专利名称：车辆充电口结构的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种用于使用电动机作为驱动动力源的车辆的车辆充电口结构。更具体地，本发明涉及一种位于车辆的前端部的车辆充电口。
背景技术：
在诸如混合动力车辆和电动车辆这样的使用电动机作为动力源的车辆中，有些车辆使用外部电源给作为电动机的动力源的车载电池充电。这些车辆中的一些具有配置在车体的车辆前端部用于接收外部电源的充电插头或者连接器的充电口。日本特开第 2000-0856 号公报公开了具有这样的充电口的车辆的一个例子(见图4)。车载电池通过将充电插头插入充电口并从外部电源汲取电力来充电。在日本特开第2000-0856 号公报中，充电口通过盒子状的充电支撑部被安装在车体的车辆前端部。该盒子状的充电支撑部传统上利用宽度方向两侧的托架被安装到车体的上横梁。另外，盒子状的充电支撑部的后端也被安装到车体。更具体地，支撑柱(support stay)被配置成跨接于上横梁和下横梁之间，使得盒子状的充电支撑部的后端通过托架安装到该支撑柱。
发明内容
已经发现，在日本特开第2000-085626号公报中说明的传统的支撑结构中，因为支撑刚性太高可能出现问题。现在将讨论一些关于充电口安装结构(充电口结构)的设计考虑。首先，充电口结构将典型地具有在正常使用时可靠地支撑充电口的最小的安装(支撑)刚性。其次，当有人将充电插头或者连接器插入到充电口和从充电口移除时，很少会将该充电器以笔直的方式插入到充电口或者从充电口移除。当插入或移除充电插头时，即使很熟练的人通常也会施加一定程度的未对准的插入/移除力。充电口支撑结构必须能够吸收这样的未对准的插入/移除力。再次，车体的车辆前端部通常设置有可压变形区域(crushable region)，在前部碰撞中该可压变形区域塌陷以吸收冲击能量并且防止车体的变形到达乘客室。当充电口结构设置在车体的前方可压变形区域时，优选地，充电口结构被构造成可压变形，使得充电口结构能够起到吸收冲击能量的作用。如之前提到的，诸如上述日本特开第2000-085626号公报中所公开的传统的充电口结构，充电支撑部的安装(支撑)刚性典型地过高。结果，虽然能够满足第一设计考虑， 但不能够满足第二和第三设计考虑。当通过充电口结构不能满足第二设计考虑时，施加到充电插头的未对准的插入/移除力不能通过支撑结构吸收。相反，未对准的插入/移除力被直接传送到充电口。这样，充电口的使用寿命被缩短。当通过充电口结构不能够满足第
3三设计考虑时，充电口结构不能安装到车体的前部的可压变形区域。这样，充电口结构的布置自由度被限制。同时，如果忽略第三设计考虑，并且无论如何将充电口结构安装在可压变形区域，那么充电口结构在前部碰撞中不是可压变形的，并且可压变形区域的冲击能量吸收功能会被劣化。本公开的一个目的是提供一种车辆充电口结构，该车辆充电口结构满足前面提到的设计考虑并且解决了上面说明的问题。考虑到已知技术的状况，本公开的一个方面是提供一种车辆充电口结构，该车辆充电口结构主要包括车体、充电口支撑构件，以及电力充电口。该车体包括车辆前端部。该充电口支撑构件被支撑在车辆前端部。该充电口支撑构件包括构造和配置成在前部冲击过程中朝向车辆前端部的支撑结构变形以及变形到布置在车辆前端部的支撑结构的前方的能量吸收区域的能量吸收结构。电力充电口被安装到充电口支撑构件，该电力充电口被构造成用于接收电力充电连接器。
现在参考构成本发明原始公开的一部分的附图图1是配备有根据一个示出的实施例的充电口结构的车辆的车体的前部的简化的立体图；图2是图1中图示的安装有充电口的车体的前部的简化的左视图；图3是类似于图2但是移除了充电口以说明发生在插入充电插头和/或从充电口移除充电插头时的未对准的插入/移除力的放大的、简化的左视图；图4是类似于图2但是移除了充电口以说明当前部碰撞力施加到充电口结构时充电口结构如何被压变形的放大的、简化的左视图。
具体实施例方式现在，将参照附图解释所选择的实施例。提供下面的实施例的说明仅用于解释说明，并不是为了限制发明由所附的权利要求及它们的等同方案限定本发明的目的，从本公开得出这些对于本领域内技术人员是显而易见的。首先参考图1，所示出的车辆V具有根据一个示出的实施例的车辆充电口结构。在该图中，箭头FR指示车辆V的车辆前方，箭头UP指示车辆V的上方，以及箭头WD指示车辆 V的车辆宽度方向。车辆充电口结构包括车辆V的车体B的前端部的一部分。车辆前端部也包括诸如发动机罩、一对翼子板(fender)、前保险杠、前端模块、前仪表板等各种传统的部件。如图1和图2所示，车体B是组合体，其中它的主体和它的车架被一体化为一个单元。所以，车体B不是主体安装在车架上的结构。然而，按照需要和/或期望，车辆充电口结构能够与主体安装在车架上的结构一起使用。车体B的车架包括前下围板1，左前纵梁2、右前纵梁3和一对横向连接件4 (仅示出一个)。如图1所示，车体B的车架还包括下横梁5、 上横梁6和竖直保持件7。横梁5和6以及竖直保持件7构成车体B的车辆前端部的支撑结构。横梁5和6是沿车辆V的宽度方向延伸的在长度方向上间隔开的可变形的构件。横梁5和6构造成使得在前部冲击的情况下每一个横梁5和6的有效柱长(column length)CN 102548788 A被减小。左前纵梁2和右前纵梁3在它们的前端通过下横梁5从下方以及通过上横梁6从上方被连接在一起。竖直保持件7被配置成跨接在横梁5和6之间。横梁5和6以及竖直保持件7为形成车体B的前端部的结构骨架构件的刚性金属构件。在该示出的实施例中，除车辆V的车体B的前端部外，车辆充电口结构还包括作为充电口支撑构件的支撑板11。支撑板11(充电口支撑构件)被支撑在车体B的车辆前端部以形成沿车辆的宽度方向WD取向的无阻碍空间或者开放的能量吸收区域12。在该示出的实施例中，支撑板11靠近作为前部碰撞可压变形区域的车体B的前端设置。更具体地，例如，在左前纵梁2和右前纵梁3之间的中央位置，支撑板11被配置在左前纵梁2和右前纵梁3的前方。左前纵梁2和右前纵梁3是以传统的方式通过沿车辆的长度方向塑性地变形来吸收冲击能量的形成可压变形区的能量吸收结构(前部碰撞可压变形结构)。另外，由于支撑板11具有无阻碍空间或者开放的能量吸收区域12，充电口结构自身在前部碰撞中是可压变形的，从而不会劣化可压变形区域的冲击能量吸收功能。所以，充电口结构能够安装在车体B的前部的可压变形区域。增大关于充电口结构的布置的自由度，并且能够满足前面提到的第三点设计考虑。在该示出的实施例中，支撑板11 (充电口支撑构件)具有水平的上壁部11a、下端部lib和跨接在水平的上壁部Ila和下端部lib之间的充电口安装壁部11c。在该示出的实施例中，部IlaUlb和Ilc通过将单一的金属板冲压成期望的形状而形成为单件、整体构件。支撑板11被构造和配置成使得支撑板11的最前部比横梁5和6以及竖直保持件7的最前部靠前。上壁部Ila和下端部lib被支撑在车体B的车辆前端部以形成沿车辆的宽度方向 WD取向的无阻碍空间或者开放的能量吸收区域12。特别地，当沿车辆的长度方向观察时， 无阻碍空间或者开放的能量吸收区域12位于充电口安装壁部Ilc的后方并与充电口安装壁部Ilc对齐。特别地，在该示出的实施例中，如图2所示，支撑板11、上横梁6(车体骨架构件)和竖直保持件7 (车体骨架构件)一起限定无阻碍空间或者开放的能量吸收区域12。 无阻碍空间或者开放的能量吸收区域12防止支撑板11的安装刚性(车体支撑刚性)太高同时允许提供最小的必需的安装刚性(车体支撑刚性)。在该示出的实施例中，无阻碍空间或者开放的能量吸收区域12延伸过支撑板11的整个宽度以及支撑板11的整个高度。上壁部Ila和下端部lib构成被构造和配置成在前部冲击过程中变形到无阻碍空间或者开放的能量吸收区域12内以及朝向车辆前端部的能量吸收结构。换言之，支撑板 11 (充电口支撑构件)通过在前部冲击过程中塑性地变形到无阻碍空间或者开放的能量吸收区域12内的能量吸收结构(例如，上壁部Ila和下端部lib)被支撑在车体B的车辆前端部。这样，车辆充电口结构在前部碰撞过程中通过塑性变形来吸收能量。在该示出的实施例中，与横梁5和6的变形阈值相比，支撑板11上具有较低的塑性变形阈值，所以由于通过支撑板11施加到横梁5和6的向后方向的力，支撑板11先于横梁5和6变形。同样，与竖直保持件7的变形阈值相比，支撑板11具有较低的塑性变形阈值，所以由于通过支撑板11 施加到竖直保持件7的沿向后方向的力，支撑板11先于竖直保持件7变形。这样，支撑板 11能够在前部碰撞过程中或者施加异常大负载时通过可压变形而可靠地吸收冲击能量。如图1所示，支撑板11的上壁部1 Ia具有缺口 1 ld，所以上壁部1 Ia具有取向为在车辆V的长度方向上朝后方开口的大体C形状。换而言之，上壁部1 Ia具有一对朝后延伸的限定缺口 Ild的腿lie和llf。腿lie和Ilf通过一对螺栓13紧固到上横梁6 (车体骨架构件)。支撑板11的下端部lib通过一对螺栓14紧固到竖直保持件7 (车体骨架构件)。 这样，支撑板11(充电口支撑构件)的能量吸收结构(例如，上壁部Ila和下端部lib)在被隔开的且位于形成三角形的顶点的位置的三个安装部位处被安装到车辆前端部。在该示出的实施例中，跨接在支撑板11的水平的上壁部Ila和下端部lib之间的充电口安装壁部 Ilc配置成使得充电口安装壁部Ilc朝向后上方倾斜，即，使得上壁部Ila和充电口安装壁部Ilc之间的交角θ (见图2)为钝角θ。在该示出的实施例中，除车体B的前端部和支撑板11外，车辆充电口结构15还包含至少一个电力充电口 15。电力充电口 15被安装到支撑板11(充电口支撑构件)，电力充电口 15被构造成用于接收电力充电连接器(未示出)。特别地，充电口安装壁部Ilc具有一对用于安装两个充电口 15的充电口安装开口 Ilg(在图2中仅示出一个)。充电口 15 彼此相邻地水平配置。充电口 15中的一个被构造成用于低速充电(例如，使用100V或者 200V电源)，而充电口 15中的另一个被构造成用于相对于低速充电能够在短的时间内完成的高速充电(例如，使用400V电源)。在根据该实施例的充电口结构中，充电口 15被安装到支撑板11，该支撑板11被安装到上横梁6 (车体骨架构件)和竖直保持件7 (车体骨架构件)。车辆V的车载电池(未示出)通过将外部电源的充电插头或者连接器插入到充电口 15中的一个以及从外部电源供应电力而充电。当车载电池被充满或者达到预定的充电状态时，充电自动地或者手动地停止，并且充电插头从充电口 15撤回。在根据该实施例的充电口结构中，充电口 15通过带有部分地布置在无阻碍空间或者开放的能量吸收区域12内的充电口 15的支撑板11(支撑构件)而安装到上横梁6 (车体骨架构件)和竖直保持件7 (车体骨架构件)。无阻碍空间或者开放的能量吸收区域12防止充电口 15的安装刚性(车体支撑刚性)太高并且允许提供最小的必需的安装刚性(车体支撑刚性)。支撑板11 (充电口支撑构件)的能量吸收结构(例如，上壁部Ila和下端部lib)同样由于在充电插头的插入和/ 或移除期间施加到充电口安装壁部Ilc的未对准的插入/移除力而弹性地变形。这样，车辆充电口结构通过弹性地变形吸收充电插头插入到一个充电口 15或者从一个充电口 15中移除时施加的未对准的插入/移除力。换言之，由于车辆充电口结构具有无阻碍空间或者开放的能量吸收区域12，由充电插头施加的未对准的插入/移除力能够通过支撑板11的弹性变形而吸收，从而未对准的插入/移除力不会导致充电口 15的使用寿命减少。由于支撑板11 (支撑构件)被构造成具有沿车辆的宽度方向取向的无阻碍空间或者开放的能量吸收区域12，该实施例同样达到其它的操作效果。如图2中的实心箭头所示， 如果充电插头被插入到充电口 15或者从充电口 15中移除(见图2)，那么充电插头以零插入/移除力被插入或者移除。然而，不总是发生这种情况。当充电插头被插入到充电口 15 或者从充电口 15中移除时(见图2)，充电插头的插入/移除力可能会偏离由图3中的空心箭头所指示的笔直方向。在这一情况下，如图3所示，未对准的插入/移除力沿图3中的虚线箭头所指示的方向作用在充电插头上，未对准的插入/移除力能够通过支撑板11的弹性变形而被吸收。结果，充电口 15的车体支撑部刚性不是太高并且未对准的插入/移除力不完全由充电口 15(见图幻承担从而能够避免充电口 15的使用寿命的缩短。这样，通过该示出的实施例的车辆充电口结构能够满足前面提到的第二个设计考虑。
由于类似的理由，如图4所示，在车辆的前部碰撞过程中支撑板11能够容易地由前冲击负载α压变形，使得实现冲击能量吸收功能。在该示出的实施例中，如图4所示，支撑板11塑性地变形，使得支撑板11响应前部冲击力朝上和朝后运动。这样，根据该实施例的车辆充电口结构能够配置在车体B的车辆前端部的可压变形区域，S卩，横向连接件4前方的部分。换言之，能够增加充电口结构的布置自由度从而能够满足前面提到的第三点设计考虑。结果，利用根据该实施例的充电口结构，充电口结构甚至能够靠近车体B的车辆前端部的前端安装，使得充电插头能够在车辆V的前方容易地插入到充电口 15或者从充电口 15 中移除。如前面所说明的，根据该实施例的车辆充电口结构能够配置在位于横向连接件4 的前方的车体B的前方可压变形区域。然而，由于车辆充电口结构提供了用于充电口 15的最小的需要的安装刚性(车体支撑刚性)，充电口结构配置在位于横向连接件4的后方的车体B的车辆前端部的非可压变形区域同样是可接受的。如图1到图4所示，当支撑板11的上壁部Ila由于矩形的缺口 Ild的形成而呈大体C形状，以及腿lie和Ilf通过螺栓13被安装到上横梁6，并且支撑板11的下端部lib 通过螺栓14被安装到竖直保持件7 (车体骨架构件)时，能够更加肯定地满足前面提到的第二点和第三点设计考虑。另外，如图1到图4所示，当跨接在支撑板11的上壁部Ila和下端部lib之间的充电口安装壁部Ilc被配置成使得充电口安装壁部Ilc朝向后上方倾斜，即，使得上壁部Ila 和充电口安装壁部Ilc之间的交角θ为钝角θ时，能够更加肯定地满足前面提到的第二点和第三点设计考虑。由于充电口安装壁部Ilc朝向后上方倾斜，充电口 15的插入孔同样能够如图2中所示地指向上方，这对插入和移除充电插头是方便的。在图1到图4所示的充电口结构中，支撑板11具有大体U形(开口的)截面，并且当支撑板11被安装到车体B的车辆前端部时，无阻碍空间或者开放的能量吸收区域12 由支撑板11、上横梁6 (车体骨架构件)和竖直保持件7 (车体骨架构件)限定。结果，充电口结构价格不贵，且包含最小数量的新增部件，引起重量上的增加量最小，并且达到在这之前提到的各种其它的操作效果。在图1到图4所示的充电口支撑结构中，无阻碍空间或者开放的能量吸收区域12 由支撑板11、上横梁6 (车体骨架构件)和竖直保持件7 (车体骨架构件)限定。然而，通过将支撑板11构造成具有闭合的横截面形状(例如，大体的环形或者矩形横截面)使得支撑板独自限定沿车辆的宽度方向WD取向的无阻碍空间或者开放的能量吸收区域12，以及将支撑板在与图1到图4中所绘出的区域类似的区域中安装到车体骨架构件，能够得到前面说明的相同的操作效果。在理解本发明的范围时，这里使用的术语“包括”及它的派生词，应理解为开放式的术语，该术语指定存在所说明的特征、元件、组成部件、组、整体和/或步骤，但是不排除存在其它未说明的特征、元件、组成部件、组、整数和/或步骤。前述解释同样适用于诸如 “包含”，“具有”和它们的派生词等具有类似含义的词。同样在这里使用的为说明以上实施例的，如下的指向术语“前、后、上、下、竖直、水平、下方和宽度方向”以及任何其它类似的方向性术语涉及安装有车辆充电口结构的车辆的这些方向。相应地，用于说明本发明的这些术语应该相对于安装有车辆充电口结构的车辆来解释。
然而仅选择的实施例被选取用于解释本发明，从本公开内容，在不脱离本发明的如所附的权利要求限定的范围的情况下能够做出各种改变或者变型对于本领域技术人员是显而易见的。区别于现有技术的各特征独自或者与其它特征结合，并且包括由这样的特征所体现的结构的和/或功能的概念，同样应当被考虑为对进一步的发明的单独说明。所以，提供前述的根据本发明的实施例的说明仅用于解释说明，并不是为了限制由所附的权利要求及它们的等同方案所限定本发明的目的。
权利要求
1.一种车辆充电口结构，该结构包括车体，其包括车辆前端部；被支撑在所述车辆前端部的充电口支撑构件，该充电口支撑构件包括能量吸收结构， 该能量吸收结构被构造和配置成在前部冲击过程中朝向所述车辆前端部的支撑结构变形以及变形到布置在所述车辆前端部的支撑结构的前方的能量吸收区域；被安装到所述充电口支撑构件的电力充电口，该电力充电口被构造成用于接收电力充电连接器。
2.根据权利要求1所述的车辆充电口结构，其特征在于，所述能量吸收结构和所述车辆前端部被配置成形成作为所述能量吸收区域的无阻碍空间，该无阻碍空间沿车辆的宽度方向取向，该无阻碍空间位于所述充电口支撑构件的后方，并且当沿车辆的长度方向观察时，该无阻碍空间与所述充电口支撑构件对齐。
3.根据权利要求1或2所述的车辆充电口结构，其特征在于，所述能量吸收结构在被隔开且位于形成三角形的顶点的位置的三个安装部位处被安装到所述车辆前端部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆充电口结构，其特征在于，所述车辆前端部的支撑结构包括至少一个安装所述能量吸收结构的车体骨架构件。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆充电口结构，其特征在于，所述能量吸收结构包括上壁部，该上壁部具有一对朝后延伸并且限定在车辆的长度方向上朝后开口的缺口的腿部，所述腿部的自由端被安装到所述车辆前端部的支撑结构。
6.根据权利要求5所述的车辆充电口结构，其特征在于，所述能量吸收结构还包括下端部，该下端部被安装到所述车辆前端部的支撑结构。
7.根据权利要求6所述的车辆充电口结构，其特征在于，所述充电口支撑构件包括跨接在所述上壁部和所述下端部之间的充电口安装壁，该充电口安装壁在车辆的长度方向上朝后上方倾斜。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的车辆充电口结构，其特征在于，支撑板在车体的车辆前端部的前部碰撞可压变形结构的前方位置被安装到所述车辆前端部的支撑结构，该前部碰撞可压变形结构在前部冲击过程中在车辆的长度方向上朝后变形以吸收能量。
9.根据权利要求8所述的车辆充电口结构，其特征在于，所述支撑板在车体的车辆前端部的前部碰撞可压变形结构的前端附近被安装到所述支撑结构。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的车辆充电口结构，其特征在于，所述充电口支撑构件和所述能量吸收结构一体地成形为安装到所述车辆前端部的单件支撑板。
全文摘要
一种车辆充电口结构，其设置有车体(B)、充电口支撑构件(11)以及电力充电口(15)。车体(B)包括车辆前端部。该充电口支撑构件(11)被支撑在车辆前端部。充电口支撑构件(11)包括被构造和配置成在前部冲击过程中朝向车辆前端部的支撑结构变形以及变形到布置在车辆前端部的支撑结构的前方的能量吸收区域的能量吸收结构(11b、11d)。电力充电口(15)被安装到充电口支撑构件(11)，该电力充电口(15)被构造成用于接收电力充电连接器。
文档编号B62D25/08GK102548788SQ201080029316
公开日2012年7月4日 申请日期2010年6月28日 优先权日2009年7月17日
发明者垣内武, 寺岛康统, 阿高雅弘 申请人:日产自动车株式会社