荷重の経路及び直接的な荷重支持部材の役割を果たすように構成することで、前方又は後方からの衝突時に車体で荷重を分散させて衝突荷重の浸透及び変形を効率的に抑制し、重量を減少させることができる効果が得られる。

【0203】

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で様々な修正及び変形が可能である。

【0204】

したがって、本発明に開示された実施例は、本発明の技術思想を限定するものではなく説明するためのものであり、このような実施例によって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は以下の特許請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等の範囲内にあるすべての技術思想は本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

【符号の説明】

【0205】

１０ 非浸透領域
２０、３０ エネルギー吸収領域
４０ バッテリ空間
６０ 前方バンパービーム
７０ 後方バンパービーム
１１０ フロントサイドメンバ
１１１ フロント部
１１２ 第１分岐部
１１３ 第２分岐部
１２０ 第１フロントクロスメンバ
１３０ ダッシュパネル
１４０ 第２フロントクロスメンバ
１５０ フロントサブフレーム
１５１、２５１ 横部材
１５２、２５２ 縦部材
１５３ 第１連結ブラケット
１６０ 中間クロスメンバ
２１０ リアサイドメンバ
２２０ 第１リアクロスメンバ
２２３ 第２連結ブラケット
２４０ 第２リアクロスメンバ
２５０ リアサブフレーム
３００ サイドシール
４００ バッテリケース
４０１ バッテリセル
４０２ ケース本体
４１０ 底板
４２０ 側面フレーム
４３０ 補強部材
４３１ 下部補強材
４３２ 上部補強材
４３４ 突出部
４４０ マウンティングフレーム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【手続補正書】

【提出日】2023-07-11

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１１４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0114】

上部補強材４３２は、下部補強材４３１の上に配置されて、下部補強材と結合することができる。上部補強材と下部補強材は、例えばスポット溶接、レーザ溶接などの溶接によって互いに接合されることができる。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１８４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0184】

本発明の一実施例による電気車の車体では、第１リアクロスメンバ２２０の第２連結ブラケット２２３とリアサブフレーム２５０の前方側の横部材２５１との間の第４結合位置Ｐ４は、補強部材（上部補強材）の断面を車体の長さ方向Ｘに延びた仮想断面に重なることができる。第１リアクロスメンバの第２連結ブラケットとリアサブフレームの前方側の横部材との間の第４結合位置は、バッテリケースの補強部材４３０のうち上部補強材４３２と対応する高さに位置することができる。

【国際調査報告】