CN104203725A - 后轮驱动、插入式混合电动车辆模块化子框架组合件及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆中的后子框架组合件包含耦合到前横向构件、下横向构件及上横向构件的第一及第二侧构件。提供第一及第二角撑板以增强所述第一及第二侧构件中的每一者与所述前横向构件之间的接合。用于在其上安装电机的电机安装部分定位在所述第一侧构件之间且包含第一及第二电机托架，所述第一及第二电机托架各自通过隔离器耦合到所述前横向构件且通过隔离器耦合到所述侧构件中的一者，所述隔离器用于使电机与振动隔离。还提供用于将燃料箱安装到子框架构件的燃料箱安装部分。

Description

后轮驱动、插入式混合电动车辆模块化子框架组合件及方法

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2011年10月21日申请的第61/550,006号美国临时申请案的权益，所述申请案的全部内容特此以引用的方式并入本发明中。

技术领域

本发明大体上涉及车辆的子框架组合件，且更特定来说涉及插入式混合电动车辆(PHEV)的模块化子框架组合件。

背景技术

车辆(例如乘用电动车辆)包含悬挂系统以用于支撑车辆且使其与道路变化隔离同时提供合意的操控及操纵能力。乘用车体框架通常包含梯型构造或一体化结构。此已知车体结构已沿用多年且在此项技术中是众所周知的。

对于更安全且更高效的车辆的需求驱使汽车行业在不降低或牺牲结构完整性的情况下减轻车辆重量。对更安全车辆的需要还产生对于更能够经受冲击碰撞且还具有改善的操控及驾驶性能的车辆的需求。已做出各种特定尝试来以不同材料替代车辆框架的一部分或全部。虽然例如铝或复合材料等等的材料具有重量轻的优点，但结构刚性及/或完整性通常被牺牲。

传统上将常规车辆的燃料箱直接安装到车辆的主体结构。在PHEV的情形中，传统的体安装式燃料箱位置使对驱动电池可用的空间量严重折中。因此，需要用于PHEV的燃料箱的更合适的空间，其不使驱动电池的可用空间折中。

与常规车辆框架及子组合件相关联的另一缺点涉及车辆组件的设计空间，其由于用于零件变更及零件移动所要求的设计间隙而受到限制。设计空间归因于橡胶子框架安装座的隔离性质而进一步受到限制，所述橡胶子框架安装座允许子框架移动。由于受限制的设计空间，传统地体安装的燃料箱的尺寸因此受到限制且车辆的有效行驶距离减少。因此，需要用于车辆的燃料箱的更合适的空间，所述空间允许更大的燃料箱以便容纳更多的燃料且增加车辆的有效行驶距离。

与常规车辆框架相关联的进一步缺点涉及车辆组件安装到车辆框架的方法。通常，车辆组件(例如车辆动力传动系统组件及车辆悬挂组件)个别地安装到车辆框架。因此，完全组装车辆花费的时间增加。因此，需要减少组装车辆框架组合件花费的时间的将子框架组合件组装到车辆框架组合件的方法。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于车辆的子框架组合件，其增加燃料箱的可用空间从而允许车辆容纳具有更大体积的燃料箱。本发明的进一步目的是提供一种用于车辆的子框架组合件，其可容易地组装到车辆框架组合件，从而减少组装车辆框架组合件花费的总组装时间及步骤数目。

一般来说，本发明涉及一种表示优于已知装置的显著改善的后子框架组合件及架构。更特定来说，本发明涉及用于后轮驱动PHEV的后子框架组合件。在各种实施例中，与各种电动动力传动系统配置、燃料箱、动力系统组件及其它车辆组件的兼容性得到极大增强。在各种实施例中，车体框架的结构刚性及耐久性增加。在各种实施例中，与噪声及振动的动力传动系统隔离得到改善。在各种实施例中，占有及燃料箱保护得到增强。在各种实施例中，总车辆组合件得到简化及改善。

根据各种实施例，用于车辆的后子框架组合件包括第一侧构件(左侧构件)、第二侧构件(右侧构件)、前横向构件、下横向构件、上横向构件、第一及第二角撑板、电机安装部分及燃料箱安装部分。所述第一及第二侧构件大体上平行于车辆的纵向方向而定位。所述横向构件大体上垂直于车辆的纵向方向而定位。所述前横向构件定位在后子框架组合件的大体上前向位置中，因为后子框架组合件经配置以安装到车辆的结构。

根据各种实施例，第一及第二侧构件耦合到前横向构件、底横向构件及顶横向构件。

根据各种实施例，第一角撑板耦合到第一侧构件及前横向构件，且第二角撑板耦合到第二侧构件及前横向构件。第一及第二角撑板的至少一个功能为增强由第一及第二侧构件及前横向构件界定的接合。

根据各种实施例，电机安装部分定位在第一侧构件与第二侧构件之间。所述电机安装部分包括第一电机托架、第二电机托架、电机及隔离器。第一及第二电机托架各自通过隔离器耦合到前横向构件及左侧构件或右侧构件中的任一者。第一及第二电机托架的至少一个功能为在所述托架上耦合电机。隔离器的至少一个功能为使电机与振动隔离。

根据各种实施例，燃料箱安装部分的至少一个功能是为燃料箱提供支撑。根据其它实施例，燃料箱安置在电机安装部分上。燃料箱安装部分可为凹形的以接纳燃料箱。

附图说明

图1为根据本发明的实施例的具有后悬挂子框架组合件的车体框架的透视图。

图2为根据本发明的实施例的具有动力系统组件的后子框架组合件的前透视图。

图3为根据本发明的实施例的不具有动力系统组件的后子框架组合件的前透视图。

图4为根据本发明的实施例的具有动力系统组件的后子框架组合件的后透视图。

图5为根据本发明的实施例的不具有动力系统组件的后子框架组合件的前透视图。

图6为根据本发明的实施例的对接到车辆中的后子框架组合件的后仰视图。

图7为根据本发明的实施例的后子框架组合件的前视图。

图8为根据本发明的实施例的后子框架组合件的后视图。

图9为根据本发明的实施例的后子框架组合件的左侧视图。

图10为根据本发明的实施例的后子框架组合件的平面图。

图11为根据本发明的实施例的后子框架组合件的仰视图。

图12为根据本发明的实施例的具有燃料箱附接件的后子框架组合件的透视图。

图13为根据本发明的实施例的具有电动机附接件的后子框架组合件的透视图。

具体实施方式

参考图1，展示车体框架20。车体框架20包含许多组件，包含后子框架组合件30。应注意，车体框架20展示为用于四门车辆10′。然而，车体框架20的特征希望适用于双门车辆10及乘用车辆的其它变体。

现参考图2到13，展示后子框架组合件30。后子框架组合件30包含两个侧构件31、32(左边及右边)、前横向构件34、下横向构件36及上横向构件38。两个侧构件31、32平行于车辆10、10′的纵向方向而定位，且前向横向构件34、下横向构件36及上横向构件38垂直于车辆10、10′的纵向方向而定位。

在特定实施例中，侧构件31、32可为铸铝及加工铝，前横向构件34可为挤制铝，下横向构件36可为挤制铝且上横向构件38可为铸铝。在其它实施例中，这些组件中的任一者或一者以上可由任何合适材料制成且可以各种方式制造。

侧构件31、32可经配置以耦合到上横向构件38、燃料箱40的附接件42、悬挂系统50的控制臂52及电动机组合件60的附接件62中的一者或一者以上。在各种实施例中，侧构件31、32经配置以耦合到车体框架20。上横向构件38的第一端经配置以耦合到左侧构件31，且上横向构件38的第二端经配置以耦合到右侧构件32。上横向构件经配置以可移除地耦合(例如，螺合)到侧构件31、32。悬挂系统50的组件在加工位置耦合(例如，螺合)到侧构件31、32以确保尺寸精度。

根据各种实施例，第一横向构件34的第一端经配置以耦合到左侧构件31的前端，且前横向构件34的第二端经配置以耦合到右侧构件32的前端。下横向构件36的第一端经配置以耦合到左侧构件31的一部分且下横向构件36的第二端经配置以耦合到右侧构件32。在各种实施例中，下横向构件36定位在前横向构件34之后。在各种实施例中，前及下横向构件34、36固定且焊接到侧构件31、32且使用角撑板72(例如，三角形薄片铝焊接角撑板)来增强。根据其它实施例，前及下横向构件34、36经配置而以紧固件(例如，铆钉、螺钉)耦合到侧构件31、32。

如图3中所展示，后子框架组合件30可包含用于接纳燃料箱40的凹下托架74。燃料箱40可以附接件42牢固到后子框架组合件30。例如，附接件42可耦合到对应角撑板72及对应侧构件31、32。在各种实施例中，燃料箱40至少部分安置在电动机组合件60上方。

如图13中展示，电动机组合件60可经由附接件(或电机托架)62附接到后子框架组合件30，所述附接件(或电机托架)62耦合(例如，螺合)到电动机外壳的左侧及右侧。附接件62经配置以通过四个电机安装座(例如纵向橡胶隔离器)76耦合到后子框架组合件30。例如，至少一个隔离器76可耦合到前横向构件34且至少一个隔离器可耦合到对应侧构件31、32。

如图2中所展示，后子框架组合件30可使用四个传统压入式中空衬套78来隔离，而所述压入式中空衬套用螺栓附接到车辆框架主体的主体结构横杆。在其它实施例中，后子框架组合件30可以任何合适方式与车辆框架主体隔离。

在各种实施例中，电动机组合件60相对于主体结构以两个水平与振动隔离。在特定实施例中，电动机组合件60相对于主体结构以两个水平的橡胶垫架与振动隔离：第一水平在附接件62处且第二水平在衬套78处。在特定实施例中，在到后子框架组合件30的附接件62处的隔离器76之间的纵向距离及左右距离被最大化。与其它后轮驱动车辆相比，隔离器76之间的较大距离提供有竞争性的动力传动系统隔离水平(例如，噪声、振动、硬度等等)。燃料箱40到后子框架组合件30的刚性附接允许燃料箱40与车辆的其它组件之间有较大间隙，此较大间隙容纳具有较大的可实现燃料体积的较大燃料箱。燃料箱40到后子框架组合件30的刚性附接的另一益处为：车辆组件之间的相对运动被最小化，这在后部碰撞事件期间提供对燃料箱40的额外保护。

在各种实施例中，后子框架组合件30容纳较大的子组合件总静重(例如，大于8501bs)、较高的刚性目标(例如，约100Hz第一扭转模式)及现实世界事件期间来自悬挂附接件的较大动态载荷(例如，坑洼冲击及类似物)。在一些实施例中，后子框架组合件30允许大多数后底盘组件的大量子组装且简化组合件对接操作。在各种实施例中，后子框架组合件30并入有隔离电动机组合件60及非隔离燃料箱40。

提供对所揭示实施例的以上描述旨在使得所属领域的任何技术人员能够制造或使用本发明。所属领域的技术人员将容易地明白对这些实施例的各种修改，且本文中界定的一般原理可适用于其它实施例而不脱离本发明的精神或范围。因此，本发明不希望限于本文中揭示的实施例而是要被给予与本文中揭示的原理及新颖特征一致的最宽范围。

Claims (15)

1.一种用于车辆的后子框架组合件，所述后子框架组合件包括：

第一侧构件、第二侧构件、经配置以耦合在所述第一侧构件与所述第二侧构件之间的前横向构件、经配置以耦合在所述第一侧构件与所述第二侧构件之间的下横向构件及经配置以耦合在所述第一侧构件与所述第二侧构件之间的上横向构件；

耦合到所述第一侧构件及所述前横向构件的第一角撑板及耦合到所述第二侧构件及所述前横向构件的第二角撑板，所述第一及第二角撑板用于增强所述第一及第二侧构件与所述前横向构件之间的接合；

电机安装部分，其定位在所述第一侧构件与所述第二侧构件之间，所述电机安装部分具有通过隔离器耦合到所述前横向构件且通过隔离器耦合到所述第一侧构件的第一电机托架及通过隔离器耦合到所述前横向构件且通过隔离器耦合到所述第二侧构件的第二电机托架，所述第一及第二电机托架经配置以在其上耦合电机，所述隔离器用于使所述电机与振动隔离；及

燃料箱安装座，其经配置以支撑燃料箱；

其中所述前横向构件、所述上横向构件及所述下横向构件的位置大体上在垂直于所述侧构件的位置的方向上；且

其中所述燃料箱安装座安置在所述电机安装部分上。

2.根据权利要求1所述的后子框架组合件，其中所述燃料箱通过至少一个带耦合到所述后子框架组合件。

3.根据权利要求1所述的后子框架组合件，其中所述子框架组合件作为单独组合件耦合到车辆框架。

4.根据权利要求1所述的后子框架组合件，其进一步包含经配置以耦合到每一侧构件中的一者的上控制臂及下控制臂。

5.根据权利要求1所述的后子框架组合件，其中所述燃料箱安装座为所述燃料箱提供支撑的部分是凹的。

6.根据权利要求1所述的后子框架组合件，其中所述电机经配置以安装在所述下横向构件与所述上横向构件之间。

7.一种用于车辆的后子框架组合件，所述后子框架组合件包括：

第一及第二侧构件；

经配置以耦合在所述第一侧构件与所述第二侧构件之间的前横向构件、下横向构件及上横向构件；

其中所述前横向构件及所述侧构件各自在其上包含至少一个电机安装座；

其中电机经配置以耦合到包含在所述前横向构件及所述侧构件上的所述电机安装座；

其中所述前横向构件、所述上横向构件及所述下横向构件的位置大体上在垂直于所述侧构件的方向上；且

其中燃料箱经配置以安置在所述电机上。

8.根据权利要求7所述的后子框架组合件，其中所述电机安装座经配置以使所述电机与振动隔离。

9.根据权利要求7所述的后子框架组合件，其进一步包括经配置以支撑所述燃料箱的燃料箱安装座；

其中所述安装座为所述燃料箱提供支撑的部分是凹的。

10.根据权利要求7所述的后子框架组合件，其进一步包括第一电机托架及第二电机托架；

其中所述电机经配置以耦合在所述电机托架之间；且

其中每一电机托架的前部分耦合到所述前横向构件上的电机安装座，且所述电机托架的后部分耦合到每一侧构件中的一者上的电机安装座。

11.根据权利要求7所述的后子框架组合件，其中所述燃料箱通过至少一个带耦合到所述后子框架组合件。

12.根据权利要求7所述的后子框架组合件，其中所述子框架组合件作为单独组合件耦合到车辆框架。

13.根据权利要求7所述的后子框架组合件，其中所述电机经配置以安装在所述下横向构件与所述上横向构件之间。

14.一种用于组装后子框架组合件的方法，所述方法包括：

将前横向构件及下横向构件中的每一者的一端耦合到第一侧构件及第二侧构件中的任一者，使得每一横向构件的位置大体上垂直于所述侧构件；

将第一电机托架耦合到所述前横向构件及所述第一侧构件，且将第二电机托架耦合到所述前横向构件及所述第二侧构件；

将电机耦合在所述第一电机托架与所述第二电机托架之间；

将上横向构件耦合到所述第一及第二侧构件，使得所述上横向构件安置在所述电机与所述下横向构件相对的侧上；及

将燃料箱耦合到所述侧构件、所述电机托架或所述上横向构件中的任一者，使得所述燃料箱安置在所述电机与所述下横向构件相对的侧上。

15.根据权利要求14所述的方法，所述方法进一步包括将所述侧构件耦合到车辆的结构。