电动汽车.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200880009147.X

申请日:

2008.03.13

公开号:

CN101641251A

公开日:

2010.02.03

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

B62D21/00; B60K1/04

主分类号:

B62D21/00

申请人:

三菱自动车工业株式会社

发明人:

野崎琢磨; 竹田笃; 矶贝俊明

地址:

日本东京

优先权:

2007.9.6 JP 231544/2007; 2007.9.6 JP 231545/2007

专利代理机构:

北京康信知识产权代理有限责任公司

代理人:

余 刚;吴孟秋

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内容摘要

本发明提供一种电动汽车。在电动汽车上设置有在车宽方向上延伸的第一支架(23),用于支撑动力单元(16)的电池单元(10)侧的端部。第一支架(23)通过设置于两端部中的一个端部上的第一连接部(26)和设置于两端部中的另一个端部上的第二连接部(26)连接在车身上,动力单元(16)通过至少两个内侧连接部(24)与所述第一支架(23)连接,至少两个内侧连接部(24)比第一以及第二连接部(26,26)更靠近车辆的宽度方向的内侧。在第一连接部(26)和最接近该第一连接部(26)的内侧连接部(24)之间、以及第二连接部(26)和最接近该第二连接部(26)的内侧连接部(24)之间分别形成有第一脆弱部(48)。在安装了动力单元(16)一侧碰撞时,第一脆弱部(48)受到比在没有安装动力单元(16)一侧碰撞时更小的冲击负荷就能够断裂。

权利要求书

1.  一种电动汽车,包括:
动力单元,配置在车辆前后方向的一端侧、即车身的第一侧,通过多个支架支撑在所述车身上,用于驱动所述车辆;
以及
电池单元,与所述动力单元邻接地配置在所述车身的前后方向中央侧,作为所述车辆的电力源,
所述电动汽车的特征在于,
所述多个支架包括第一支架,用于支撑所述动力单元的所述电池单元侧的端部;
所述第一支架在所述车辆的宽度方向上延伸,分别通过设置于两端部中的一个端部上的第一连接部和设置于两端部中的另一个端部上的第二连接部连接在所述车身上;
所述动力单元在至少两个内侧连接部上与所述第一支架连接,所述至少两个内侧连接部比所述第一连接部和所述第二连接部更靠所述车辆的宽度方向的内侧;
所述第一支架包括第一脆弱部,所述第一脆弱部分别位于所述第一连接部和最接近该第一连接部的所述内侧连接部之间、以及所述第二连接部和最接近该第二连接部的所述内侧连接部之间,在所述车辆前后方向碰撞时,如果向所述第一脆弱部施加超过规定大小的冲击负荷,所述第一脆弱部断裂,并且,
所述第一脆弱部形成为在所述第一侧碰撞时受到比在第二侧碰撞时更小的冲击负荷就能够断裂,其中,所述第二侧是所述车辆的前后方向上的所述第一侧的相反侧。

2.
  根据权利要求1所述的电动汽车,其特征在于,
所述第一脆弱部是在所述第一支架的朝向所述动力单元侧的侧面上沿上下方向延伸而形成的凹部。

3.
  根据权利要求1所述的电动汽车,其特征在于,
所述第一支架在所述第一连接部下方的面向所述电池单元的位置以及所述第二连接部下方的面向所述电池单元的位置分别具有朝所述电池单元突出设置的突出部。

4.
  根据权利要求1所述的电动汽车,其特征在于,
所述第一支架通过分别构成所述第一连接部以及所述第二连接部的第一衬套弹性支撑在所述车身上的同时,通过分别构成所述内侧连接部的第二衬套弹性支撑所述动力单元。

5.
  根据权利要求4所述的电动汽车,其特征在于,
所述第一衬套各自的下端部位于比从邻接于所述下端部的所述电池单元的上表面降低了规定长度的位置高的位置。

6.
  根据权利要求4所述的电动汽车,其特征在于,
所述第一支架具有挠曲抑制单元,所述挠曲抑制单元只在从所述第一侧输入有冲击负荷时抑制所述第二衬套的挠曲。

7.
  根据权利要求6所述的电动汽车,其特征在于,
所述挠曲抑制单元包括挠曲限制构件,所述挠曲限制构件一方面在从所述第二侧输入有冲击负荷时容许所述第二衬套挠曲,另一方面在从所述第一侧输入有冲击负荷时作为刚体与所述动力单元和所述第一支架两者抵接,从而抑制所述第二衬套的挠曲。

8.
  根据权利要求1所述的电动汽车,其特征在于,
所述多个支架除了所述第一支架之外,还包括支撑所述动力单元的与所述电池单元相反侧的端部的第二支架;
所述第二支架设置有第二脆弱部,在所述第一侧碰撞时,所述第二脆弱部的断裂早于所述第一脆弱部的断裂,在所述第二侧碰撞时,使所述第二脆弱部断裂的冲击负荷的下限值大于使所述第一脆弱部断裂的冲击负荷的下限值。

9.
  根据权利要求8所述的电动汽车,其特征在于,
所述第二支架包括在车身前后方向延伸的臂构件;
所述第二脆弱部形成为使将所述臂构件连接在所述动力单元上的第三连接部和将所述臂构件连接在所述车身上的第四连接部在所述车辆的宽度方向上偏移。

10.
  根据权利要求8所述的电动汽车,其特征在于,
所述第二支架通过第三衬套连接在车身上。

11.
  一种电动汽车,包括,
动力单元,配置在车辆前后方向的一端侧、即车身的第一侧,用于驱动所述车辆;以及
电池单元,与所述动力单元邻接地配置在所述车身的前后方向中央侧,作为所述车辆的电力源,
所述电动汽车的特征在于,包括:
第一支架,用于将所述动力单元的所述电池单元侧的端部支撑于所述车身上;
第一脆弱部,设置于所述第一支架上,形成为在所述第一侧碰撞时受到比在第二侧碰撞时更小的冲击负荷就能够断裂,其中,所述第二侧是所述车辆的前后方向上的所述第一侧的相反侧;
第二支架,用于将所述动力单元的与电池单元相反一侧的所述动力单元的端部支撑于所述车身上;以及
第二脆弱部,设置在所述第二支架上,在所述第一侧碰撞时,所述第二脆弱部的断裂早于所述第一脆弱部的断裂,在所述第二侧碰撞时,使所述第二脆弱部断裂的冲击负荷的下限值大于使所述第一脆弱部断裂的冲击负荷的下限值。

12.
  根据权利要求11所述的电动汽车,其特征在于,
所述第一支架在车宽方向上延伸设置;
所述第一脆弱部是在所述第一支架的朝向所述动力单元侧的侧面上沿上下方向延伸而形成的凹部。

13.
  根据权利要求11所述的电动汽车,其特征在于,
所述第一脆弱部形成在将所述动力单元连接在所述第一支架上的连接部和将所述第一支架连接在所述车身上的连接部之间。

14.
  根据权利要求11所述的电动汽车,其特征在于,
所述第二支架包括在车身前后方向延伸的臂构件;
所述第二脆弱部形成为使将所述臂构件连接在所述动力单元上的连接部和将所述臂构件连接在所述车身上的连接部在所述车辆的宽度方向上偏移。

说明书

电动汽车
技术领域
本发明涉及安装有动力单元和电池单元的电动汽车。
背景技术
在电动汽车中,为了提高可靠性、降低成本并缩短开发时间,往往会活用安装了内燃发动机的车辆的车身来安装由电动马达等构成的动力单元和作为电力源的电池单元。具体地,将车身前后方向的一端侧上形成的发动机室直接作为用于安装动力单元的动力单元室使用。并且,将电池单元安装在形成于车身中央的乘客室的地板下方。
通常,如日本特开平8-310252号公报(以下称作专利文献1)所披露的那样,电动汽车的动力单元使用从电池单元侧的动力单元的端部向侧面突出的第一支架以及从与电池单元相反侧的动力单元的端部向侧面突出的第二支架而支撑于动力单元室的骨架部上。更加具体地,这些第一以及第二支架各自的两端部支撑于动力单元室的骨架部的同时,在较两端部更加靠近内侧的位置上,动力单元分别支撑于第一以及第二支架上。
在这样的电动汽车的情况下,为了容易地确保像上述这样在车身的中央部和端部安装设备的空间,在结构上,动力单元和电池单元以相互邻接的位置关系安装在车身上的可能性高。特别地,电动汽车的行车里程在很大比例上依赖于安装的电池的电容量,从而存在想安装极其大的电池的需求。因此,很难使邻接安装在车身上的动力单元和电池单元间的间隙增大。
但是,在电动汽车中,如果由于安装了动力单元的一侧(第一侧)的碰撞而从车身的第一侧输入冲击负荷,则留下动力单元而仅仅是车身向比动力单元更靠近车身中央侧的电池单元强制位移。这时,由于动力单元通过第一以及第二支架支撑于车身上,所以动力单元被推向电池单元。但是,由于动力单元和电池单元之间的间隙小,所以一旦动力单元随车身的位移直接冲出,则动力单元与电池单元的端部激烈碰撞,可能给电池单元带来损伤。
并且,这时,车身和动力单元的相对位移引起的应力集中在第一及第二支架的跨度比较大的中央部分。因此,在第一及第二支架从该部分断裂的情况下,抑制了使动力单元向电池单元相对位移的作用。
但是,断裂了的第一及第二支架保持连接于动力单元的状态。因此,特别是位于电池单元侧的第一支架,在中央部断裂的支架部分的锐利的断裂部与电池单元的端部撞击,存在损伤电池单元的可能性。
在这种情况下,在汽车领域,考虑在第一支架上形成有脆弱部,使电池单元侧支架从特定位置断裂。然而,在电动汽车的情况下,如果仅仅是简单地形成脆弱部,并不能够防止上述那样的电池单元的损伤。
这是因为在电动汽车的没有安装动力单元的一侧(第二侧)碰撞时的动作与在先描述的安装了动力单元一侧(第一侧)的碰撞时的动作不同。也就是说,在电动汽车中,与第一侧的碰撞时不同,如果因第二侧的碰撞而从车身的第二侧输入冲击负荷,则由于动力单元的惯性,产生动力单元被向电池单元强制位移的动作。这时,与在第一侧的碰撞时不同,第一支架被要求设法尽可能地不断裂支架,并抑制动力单元向电池单元的相对靠近。
但是,若单纯地仅在第一支架上形成脆弱部,则反而当没有安装动力单元的第二侧碰撞时也会使第一支架容易断裂。因此,反而在没有安装动力单元的第二侧的碰撞时,动力单元容易与电池单元碰撞,结果容易对电池单元带来损伤。
日本专利文献:特开平8-310252号公报
发明内容
本发明鉴于上述课题而完成,本发明的目的是提供一种不管碰撞是来自于安装有动力单元一侧,还是来自于没有安装动力单元一侧,在任何一种情况下都可以抑制电池单元的损伤的电动汽车。
为了实现上述目的,本发明提供了一种电动汽车,包括:动力单元,配置在车辆前后方向的一端侧、即车身的第一侧,通过多个支架支撑在上述车身上,用于驱动上述车辆;以及电池单元,与上述动力单元邻接地配置在上述车身的前后方向中央侧,作为上述车辆的电力源,该电动汽车的特征在于,上述多个支架包括第一支架,用于支撑上述动力单元的上述电池单元侧的端部;上述第一支架在上述车辆的宽度方向上延伸,分别通过设置于两端部中的一个端部上的第一连接部和设置于两端部中的另一个端部上的第二连接部连接在上述车身上;上述动力单元在至少两个内侧连接部上与上述第一支架连接,上述至少两个内侧连接部比上述第一连接部和上述第二连接部更靠上述车辆的宽度方向的内侧;上述第一支架包括第一脆弱部,上述第一脆弱部分别位于上述第一连接部和最接近该第一连接部的上述内侧连接部之间、以及上述第二连接部和最接近该第二连接部的上述内侧连接部之间,在上述车辆前后方向碰撞时,如果向上述第一脆弱部施加超过规定大小的冲击负荷,上述第一脆弱部断裂,并且,上述第一脆弱部形成为在上述第一侧碰撞时受到比在第二侧碰撞时更小的冲击负荷就能够断裂,其中,上述第二侧是上述车辆的前后方向上的上述第一侧的相反侧。
在这样构成的电动汽车中,假设由于安装了动力单元的一侧、即第一侧的碰撞,从车身的第一侧施加冲击负荷。在这种情况下,第一支架的第一脆弱部被赋予了相对于来自车身的第一侧的冲击负荷容易断裂的特性。因此,第一支架从第一连接部和最靠近该第一连接部的内侧连接部之间、以及从第二连接部和最靠近该第二连接部的内侧连接部之间分别断裂,从而抑制了使动力单元向电池单元位移的作用。这时,第一支架通过上述两个第一脆弱部的断裂被分成三个部分。因此,由于只是在车身侧残留了从动力单元的支撑中解放出来的全长较短的支架部分,所以可以将电池单元与残留在车身侧的支架部分的断裂部之间碰撞的可能性抑制为较低。
另一方面,相反,假设由于在没有安装动力单元的一侧、即在车辆前后方向上的与第一侧相反侧的第二侧碰撞,从车身的第二侧施加冲击负荷。在这种情况下,第一支架的第一脆弱部被赋予了相对于来自车身的第二侧的冲击负荷难于断裂的特性。因此,第一侧支架不容易断裂,抑制了动力单元向电池单元的位移。据此,避免了动力单元和电池单元之间的破坏性碰撞。
因此,不管是在安装了动力单元的一侧碰撞,还是在没有安装动力单元的一侧碰撞,在任何一种情况下都可以抑制电池单元的损伤。只要将具有不同断裂特性的第一脆弱部用于第一支架即可获得同样的效果,对于不能确保电池单元和动力单元之间较大间隙的电动汽车尤为有效。
具体地,上述第一脆弱部可以是在上述第一支架的朝向上述动力单元侧的侧面上沿上下方向延伸而形成的凹部。
优选地,上述第一支架可以在上述第一连接部下方的面向上述电池单元的位置以及上述第二连接部下方的面向上述电池单元的位置分别具有朝上述电池单元突出设置的突出部。
优选地,上述第一支架可以通过分别构成上述第一连接部以及上述第二连接部的第一衬套弹性支撑在上述车身上的同时,通过分别构成上述内侧连接部的第二衬套弹性支撑上述动力单元。
在这样构成的电动汽车中,在由于第一侧的碰撞而从车身的第一侧施加冲击负荷,并且第一支架如上述这样从第一脆弱部断裂时,残留在车身侧的支架部分不仅全长较短,而且可以通过第一衬套自由活动。因此,即使是残留在车身侧的支架部分与电池单元抵接,该支架部分可以移动以避开电池单元,从而可以避免残留在车身侧的支架部分的断裂部和电池单元之间的破坏性碰撞。
更优选地,上述第一衬套各自的下端部可以位于比从邻接于上述下端部的上述电池单元的上表面降低了规定长度的位置高的位置。
优选地,上述第一支架可以具有挠曲抑制单元,上述挠曲抑制单元只在从上述第一侧输入有冲击负荷时抑制上述第二衬套的挠曲。
更具体地,上述挠曲抑制单元可以包括挠曲限制构件,上述挠曲限制构件一方面在从上述第二侧输入有冲击负荷时容许上述第二衬套挠曲,另一方面在从上述第一侧输入有冲击负荷时作为刚体与上述动力单元和上述第一支架两者抵接,从而抑制上述第二衬套的挠曲。
具体地,上述多个支架除了上述第一支架之外,还可以包括支撑上述动力单元的与上述电池单元相反侧的端部的第二支架。这时,优选上述第二支架设置有第二脆弱部,在上述第一侧碰撞时,上述第二脆弱部的断裂早于上述第一脆弱部的断裂,在上述第二侧碰撞时,使上述第二脆弱部断裂的冲击负荷的下限值大于使上述第一脆弱部断裂的冲击负荷的下限值。
在这样构成的电动汽车中,在因安装了动力单元的第一侧的碰撞而从车身的第一侧施加冲击负荷时,第二支架的第二脆弱部被赋予了相对于来自第一侧的冲击负荷比第一脆弱部更加容易断裂的特性。因此,这时第二支架的第二脆弱部因来自第一侧的冲击负荷首先断裂。由此,动力单元变成只是电池单元侧支撑于车身上的单侧支撑状态。结果,动力单元的与电池单元相反侧的端部因动力单元的自重下降。接着,被赋予相对于来自车身第一侧的冲击负荷容易继第二脆弱部之后断裂的特性的第一脆弱部断裂。由此,动力单元以倾斜的姿势从车身脱离。由于动力单元变为这样的倾斜姿势,所以例如即使动力单元会到达电池单元,动力单元也是边滑到电池单元上面边进行移动。其结果是,可以避免动力单元和电池单元之间的直接正面的破坏性冲突。
另一方面,在因没有安装动力单元的一侧、即第二侧的碰撞而从车身的第二侧施加冲击负荷时,第一脆弱部以及第二脆弱部被赋予相对于来自车身第二侧的冲击负荷难于断裂的特性。因此,除了第一支架之外,第二支架也不容易断裂,从而可以抑制动力单元向电池单元的位移。进一步地,如果从车身第二侧施加了过度的冲击负荷,则较第二脆弱部更容易断裂的第一脆弱部断裂以释放冲击能量,同时仅通过第二支架的支撑抑制动力单元向电池单元位移。
因此,不管是在安装了动力单元的一侧碰撞,还是在没有安装动力单元的一侧碰撞,在任何一种情况下都可以进一步可靠地抑制电池单元的损伤。
更具体地,上述第二支架可以包括在车身前后方向延伸的臂构件。这时,上述第二脆弱部也可以形成为使得将上述臂构件连接在上述动力单元上的第三连接部和将上述臂构件连接在上述车身上的第四连接部在上述车辆的宽度方向上偏移。
优选地,上述第二支架可以通过第三衬套连接在车身上。
或者,为了实现上述目的,本发明的电动汽车包括:动力单元,配置在车辆前后方向的一端侧、即车身的第一侧,用于驱动上述车辆;以及电池单元,与上述动力单元邻接地配置在上述车身的前后方向中央侧,作为上述车辆的电力源,该电动汽车的特征在于,包括:第一支架,用于将上述动力单元的上述电池单元侧的端部支撑于上述车身上;第一脆弱部,设置于上述第一支架上,形成为在上述第一侧碰撞时受到比在第二侧碰撞时更小的冲击负荷就能够断裂,其中,上述第二侧是上述车辆的前后方向上的上述第一侧的相反侧;第二支架,用于将上述动力单元的与电池单元相反一侧的上述动力单元的端部支撑于上述车身上;以及第二脆弱部,设置在上述第二支架上,在上述第一侧碰撞时,上述第二脆弱部的断裂早于上述第一脆弱部的断裂,在上述第二侧碰撞时,使上述第二脆弱部断裂的冲击负荷的下限值大于使上述第一脆弱部断裂的冲击负荷的下限值。
在这样构成的电动汽车中,假设由于安装了动力单元的一侧、即第一侧的碰撞,从车身的第一侧施加冲击负荷。这时,第二支架的第二脆弱部被赋予了相对于来自车身第一侧的冲击负荷比第一脆弱部更容易断裂的特性。因此,这时第二支架的第二脆弱部因来自第一侧的冲击负荷首先断裂。由此,动力单元变成只是电池单元侧支撑于车身上的单侧支撑状态。结果,动力单元的与电池单元相反侧的端部因动力单元的自重下降。接着,被赋予相对于来自车身第一侧的冲击负荷容易继第二脆弱部之后断裂的特性的第一脆弱部断裂。由此,动力单元以倾斜的姿势从车身脱离。由于动力单元变为这样的倾斜姿势,所以例如即使动力单元会到达电池单元,动力单元也是边滑到电池单元上面边进行移动。其结果是,可以避免动力单元和电池单元之间的直接正面的破坏性冲突。
另一方面,假设在因没有安装动力单元的一侧、即第二侧的碰撞而从车身的第二侧施加冲击负荷。这时,第一脆弱部以及第二脆弱部被赋予相对于来自第二侧的冲击负荷难于断裂的特性。因此,第一和第二支架不容易断裂,从而可以抑制动力单元向电池单元的位移。进一步地,如果从车身第二侧施加了过度的冲击负荷,则较第二脆弱部更容易断裂的第一脆弱部断裂以释放冲击能量,同时仅通过第二支架的支撑抑制动力单元向电池单元位移。
因此,不管是在安装了动力单元的一侧碰撞,还是在没有安装动力单元的一侧碰撞,在任何一种情况下都可以抑制电池单元的损伤。
具体地,上述第一支架可以在车宽方向上延伸设置。在这种情况下,上述第一脆弱部可以是在上述第一支架的朝向上述动力单元侧的侧面上沿上下方向延伸而形成的凹部。
优选地,上述第一脆弱部也可以形成在将上述动力单元连接在上述第一支架上的连接部和将上述第一支架连接在上述车身上的连接部之间。
并且,具体地,上述第二支架可以包括在车身前后方向延伸的臂构件。这时,优选上述第二脆弱部形成为使将上述臂构件连接在上述动力单元上的连接部和将上述臂构件连接在上述车身上的连接部在上述车辆的宽度方向上偏移。
附图说明
图1是示出了本发明的一个实施方式所涉及的电动汽车的安装了动力单元以及电池单元的后部侧的简要构成的纵截面图;
图2是示出了用于将动力单元安装到车身上的主要部分结构的立体图;
图3是示出了将动力单元支撑于车身上的支撑结构的简要平面图;
图4是示出了图3的支撑结构中所使用的后支架及其周边的分解立体图;
图5是示出了支撑动力单元的电池单元侧的端部的前支架及其周边的分解立体图;
图6是示出了图5的前支架的从第一衬套到与动力单元的连接部分的区域的平面图;
图7是示出了第一衬套的配置的立体图;
图8是示出了在安装了动力单元的一侧、即第一侧发生碰撞时、由冲击负荷引起的后支架的断裂状态的立体图;
图9是示出了在图8的状态下、断裂的后支架的平面图;
图10是将图8的状态和周边的机械和构件一起示出了的简要侧面图;
图11是示出了动力单元的姿势从图10的状态发生变化的状态的简要侧面图;
图12是示出了在安装了动力单元的一侧、即第一侧碰撞时、后支架断裂后前支架断裂的状态的立体图;
图13是示出了在图12的状态下前支架断裂了的第一脆弱部的平面图;
图14是示出了在第一侧碰撞时、前支架断裂后残留在第一衬套上的支架部分的要部立体图;
图15A是示出了在第一侧碰撞时、前支架断裂后第一衬套靠近电池单元的状态的简要侧面图;
图15B是示出了在图15A的状态后、第一衬套与电池单元抵接的状态的简要侧面图;
图15C是示出了在图15B的状态后、第一衬套滑到电池单元上面的状态的简要侧面图;
图16A是示出了在第一侧碰撞时、前支架断裂后动力单元和电池单元抵接的状态的简要侧面图;
图16B是示出了在图16A的状态后、动力单元滑到电池单元上的状态的简要侧面图;
图17是示出了在没有安装动力单元的一侧、即第二侧碰撞时动力单元的动作的简要侧面图;
图18是用于说明在第二侧碰撞时前支架的脆弱部的动作的平面图;以及
图19是用于说明在第二侧碰撞时后支架的作用的平面图。
具体实施方式
以下基于图1至图19,对本发明的一个实施方式所涉及的电动汽车进行详细说明。
图1是示出了电动汽车的后部侧的简要构成的纵截面图。在图1中,标记1表示车身。车身1在前后方向的最后部区域具有货厢2,在前后方向的中央区域具有乘客室3。标记4表示配设在车身1下面的一对侧板,侧板4构成车身1的骨架。如图2所示,两个侧板4在车宽方向以规定的间隔并列配置,并且通过乘客室3的地板的下面以及形成在比乘客室3的地板高的地点的货厢2的地板的下面,向车辆前后方向延伸。图1中的标记4a表示通过货厢2下方的后部分。
形成在货厢2的地板下面的车身最后部侧(车辆前后方向的一端侧、即第一侧)的空间形成动力单元室5。并且,在乘客室3的地板下面由两个侧板4、4围成的车身前后方向中央侧的空间形成电池单元收容室6。详细地,如图1所示的那样,电池单元收容室6由从设置在乘客室3后侧的后板(rear sheet)8下方一直连续到设置在乘客室3前侧的前板9下方的、侧板4、4之间的扁平的空间形成。也就是说,动力单元室5和电池单元收容室6在车辆前后方向邻接配设。
电池单元收容室6内以占据电池单元收容室6的空间的形式收容有电池单元10。电池单元10是电动汽车的电力源,具有在箱形的收容容器11内收容多个电池模块12的箱形结构。电池单元10的后端部面向动力单元室5。
如图2所示,在动力单元室5内,动力单元16与用于控制动力单元16的控制单元27以及安装这些单元的安装架30一同被收容。
如果更加详细地说明动力单元16的结构,则如图2所示,电动马达17和减速机18在车宽方向相互连接,进一步地,减速机18上连接有差动装置19。
其中,如图3以及图4所示,在从电动马达17向车身后侧突出的支撑板部17x上固定有臂状的后支架(第二支架)21,后支架21向后方延伸。后支架21的后方侧端部上设有第三衬套(第四连接部)20。具体地,如图3以及图4所示,第三衬套20包括形成在后支架21的后方侧端部的圆形的框部20b以及压入该框部20b内的筒形的衬套构件20a。并且,设置于后支架21的前方侧端部的基端部通过螺栓螺母22与支撑板部17x连接并紧固,第三衬套20向车身后方侧突出。
在电动马达17和减速机18的前方设置有在车宽方向延伸的前支架(第一支架)23。具体地,如图2、图3以及图5所示,前支架23包括一根臂构件,该臂构件横贯电动马达17以及减速机18的前侧端部、即动力单元16的电池单元侧端部的区域,并在车宽方向延伸。短的圆筒状的第二衬套24分别压入与该臂构件的两端部相比更靠近内侧部分的两个位置,构成与动力单元16的连接部(内侧连接部)。第二衬套24通过螺栓25安装在形成在电动马达17的壳体部分上的支撑座17a和形成在减速机18的壳体部分上的支撑座18a上。据此,动力单元16被臂构件弹性支撑。臂构件的两端部从动力单元16的侧面两端部沿车宽方向突出,在臂构件的两端部分别设置第一衬套26(第一以及第二连接部)。这些第一衬套26也与后支架21同样,包括分别形成在臂构件的两端部的圆形的框部26b以及压入该框部26b内的筒形的衬套构件26a。
如图2所示,控制单元27包括倒相(inverter)装置28a、控制装置28、DC/DC转换器(converter)29a以及充电装置29。倒相装置28a具有改变电动马达17的电源频率的功能,控制装置28根据车辆的运行状态控制倒相装置28a。
安装架30是构成车身1的一部分的构件。如图2以及图3所示,安装架30基本为U字形,包括向车身1的后侧平行延伸的一对侧板部31和连接该侧板部31的各后端部的后板部32。其中,一对侧板部31靠近电动马达17的端部和减速机18的端部并且在车身1的前后方向延伸。后板部32通过动力单元16的后方并在车宽方向上延伸。安装架30在各个侧板部31的端部设置前安装座34的同时,在后板部32设置后安装座35。如图2以及图3所示,通过这些前安装座34以及后安装座35,安装架30利用螺栓螺母37紧固到侧板4的各后部分4a、4a的下部和在后部分4a、4a之间形成的横梁部36的下部等。侧板4的各后部分4a、4a以及横梁部36形成动力单元室5的骨架。
如图1以及图2所示,在像这样地悬置在动力单元室5的骨架上的安装架30的上部、即侧板部31和后板部32上安装控制单元27。
并且,动力单元16像下述这样通过侧板部31和后板部32悬置。在动力单元16上如前述那样连接有前支架23以及后支架21。如图2以及图5所示,前支架23的各个第一衬套26通过螺栓螺母40支撑在固定于各侧板部31的一对安装支架39上。并且,如图2以及图4所示,后支架21的第三衬套20通过螺栓螺母42支撑在固定于后板部32的中央的安装支架41上。通过像这样地将前支架23以及后支架21支撑于安装架30上,从而将动力单元16悬置在安装架30上。
也就是说,动力单元16的电池单元侧端部及其相对侧的端部等动力单元16的各部分通过具有第一衬套26、第二衬套24以及第三衬套20的多个支架23、21而被弹性地支撑于车身1上。并且,通过设置第二衬套24而获得双重防振结构,从而防止了从电动马达17产生的高频振动向车身1传递。
为了抑制在车辆前后方向上的车身1的安装了动力单元16的一侧即第一侧碰撞(在本实施方式中为后部碰撞)以及在与此相反的没有安装动力单元16的一侧即第二侧碰撞(在本实施方式中为前部碰撞)的任一情况下电动马达17的损伤,对前支架23进行了仔细研究。
具体地,如图2、图3以及图5所示的那样,在前支架23上设置第一脆弱部48,第一脆弱部48在第一侧的碰撞时和第二侧的碰撞时分别具有不同的断裂特性。另一方面,如图2、图3以及图4所示的那样,在后支架21上设置第二脆弱部56,第二脆弱部56在第一侧的碰撞时和第二侧的碰撞时分别具有不同的断裂特性。
在此,针对第一脆弱部48进行具体说明。第一脆弱部48分别设置在两个第一衬套26中的一个(第一连接部)和最靠近该第一衬套(第一连接部)26的第二衬套24之间、以及两个第一衬套26中的另一个(第二连接部)和最靠近该第一衬套(第二连接部)26的第二衬套24之间的各支架部分23a上,也就是说,分别设置在图2中的点划线α的位置上。
这些第一脆弱部48中的每一个都具有如果施加了超过规定大小的冲击负荷便会断裂的特性。具体地,各第一脆弱部48具有如下的结构,即在安装了动力单元16的第一侧碰撞时,对于从车身1的第一侧、即从后部输入的冲击负荷容易断裂,相反地,在没有安装动力单元16的相反的第二侧碰撞时,对于从车身1的第二侧、即从前部输入的冲击负荷难于断裂。更加具体地,在第一脆弱部48上,如图3至图6所示,在支架部分23a的朝向动力单元16的侧面上形成有在上下方向上延伸的凹部,例如沟形的凹部49。
当像这样地在支架部分23a上形成有朝动力单元16侧开口的纵形的凹部49的情况下,可以获得以下那样的前支架23的特性。
当在安装了动力单元16的第一侧碰撞(后部碰撞)时,车身1由于该碰撞而强制位移的动作,从而在使沟形的凹部49的开口扩张的方向上施加弯曲应力,支架部分23a容易在凹部49处断裂。相反,在没有安装动力单元16的第二侧碰撞(前部碰撞)时,动力单元16由于该碰撞而强制位移的动作,从而在使沟形的凹部49的开口缩小的方向上施加弯曲应力,凹部49上难于发生断裂。如果将从车身1的第一侧、即从后部输入的冲击负荷作为P1,将从车身1的第二侧、即从前部输入的冲击负荷作为P2,根据这样的不同,在第一侧碰撞时,以远远小于冲击负荷P2的冲击负荷P 1引起前支架23的断裂。相反,在第二侧碰撞时,即使是很大的冲击负荷P2也不会引起前支架23的断裂。当然,只要这样的断裂控制是可能的,凹部49还可以是沟形以外的简单的凹陷等。
根据这样的断裂特性的不同,在安装了动力单元16的第一侧碰撞(后部碰撞)时,前支架23断裂,在车身安装用衬套26上残留全长较短的支架部分23a的一部分。据此,使得从动力单元16的支撑解放出来的支架部分23a的一部分和车身安装用衬套26避开电池单元10位移。相反,在没有安装动力单元16的第二侧碰撞(前部碰撞)时,尽量抑制前支架23的断裂,使动力单元16难于向电池单元10位移。
在安装了动力单元16的第一侧碰撞(后部碰撞)时,第二衬套24的挠曲妨碍了前支架23的断裂。为了改善这种情况,如图2、图3、图5以及图6所示,在前支架23上设置用于抑制第二衬套24的挠曲的挠曲抑制部(挠曲抑制装置)50。如上述这样动力单元16通过螺栓25支撑于前支架23,如图5以及图6所示,挠曲抑制部50包括在螺栓25的向电池单元10侧突出的头部和第二衬套24的端部之间组装入圆形的垫片(挠曲限制构件)51。垫片51是实质上的钢体,具有比第二衬套24大的外径。
如图6中的实线所示的那样,垫片51在通常保持为从前支架23离开的状态。如图13所示,如果从车身后部(安装了动力单元16的第一侧)输入冲击负荷P1,并且第二衬套24挠曲,则垫片51的外周端部和前支架23的侧部相碰,抑制了第二衬套24的进一步的挠曲。相反,对于从车身前部(没有安装动力单元16的第二侧)的冲击负荷P2,直接容许挠曲的产生。因此,仅在通过安装了动力单元16的第一侧的碰撞,冲击负荷从第一侧输入时,作为刚体的垫片51才与动力单元16和前支架23抵接,动力单元安装用衬套24的挠曲受到限制。其结果是,冲击负荷P1集中在凹部49。通过这样的挠曲的限制,前支架23的断裂受到控制,使得在前支架23位移到达电池单元10的期间前支架23的断裂适当进行。
并且,通过将垫片51设置在前支架23的电池单元10侧的面上,可以获得在后部碰撞时阻碍第二衬套24的弹性,而在前部碰撞时不阻碍第二衬套24的弹性的结构。其结果是,适当地控制了后部碰撞时及前部碰撞时等各模式下的前支架23的断裂。
如图7所示,在第一衬套26向电池单元10位移时,为了使第一衬套26容易滑到电池单元10上,尽量如箭头H所示的那样,使第一衬套26靠近安装架30的侧板部31定位,也就是说靠近侧板4定位。具体地,使各第一衬套26的下端部位于从电池单元10的上面下降了长度L的位置。在此,通过将L的长度抑制在规定值以下的尽量小的尺寸,从而使第一衬套26容易滑到电池单元10上。
进一步地,如图2、图5、图6以及图7所示的那样,为了使第一衬套26容易滑到电池单元10上,在前支架23端部的第一衬套26附近的下侧设置倾斜部53。具体地,如图7所示,倾斜部53包括从收容衬套构件26a的框部26b向电池单元10突出设置的圆弧状的突出部54。突出部54形成在面向电池单元10的框部26b的端面的与电池单元10的端部在上下方向上搭接的部分。在碰撞时第一衬套26位移并且与电池单元10抵接的情况下,首先突出部54与电池单元10抵接,第一衬套26和框部26b顺利前倾。据此,第一衬套26和框部26b变得容易滑到电池单元10上。
另一方面,如图2、图3以及图4所示,在后支架21上且在连接于动力单元16的安装部(第三连接部)S(仅示于图3中)和第三衬套(第四连接部)20之间设置有第二脆弱部56。如图3所示,第二脆弱部56包括偏移部57,其中,偏移部57是通过将后支架21的中间部斜地弯曲而形成,连接到动力单元16的安装部S和车身安装用衬套20的位置例如在车宽方向上偏移。通过这样的结构,如果因安装了动力单元16的第一侧的碰撞而从车身1的第一侧输入冲击负荷,则在偏移部57上因车身1的强制位移而产生大的弯曲力矩。结果,容易进行后支架21的断裂。并且,如果因未安装动力单元16的第二侧的碰撞而从车身1的第二侧输入冲击负荷,则由于动力单元16强制位移使得偏移部57向伸展方向变形,所以后支架21不容易断裂。也就是说,后支架21也确保了相对于安装了动力单元16的第一侧的碰撞容易断裂,而相对于没有安装动力单元16的第二侧的碰撞难于断裂的断裂特性。图3中的标记F表示偏移部57的偏移量。
为了确保所要求的断裂特性和必要的刚性强度,在后支架21上使用容易改变刚性强度的结构。具体地,如图4所示,后支架21包括框形的框架21a。通过使框架21a的中间部分沿车宽方向倾斜,从而使安装部S和第三衬套20在车宽方向上偏移,在框架21a上加入各种肋材58。根据这样的结构,连接有动力单元16的安装部S和第三衬套20所位于的部分的刚性强度提高,且中间部分的刚性强度降低。
通过后支架21的结构以及偏移部57的设置等,第二脆弱部56具有在因安装了动力单元16的第一侧的碰撞而从车身1的第一侧输入冲击负荷时,比前支架23上的第一脆弱部48更快断裂的断裂特性。相反,在因未安装动力单元16的第二侧的碰撞而从车身1的第二侧输入冲击负荷的情况下,第二脆弱部56具有如果不是大于可使第一脆弱部40断裂的最小冲击负荷的冲击负荷则不会断裂的断裂特性,也就是说,具有比第一脆弱部40更难于断裂的断裂特性。
通过这样设置第一脆弱部48和第二脆弱部56,在安装了动力单元16的第一侧的碰撞或者没有安装动力单元16的第二侧的碰撞时都抑制了电池单元10的损伤。
另外,图1、图10、图11以及图17中所示的标记59表示通过没有图示的轴连接到差动装置19的后轮。
接着,参照图8至图19说明电动汽车碰撞时的动作。
例如,假设其他车辆从停止的电动汽车的后方碰撞该电动汽车的后端部(从安装了动力单元16的第一侧碰撞,即后部碰撞)。
在后部碰撞的时候,如图1中箭头所显示的,超出了规定大小的冲击负荷P1从安装了动力单元16的一侧、第一侧输入电动汽车。冲击负荷P1向位于后侧的靠近碰撞场所的安装支架41和侧板4的后端输入。
这时,车身1由于后部碰撞的冲击而向前方强制位移。同时,因惯性而想保持原有状态的动力单元16也通过各支架21、23而施加有使其向前方位移的冲击力。
在此,在后支架21、前支架23上设有凹部49或偏移部57作为脆弱部。这时,偏移部57被赋予了对于从车身1的后部输入的冲击负荷最容易断裂的特性。因此,如图8至图10所示的那样,偏移部57因由所输入的冲击负荷P 1产生的弯曲力矩M(如图9所示)而断裂。也就是说,在后部碰撞时出现后支架21首先在偏移部57处断裂的动作。
据此,动力单元16失去了车身前后方向的后侧的支撑,成为仅仅前侧被支撑的状态。于是,如图11所示,由于动力单元16的自重,动力单元16的后侧以前侧为支点下降。其结果是,动力单元16变成后侧降低的倾斜姿势。
这时,如图10中的箭头所示的那样,侧板4以及安装架30由于输入的冲击负荷P1向前方强制位移,同时留下因惯性而想保持原有状态的动力单元16。因此,在前支架23上产生由与侧板4一起强制位移的第一衬套26和想保持原有状态的动力单元16的动作所带来的弯曲应力。
在此,如图6所示,在第二衬套24和第一衬套26之间的支架部分23a上形成有指定断裂位置的第一脆弱部、即凹部49。而且,凹部49形成为朝向相对于这时产生的弯曲力矩容易断裂的方向。如果前支架23因侧板4以及安装架30的强制位移而位移,则前支架23和垫片51相碰,限制了第二衬套24的挠曲。因此,如所示,由于冲击负荷P1高效地传递到凹部49,所以应力集中于凹部49,凹部49向使开口扩张的方向变形。由于这样的使向开口扩张方向的弯曲变形容易引起断裂,所以支架部分23a立即在凹部49处断裂。其结果是,如图12所示,前支架23分割成中间部分和左右两侧三个部分。由于这种断裂,动力单元16从车身1脱离。并且,如图14所示,在正强制位移的车身1侧残留了第一衬套26和断裂了的支架部分23b。
这时,如图14所示,残留在第一衬套26侧的支架部分23b全长较短,成为从动力单元16的支撑解放出来的自由活动状态。因此,例如如图14中的双点划线所示,支架部分23b在向电池单元10位移时,或滑到电池单元10上面,或者如未图示地从电池单元10的侧面避开。由此,避免了断裂的支架部分23b或者支架部分23b前端的锐利的断裂部23c和电池单元10之间的破坏性碰撞。
由于第一衬套26自身也从动力单元16的支撑解放出来而成为自由活动状态,所以可以避免第一衬套26和电池单元10之间的破坏性碰撞。基于图15A至图15C说明这时的第一衬套26的动作。
如图15A所示,如果成为自由活动状态的第一衬套26随侧板4的强制位移而靠近电池单元10的端部,则如图15B所示的那样,存在于框部26b的下侧部分(螺栓贯穿位置的下侧)的突出部54与电池单元10端部的上段部分抵接。这样,第一衬套26被电池单元10推动而倾斜。由此,第一衬套26从电池单元10的端部被牵拉至上面。如图15C所示,由于第一衬套26随着该牵引一边倾斜一边滑到电池单元10上面,所以回避了第一衬套26和电池单元10之间的破坏性碰撞。
另一方面,如图16A所示,从车身1脱离的动力单元16保持电池单元侧(前侧)高、其相反侧(后侧)低这样的容易滑到电池单元10上的后倾姿势向电池单元10位移。这样,如图16A所示,动力单元16的倾斜的下面部抵接于电池单元10的端部上段。由此,赋予了动力单元16向上方的动作。于是,如图16B所示,由于动力单元16位移以滑到电池单元10上面,所以回避了动力单元16和电池单元10之间的破坏性碰撞。
这样,在安装了动力单元16的第一侧碰撞时,抑制了动力单元16和电池单元10之间的碰撞。并且,还避免了断裂的支架部分23b、在相同支架部分23b前端产生的锐利的断裂部23c或者第一衬套26与电池单元10之间的破坏性碰撞。
并且,与上述碰撞相反,例如在行驶中的电动汽车的前部和前方物体碰撞的情况下(没有安装动力单元16的第二侧的碰撞、即前部碰撞的情况下),也可以通过凹部49和偏移部57抑制动力单元16和电池单元10之间的碰撞。下面说明该前部碰撞时的动作。
如图17中箭头所示的那样,在前部碰撞时,从没有安装动力单元16的一侧、即第二侧向电动汽车输入超出了规定大小的冲击负荷P2。于是,如图17中的箭头所示,动力单元16因动力单元16的惯性而向电池单元10强制位移。
在此,在后支架21和前支架23上设置有凹部49和偏移部57作为脆弱部,凹部49形成为朝向相对于从车身1前部输入的冲击负荷难于断裂的方向,与凹部49相比,偏移部57被赋予了对于在牵拉方向作用的冲击负荷更难于断裂的特性。因此,如图18所示,随动力单元16的强制位移,动力单元16与前支架23碰撞,即使冲击负荷P2施加到凹部49,凹部49也只是向缩小开口的方向变形而不会断裂。并且,如图19所示,偏移部57也只是向拉直方向的变形而难于断裂。通过这样的动作,抑制了动力单元16向电池单元10的位移。
如上述那样,在因后部碰撞而向车身1输入冲击负荷P 1时,虽然垫片51阻碍了第二衬套24的位移,但是在这样的因前部碰撞而向车身1输入冲击负荷P2时,垫片51不阻碍第二衬套24的位移。因此,从动力单元16向前支架23传递的负荷被第二衬套24抑制,并且可以延迟负荷向前支架23传递。
当过大的冲击负荷P2输入车身1时,前支架23从凹部49断裂,之后,后支架21的偏移部57断裂。通过这样的动作,尽量抑制了动力单元16向电池单元10位移。
这样地,在没有安装动力单元16的第二侧碰撞时,抑制了动力单元16和电池单元10之间的碰撞。
因此,在本实施方式的电动汽车中,由于与车辆前后方向上的碰撞方向相应的第一脆弱部48的断裂特性不同,因此,不管是在安装了动力单元16的第一侧碰撞,还是在没有安装动力单元16的第二侧碰撞,在任何一种情况下都可以抑制以动力单元16的移动为主要原因的电池单元10的损伤。
特别地,由于第一脆弱部48形成在作为将动力单元16连接在前支架23上的连接部(第三连接部)的第二衬套24和作为连接于车身1的连接部(第一以及第二连接部)的车身安装用衬套26之间,所以断裂的支架部分23b全长较短并也从动力单元16的支撑解放出来。因此,容易回避支架部分23b前端的锐利的断裂部23c和电池单元10之间的碰撞,还可以防止断裂部23c对电池单元10的损伤。
这样的效果可以在将电池单元10和动力单元16沿车辆前后方向并排设置的电动汽车上获得,特别是对于不能够确保电池单元10和动力单元16之间较大的间隙的电动汽车效果更为明显。
并且,由于第一脆弱部48仅仅通过在前支架23的动力单元侧的侧面上形成凹部49就可以获得必要的断裂特性,所以结构极其简单。
而且,由于在安装了动力单元的第一侧碰撞时通过垫片51限制了第二衬套24的挠曲,所以可以在前支架23到达电池单元10之前使前支架23断裂,而不会对第二衬套24的弹性产生影响。并且,由于仅仅使用垫片51限制挠曲,所以结构极其简单。
进一步地,由于垫片51设置在前支架23的电池单元侧的侧面上,所以前部碰撞时不会阻碍由第二衬套24的弹性产生的延迟负荷施加在前支架23上的效果。
并且,由于第一衬套26上采用了尽量抑制位于电池单元10的上表面下方的部分的结构,所以在来自安装了动力单元16的第一侧的碰撞时,可以容易地使第一衬套26滑到电池单元10上面。并且,由于在第一衬套26的下侧形成有向电池单元10突出的突出部54,所以可以更容易地使第一衬套26滑到电池单元10上面。
另外,由于在后支架21上形成有与前支架23的凹部49断裂特性不同的偏移部57(第二脆弱部56),所以与凹部49(第一脆弱部48)配合,在安装了动力单元16的第一侧碰撞时可以得到动力单元16充分避开电池单元10这样的动力单元16的动作。并且,在没有安装动力单元16的第二侧碰撞时,可以使动力单元16呈现更难于与电池单元10碰撞的动作。因此,可以更加切实地抑制电池单元10的损伤。
需要说明的是,本发明并不局限于上述实施方式,在不脱离本发明主旨的范围内可以有各种变形实施。例如,在上述实施方式中,举出了在车身后端侧安装动力单元、在车身中央侧安装电池单元的电动汽车的例子,但是,动力单元和电池单元的配置并不限定于此。例如,本发明还可以适用于在车身前端侧安装动力单元、在车身中央侧安装电池单元的电动汽车。
并且,在上述实施方式中,还可以在电池单元的动力单元安装侧进一步设置金属板等加强构件,以更加强化安全性。

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本发明提供一种电动汽车。在电动汽车上设置有在车宽方向上延伸的第一支架(23),用于支撑动力单元(16)的电池单元(10)侧的端部。第一支架(23)通过设置于两端部中的一个端部上的第一连接部(26)和设置于两端部中的另一个端部上的第二连接部(26)连接在车身上,动力单元(16)通过至少两个内侧连接部(24)与所述第一支架(23)连接,至少两个内侧连接部(24)比第一以及第二连接部(26,26)更靠近。

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