CN108883697B - 用于可再充电的混合动力机动车辆的车身底部结构的后部分的安排结构及混合动力机动车辆 - Google Patents

用于可再充电的混合动力机动车辆的车身底部结构的后部分的安排结构及混合动力机动车辆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于可再充电的混合动力机动车辆的车身底部结构的后部分(10)的安排，该安排包括后托架(18)，该后托架通过两个臂(181，182)在其每一端处延伸，这两个臂为前臂和后臂，在这两个臂上的附接点(181a，182a)允许将该托架附接到该车身和后悬架；该车辆的构件包括：低压电池(11)、高压电池(12)、电池充电器(13)、燃料储箱(14)、以及安排在该车身底部结构的所述后部分处的排气消声器(16)，该后托架的后臂(182)的附接点(182a)的位置在该车辆的纵向方向(X)上限定了参考位置(P0)，所述排气消声器安排到该参考位置后方，并且该车辆的其他上述构件安排到该参考位置前方。

Description

用于可再充电的混合动力机动车辆的车身底部结构的后部分 的安排结构及混合动力机动车辆
技术领域
本发明涉及一种用于可再充电的混合动力车辆(PHEV或插入式混合动力电动车辆)的车身底部安排，这是一种可以通过连接到外部电源来对电池进行再充电的类型的电动混合动力车辆。
背景技术
常规地，车辆车身底部(也称为“车身底部结构”)包括至少一个前部分和一个后部分。该后部分由两个基本上平行的后纵向构件界定，这两个后纵向构件在客厢下方基本上纵向地延伸、并且尤其提供用于承载车辆的车厢地板。这些后纵向构件有助于加强车辆的结构并且在发生尾部碰撞时形成后部力吸收路径。因此，在发生尾部碰撞时所述构件易在可变长度上溃缩。此外，可再充电的混合动力车辆的若干敏感构件，比如燃料储箱、向车辆的辅助网络供电的低压电池(12V)、经由功率电子器件(逆变器)向车辆的电动马达供电的高压电池(400V)、充电器以及甚至排气消声器，必须安排在车辆车身底部的后部分中。此种安排必须考虑不同的技术限制，并且具体地必须符合制造商限定的冲击测试协议的要求。这种冲击测试协议例如包括：在指定尾部碰撞情况下，例如以65km/h的速度尾部碰撞在重量为1100kg的刚性障碍物上，关于车辆的燃料储箱在车辆的纵向方向上的最大位移的性能要求。在这些情况下，储箱在车辆的纵向方向上的位移理想地被限制为最大值20mm。
冲击测试协议还可以包括设定在指定的尾部碰撞情况下的沿X的理论极限的规则，车辆的大部分变形应该是在车辆的纵向方向在后方发生的。这意味着消散与纵向构件的冲击相关的大部分能量。这个沿X的理论极限是可以通过以下方式进行确定：调整纵向构件的截面、以及其在消散指定情况下的尾部碰撞的力的作用下的压缩率。这些敏感构件在车身底部的后部分中的安排必须考虑这个理论极限。
此外，在可再充电的混合动力车辆的情况下，这类车辆的生产量与例如常规热力发动机车辆相比仍然相对较低。因此，需要这样一种技术架构使得车身底部的后部分可以在不同范围的可再充电混合动力车辆之间共享，比如用于降低这些车辆的生产成本。
用于可再充电混合动力车辆的车身底部结构的后部分的示例安排是已知的，比如由汽车制造商大众汽车(Volkswagen)公司建立的可再充电混合动力车辆
Figure GDA0003247879850000021
GTE提供的示例、或由制造商丰田(Toyota)公司开发的可再充电混合动力车辆
Figure GDA0003247879850000022
提供的示例。
然而，在Golf GTE上，燃料储箱被安排成朝向车辆后部明显超出后轮轴线、距离后轮轴线后方大约300mm，并且12V电池位于该储箱的横向侧面上。在指定尾部碰撞情况下、尤其是在上述情况下，这种安排不能将燃料储箱的位移限制为最大目标值。
在可再充电混合动力Prius车辆上，燃料储箱被完全安排在车辆的后轮轴线前方，但是车辆的高压电池被安排在车辆的行李舱中。这种安排的一个结果是明显损失行李舱中的可用空间，这是不希望的，并且另一个结果是不符合关于根据在上述情况下的冲击测试协议的沿X理论极限的安排限制。
还需要一种用于可再充电混合动力机动车辆的车身底部结构的后部分的安排，该安排能够满足与消散在发生尾部碰撞时的力相关的技术安排限制、具体地根据以上阐述的冲击测试协议条件，并且该安排限制了车辆的行李舱中的可用空间损失。
发明内容
为此目的，本发明提出一种用于可再充电的混合动力机动车辆的车身底部结构的后部分的安排，该安排包括：后悬架、后托架，该后托架具有跨该车辆的纵向方向横向延伸的中央区域，该后托架通过两个臂在其每一端处延伸，这两个臂分别为前臂和后臂，在这两个臂上提供有附接点以允许将该托架首先附接到该车身并且随后附接到该后悬架；该车辆的多个构件至少包括：低压电池、高压电池、电池充电器、燃料储箱、以及安排在排气管线的末端处安排在该车身底部结构的所述后部分中的排气消声器，所述安排的特征在于，该后托架的这些后臂上的这些附接点的位置在该车辆的纵向方向上限定了参考位置，所述排气消声器安排到该参考位置后方，并且该车辆的所述多个构件中的其他构件安排到该参考位置前方。
优选地，该车辆的纵向方向上的该参考位置被确定为在该后托架的这些后臂上的这些附接点的位置前方或后方具有至多50mm的公差。
根据一个实施例，所述燃料储箱被严格地安排在该车辆的后轮轴线前方。
在变体中，该燃料储箱被安排成使得所述燃料储箱的后端在该车辆的纵向方向上被定位在后轮轴线与后轮轴线后方至多50mm并且优选地 40mm的位置之间。
有利地，所述燃料储箱在车辆的纵向方向上被安排在所述低压电池与所述高压电池之间。
有利地，所述燃料储箱在车辆的纵向方向上被安排成相对于所述低压电池与所述参考位置相反。
优选地，所述燃料储箱、所述低压电池和所述充电器都安装在所述后托架上。
有利地，所述燃料储箱在该车辆的竖直方向上的尺寸大于其在该车辆的纵向方向上的尺寸。
优选地，所述燃料储箱在下部部分中具有空腔，该空腔使得该排气管线能够穿过到达该排气消声器。
本发明还涉及一种可再充电的混合动力机动车辆，该混合动力机动车辆包括如以上所描述的车身底部结构的后部分的安排。
附图说明
在以下参照附图提供的作为非限制性示例的描述中清楚地阐述了本发明的其他特征和优点，在附图中：
-图1是用于可再充电混合动力机动车辆的根据本发明的车身底部结构的后部分的安排的示意性透视图；
-图2是详细地示出了图1所示安排的后悬架的一部分的示意性透视图；
-图3是图1所示车身底部结构的后部分的安排的纵向截面视图；
-图4是图1所示车身底部结构的后部分的安排的示意性透视底视图；
-图5是机动车辆行李舱的内部的示意图。
具体实施方式
这些附图使用根据参考系XZY提供的方向和取向来表示，在该参考系中，轴线X是车辆的纵向方向(从前至后)、轴线Y是跨车辆的横向方向(朝右取向)、并且轴线Z是车辆的竖直方向(朝上取向)。
因此，图1示出了可再充电混合动力机动车辆的车身底部结构的后部分10的安排。可再充电混合动力机动车辆的若干构件必须被安装在车身底部结构的这个后部分10中，这些构件包括：低压电池11(12V)、高压电池12(400V)、充电器13、燃料储箱14、排气管线15以及安排在排气管线15的末端处并且旨在减少排气噪声的消声器16。
根据图1中描述的架构，车辆包括后悬架17，例如多连杆后悬架。如图2中更具体示出的，后悬架17具有后托架18，该后托架基本上定位在车辆后轮的轴线Y上并且是优选地由金属制成的结构件，该后托架用于链接一侧上的车辆车身以及另一侧上的车辆后悬架。因此，后托架 18具有跨车辆的纵向方向X横向延伸的中央区域180，该中央区域的末端附接到分别为前臂和后臂的两个成型臂181、182，由此分别与车身和后悬架形成链接装置。为此，在后托架18的前臂181和后臂182中的每一个上提供附接点181a、182a，以允许后托架18在一侧上附接到车身并且在另一侧上附接到后悬架。
本发明尤其旨在安装以上描述的车辆构件11至16，以限定在某些技术限制方面(具体地与消散在发生尾部碰撞时的力相关的方面)最优的车身底部结构的后部分的架构。同样，尤其考虑车辆的纵向方向X上的参考位置P0来安装这些车辆构件，车辆的敏感构件(尤其是燃料储箱 14、低压电池11和充电器13)必须定位在该参考位置的前方。
根据本发明并且如图2所示，这个沿着X的参考位置P0是由这些附接点182a在后托架18的这些后臂182上的位置确定的。换言之，该参考位置是由沿着轴线Y穿过后托架18的这些后臂182的这些附接点 182a的线确定的。优选地，该参考位置被确定为沿着车辆的纵向轴线X 在后托架的后附接点的位置的任一侧上具有至多50mm的公差(尤其根据车辆的重量、后悬距和车体)。如此确定的参考位置P0用于确定这些车辆构件的安装。
首先，为可压缩元件的消声器16被有利地安装在参考位置P0的后方。因此，相对于参考位置P0，消声器16被定位成朝向车辆后部，而相对于消声器16，参考位置P0被定位成朝向车辆前部。消声器16相对于参考位置P0的这种安排空出了参考位置P0前方的空间，在该空间处有利地安排其他车辆构件，包括低压电池11、高压电池12、充电器13 和燃料储箱14。
如图3中更具体地示出的，燃料储箱14具有壁140，该壁在该储箱被安装在车身底部结构的后部分中时跨车辆的纵向方向横向延伸、并且在车身底部结构的后部分的安排中形成该储箱的后端。
根据第一实施例，燃料储箱14优选地被严格地安装在后轮轴线Y0 的前方。换言之，燃料储箱被安装成使得储箱的后端140不会延伸到后轮轴线Y0的后方。
根据图3中更确切示出的第二实施例，燃料储箱14可以被安排成使得其后端140在车辆的纵向方向X上被定位在后轮轴线Y0与该后轮轴线后方至多50mm并且优选地40mm的位置之间。换言之，根据这个第二实施例，燃料储箱14可以延伸到后轮轴线后方至多50mm并且优选地40mm。
燃料储箱的这种安排有利地使得在发生尾部碰撞时，燃料储箱14 沿X的位移被限于例如最大值20mm(根据前序部分中指定的冲击测试协议)。
此外，燃料储箱14在车辆的竖直方向上的尺寸大于其在车辆的纵向方向上的尺寸。换言之，燃料储箱14的最大尺寸是在车辆的竖直方向上。再换言之，燃料储箱14具有整体竖直的形状，使得能够在给定燃料存储容量的情况下减小燃料储箱在车辆的纵向方向上的大小。由于燃料储箱的整体竖直形状(这改善了沿X的紧凑性)，储箱的上部部分(其上定位有储箱的桶口)侵入到车辆的行李舱的容积中，如图5所示。因此，车辆的行李舱具有地板20，该地板具有开口22，燃料储箱14的上部部分伸出到该开口中，并且该开口提供到该储箱以及到该储箱桶口的入口。此外，形成在行李舱的地板20中的这个开口22被设计成使得能够接近车辆的低压电池11。燃料储箱14被安装成使得其上部部分被设计成侵入到行李舱的容积中、在行李舱的基本上中心位置处。因此，储箱14 通过在车辆行李舱的基本上中心位置处的开口22伸出。开口22有利地被关闭通往储箱14的入口的壳体(未示出)覆盖。因此，这个壳体形成链接到车辆行李舱的地板20的凸台，该凸台的位置在车辆行李舱内基本上居中。
根据依据本发明的安排的另一特征，燃料储箱14在车辆的纵向方向 X上被安排成相对于低压电池11与参考位置P0相反。换言之，低压电池11被定位在参考位置P0与燃料储箱14之间。充电器13被安装在低压电池11旁边。包括燃料储箱14、低压电池11和充电器13的这组构件优选地附接到车辆的后悬架17的后托架18、在后托架的中央区域180 处，以获得增强的紧凑性。
燃料储箱14在车辆的纵向方向X上还被安排在低压电池11与高压电池12之间。高压电池12还被安排成在燃料储箱14与卷边之间在车身下方延伸，该卷边包括相对于车辆的纵向轴线横向延伸并且在车辆后座下方形成“台阶”的基本上竖直的薄壁30。
如图4中更确切示出的，车辆的车身底部结构的后部分的安排包括车辆的排气管线15，该排气管线被设置成在安排在车身底部结构的这个后部分中的构件之下延伸直到定位在沿X的参考位置P0后方的排气消声器16。对于相等的容积，增加燃料储箱14沿Z的尺寸以限制其沿X 的尺寸。此外，燃料储箱14具有形成在燃料储箱的下部部分中的空腔 141，在该空腔中，排气管线15可以被安排成使得排气管线15能够穿过储箱14的下部部分到达排气消声器16。

Claims (10)

1.一种用于可再充电的混合动力机动车辆的车身底部结构的后部分(10)的安排结构，该安排结构包括：后悬架(17)、后托架(18)，该后托架具有跨该车辆的纵向方向(X)横向延伸的中央区域(180)，该后托架通过两个臂(181，182)在其每一端处延伸，这两个臂分别为前臂和后臂，在这两个臂上提供有附接点(181a，182a)以允许将该后托架首先附接到该车身并且随后附接到该后悬架；该车辆的多个构件至少包括：低压电池(11)、高压电池(12)、电池充电器(13)、燃料储箱(14)、以及安排在排气管线(15)的末端处安排在该车身底部结构的所述后部分中的排气消声器(16)，其特征在于，该后托架(18)的这些后臂(182)上的这些附接点(182a)的位置在该车辆的纵向方向(X)上限定了参考位置(P0)，所述排气消声器(16)安排到该参考位置后方，并且该车辆的所述多个构件中的其他构件安排到该参考位置前方，其中，所述燃料储箱(14)在该车辆的纵向方向上被安排在所述低压电池(11)与所述高压电池(12)之间。
2.如权利要求1所述的安排结构，其特征在于，该车辆的纵向方向上的该参考位置(P0)被确定为在该后托架的这些后臂上的这些附接点(182a)的位置前方或后方具有至多50mm的公差。
3.如权利要求1或2所述的安排结构，其特征在于，所述燃料储箱(14)被严格地安排在该车辆的后轮轴线(Y0)前方。
4.如权利要求1或2所述的安排结构，其特征在于，该燃料储箱(14)被安排成使得所述燃料储箱(14)的后端(140)在该车辆的纵向方向上被定位在该车辆的后轮轴线(Y0)与该后轮轴线后方至多50mm的位置之间。
5.如权利要求1或2所述的安排结构，其特征在于，所述燃料储箱(14)在该车辆的纵向方向上被安排成相对于所述低压电池(11)与所述参考位置(P0)相反。
6.如权利要求1或2所述的安排结构，其特征在于，所述燃料储箱(14)、所述低压电池(11)和所述充电器(13)都安装在所述后托架(18)上。
7.如权利要求1或2所述的安排结构，其特征在于，所述燃料储箱(14)在该车辆的竖直方向上的尺寸大于其在该车辆的纵向方向上的尺寸。
8.如权利要求1或2所述的安排结构，其特征在于，所述燃料储箱(14)在下部部分中具有空腔(141)，该空腔使得该排气管线(15)能够穿过到达该排气消声器(16)。
9.如权利要求4所述的安排结构，其特征在于，该燃料储箱(14)被安排成使得所述燃料储箱(14)的后端(140)在该车辆的纵向方向上被定位在该后轮轴线(Y0)与该后轮轴线后方40mm的位置之间。
10.一种可再充电的混合动力机动车辆，包括如前述权利要求中任一项所述的安排结构。
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