CN110626160B

CN110626160B - 用于车辆的非对称电池组

Info

Publication number: CN110626160B
Application number: CN201910525849.3A
Authority: CN
Inventors: K·苏伦迪兰; A·坎杜尔; S·B·沙曼纳特
Original assignee: TVS Motor Co Ltd
Current assignee: TVS Motor Co Ltd
Priority date: 2018-06-21
Filing date: 2019-06-18
Publication date: 2023-06-30
Anticipated expiration: 2039-06-18
Also published as: CN110626160A

Abstract

本公开涉及非对称电池组(200)。在一个实施例中，非对称电池组(200)配置成在结构上连接车辆(100)的前端(120)和后端(180)。非对称电池组(200)包括前部轮廓(220)、后部轮廓(240)、至少两个侧部轮廓(210A，210B)、顶部轮廓(250)和底部轮廓。此外，前部轮廓(220)包括延伸构件(230)，延伸构件(230)配置成插入在中间框架(144)的中间框架壳体(146)上。此外，后部轮廓(240)和后轮(182)通过至少一个摆臂(184)可枢转地连接。枢轴连接还可以是用于将电力吞吐量从非对称电池组(200)传递到具有多个电子部件的后端(180)的电连接。

Description

用于车辆的非对称电池组

技术领域

本公开涉及用于两轮车辆的电池组件。更特别地，本公开涉及用于踏板型车辆的非对称电池组。

背景技术

本部分旨在提供与本公开的领域相关的信息，因此，下面描述的任意方法/功能不应仅通过其包含在本部分中而被认为是现有技术。

随着汽车的日益增多，电化学和其他燃料电池主要用作高效和环保型车辆(例如混合动力车辆和全电动车辆)的能源。在发动机驱动的传统车辆中，使车辆行驶的驱动力由发动机内的燃气/燃料的内燃产生，而在混合动力车辆或全电动车辆中，电池是驱动车辆的能量源。为了产生与传统发动机一样的所需的电力吞吐量，电动车辆的电池需要多个电池组的级联单元(cascading unit)。这又使电池足够大，足以占据车辆内的相当大的空间。

此外，随着在旅行需求的各个方面都采用电动车辆，需求已转变为不仅提供足够的电力而且还增加每单次充电的行进距离的范围。电动车辆的范围直接影响电动车辆的可用性，因为具有较低范围/每次充电的电动车辆需要更频繁的充电，这降低了电池寿命并且不能用于长距离。

对于输出燃料/气体动力车辆，为了利用现有的燃料/气体技术实现具有500km范围的车辆，车辆的油箱系统重约40kg并且需要大约50L的体积。另一方面，对于电动车辆而言，为了得到相同的范围，能量存储系统(电池)将约是10倍大，重量约为1公吨(同时使用系统能量密度为120Wh kg-1的锂电池)。

为了向车辆提供更高的范围和输出电力，需要具有更大尺寸的电池(这直接改善了范围)。但是，由于不能再增加车辆尺寸，因此在可用空间内安装更大的电池是一个挑战。此外，输出电池使用的缺点还在于它对整个车辆行驶的任意结构功能都没有贡献，从而使电池成为无源结构元件(passive structural element)。

因此，鉴于上述缺点和现有技术中固有的其他缺点，需要一种改进的电池组解决方法来解决所有上述问题。

发明内容

本部分以简化的形式介绍本公开的某些目的和方面，这些将在下面的详细描述中进一步描述。本内容不旨在确定所要求保护的主题的关键特征或范围。

因此，本公开的一个方面涉及一种用于在结构上连接两轮车辆的后端和框架结构的非对称电池组。非对称电池组主要包括前部轮廓、后部轮廓、至少两个侧部轮廓、顶部轮廓和底部轮廓。此外，后部轮廓配置成容纳所述后端的后轮，后部轮廓和后轮通过至少一个摆臂可枢转地连接。至少两个侧部轮廓从所述两轮车辆的参考宽度形成波峰。顶部轮廓配置成安置所述中间框架的顶端，底部轮廓配置成容纳至少一个支架构件。

此外，本公开提供了一种车辆电池组解决方法，其利用车辆的各种部件之间的最大可用空间。另外，本公开提供了一种车辆电池组解决方法，车辆电池组用作车辆的结构构件，允许车辆的各种部件之间的力矩。

根据以下详细描述，本公开的其他目的、特征和优点将变得显而易见。

附图说明

并入本文并且构成本公开的一部分的附图示出了非对称电池组的示例性实施例，其中相同的附图标记在不同附图中指代相同的部分。附图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在清楚地说明本公开的原理上。而且，附图中示出的实施例不应被解释为限制本公开，但是本文示出了根据本发明的非对称电池组的可能变化以突出本公开的优点。

图1示出了根据本公开的实施例的具有非对称电池组的两轮车辆的分解图。

图2示出了根据本公开的实施例的具有非对称电池组的两轮车辆的后视图。

图3示出了根据本公开的实施例的非对称电池组的透视图。

图4示出了根据本公开的实施例的非对称电池组的剖视图。

对于本领域技术人员显而易见的是，为了简单和清楚起见，附图中的部件仅是说明性的，并且不一定按比例绘制。例如，附图中的一些部件的尺寸可能相对于其他部件被扩大，以帮助提高对本公开的实施例的理解。

具体实施例

在以下描述中，出于解释的目的，阐述了各种具体细节以便提供对本公开的透彻理解。但是，显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开。以下描述的若干特征可以彼此独立地使用或者与其他特征的任意组合一起使用。但是，任意单个特征都可能无法解决上面讨论的任意问题，或者可能只解决上面讨论的问题之一。上面讨论的一些问题可能无法通过本文描述的任意特征完全解决。尽管提供了标题，但是在具有该标题的部分中没有找到的与特定标题相关的信息，也可以在说明书的其他地方找到。下面描述本公开的示例实施例，如各种附图中所示，其中相同的附图标记在不同附图中指代相同的部分。

本公开涉及一种非对称电池组，其用作两轮车辆的功能结构。非对称电池组还可以配置成将两轮车辆的框架结构与包括后轮的两轮车辆的后端接合。此外，非对称电池组可以配置成使得两轮车辆内的空间利用是最佳的。此外，非对称电池组包括多个储能电池，其中填充储能电池，使得可以容纳最大数目的储能电池。非对称电池组主要能够在车辆的后端和车辆的框架结构之间进行枢转组装。非对称电池的尺寸和对称性可以配置成使得在两轮车辆的各种部件内未使用最大空间。

如上所述，“电池组”由多个储能电池组成。术语“储能电池”可以用任意可用的替代表达来替换和/或互换，例如蓄电池(battery)、电池(cell)、能量存储装置和能量存储设备。

如上所述，术语“非对称”涉及物体形状的描述，本公开中的电池组是不规则的，即不遵循任意特定形状/常规几何形状，例如圆形、方形、矩形、三角形、和/或对于本领域技术人员显而易见的任意形状。

如上所述，“多个储能电池”可以涉及通常称为电池或电池的存储能量的装置。能量储存涉及将所述能量从任意难以储存的形式转换成更方便或更经济的可储存的形式。可充电电池存储易于转换化学能以为各种电气部件/电子部件供电。此外，多个储能电池(260)可包括但不限于电化学电池、锂离子电池、碱性电池、铅酸电池、碳纳米管电池和氢燃料电池。

如上所述，术语“两轮车辆”和任意可用的替代表达，例如“踏板车”、“自行车”、“摩托车”、“两轮车辆”和“EV车辆”，可以参考主要用作承载一人或多人的运输媒介的混合动力汽车和/或全电动汽车。

如上所述，术语“框架结构”和诸如“底盘”、“主体框架”、“框架”和“副框架”之类的任意可用的替代表达可以指代在承载各种各样车辆部件(例如马达、电池、悬架等)的大车体内的独立的且分离的结构。

图1示出了根据本公开的实施例的两轮车辆(100)的分解图。如图所示，两轮车辆(100)(下文称为“车辆”)包括前端(120)、后端(180)、非对称电池组(200)和框架结构(140)。非对称电池组(200)连接所述后端(180)和框架结构(140)。此外，框架结构(140)可以配置成连接车辆(100)的前端(120)和非对称电池组(200)。在优选实施例中，框架结构(140)可以进一步细分为两个部分，即主体框架(142)和中间框架(144)，其中主体框架(142)与车辆(100)的前端(120)连接，并且中间框架(144)与车辆(100)的非对称电池组(200)连接。

此外，在一个实施例中，车辆(100)的主体框架(142)可以配置成用作骑乘车辆(100)的骑乘者的脚踏部，而车辆(100)的中间车架(144)可以配置成部分地容纳非对称电池组(200)的一端。车辆(100)的中间框架(144)可以进一步配置成安置至少一个座位构件(160)。更具体地，中间框架(144)可以分成三个部分，即底端(145)、中间端/中间框架壳体(146)和顶端(147)。底端(145)可以配置成与主体框架(142)连接。顶端(147)可以配置成安装至少一个座位构件(160)。中间框架壳体(146)可以配置成容纳非对称电池组(200)的延伸构件(230)，其中所述连接可以是临时连接和永久连接中的一种。

此外，车辆(100)的前端(120)包括前轮(122)、主轴箱(124)和车把(190)。车辆(100)的后端(180)包括后轮(182)、至少一个摆臂(184)和至少一个悬架系统(186)。后轮(182)和非对称电池组(200)通过至少一个摆臂(184)可枢转地彼此连接。在一个实施例中，所述至少一个摆臂(184)还可以配置成在非对称电池组(200)和后端之间进行电连接，以为安装在车辆(100)后端的一个或多个电子部件输送电力，电子部件可包括但不限于轮毂马达、电子断路器、尾灯、一个或多个传感器以及轮胎压力监测系统。

图2示出了根据本公开的实施例的具有所述非对称电池组(200)的两轮车辆(100)的后视图。如图2所示，后视图描绘了通过中间框架(144)的顶端(147)布置在车辆(100)的顶部的座位构件(160)、配置在中间框架(144)的顶端(147)下方的非对称电池组(200)、以及位于底部的后轮(182)。在一个实施例中，车辆(100)可以具有参考宽度(RW)，其中参考宽度(RW)用于示出非对称电池组(200)的凸出轮廓。凸出轮廓在下文中称为由车辆(100)的参考宽度(RW)形成的波峰(210A，210B)。非对称电池组(200)的凸出轮廓实现了整体的空气动力学，从而提高了车辆(100)的效率，并且有助于在所述非对称电池组(200)内容纳相当大数量/数目的储能电池(260)。

图3示出了根据本公开的实施例的非对称电池组(200)的透视图。非对称电池组(200)包括前部轮廓(220)、后部轮廓(240)、至少两个侧部轮廓(210A，210B)、顶部轮廓(250)和底部轮廓(图中未示出)。前部轮廓(220)还包括从前部轮廓(220)的中心突出的延伸构件(230)。前部轮廓(220)还包括沿着延伸构件(230)的外表面配置的至少一个通道(232)，其中至少一个通道(232)可以配置成容纳从多个储能电池中伸出的至少一根电线，储能电池布置在非对称电池组(200)内。电线可以被引导到车辆(100)的一个或多个部件(诸如马达/轮内马达、传感器、前照灯、仪表板部件、尾灯、车辆控制单元、电子断路器等)。此外，非对称电池组(200)可以配置成为所述部件供电。此外，后部轮廓(240)可以配置成容纳后轮(182)，其中由后部轮廓(240)形成的容纳可以是无接触的并且配置成，由于在恶劣的道路条件下车辆(100)的颠簸，使后轮(182)和后部轮廓(240)具有足够的空间以允许在往复方向和上下方向中的一个方向上运动。此外，后部轮廓(240)可以配置成和/或设计成将后轮(182)容纳在遵循后轮(182)的规则的和/或不规则的几何拱形的形状中。此外，后部轮廓(240)包括至少一个第二腔室(242)，第二腔室(242)配置成枢转地连接至少一个摆臂(184)。如上所述，至少一个第二腔室(242)与至少一个摆臂(184)的连接可以是电气连接和机械连接中的至少一种。此外，至少一个第二腔室(242)可以布置在后部轮廓(240)的后底部。最后，摆臂(184)也可以在后部轮廓(240)的后底部连接到电池组(200)。

此外，具有延伸构件(230)的前部轮廓(220)由多个边缘组成，多个边缘配置成配合到中间框架壳体(146)中。此外，侧部轮廓(210A，210B)和延伸构件(230)包括多个腔室、配置成将非对称电池组(200)连接到中间框架(144)，其中多个腔室可以配置成将非对称电池组(200)和中间框架(144)以临时方式和永久方式中的一种方式接合。此外，顶部轮廓(250)包括至少一个安装件(252)，安装件(252)配置成可拆卸地接合非对称电池组(200)和中间框架(144)。此接合可以使用螺母和螺栓中的一种或螺母和螺栓的组合、以及填充元件来实现。在另一个实施例中，至少一个安装件(252)布置在金属外壳上，其中金属外壳通过至少一个安装件(252)将后轮(182)的负载传递到框架。

此外，非对称电池组(200)的底部轮廓配置成容纳至少一个支架构件(170)，其中，当两轮车辆(100)通过至少一个支架构件(170)安置时，非对称电池组(200)配置成用作直接承载元件，以承受车辆、骑乘者和/或后座的负载。另外，当两轮车辆(100)通过车轮运动或安置时，非对称电池组(200)仍然用作承载构件。

图4示出了根据本公开的实施例的非对称电池组(200)的剖视图。如图所示，非对称电池组(200)包括多个储能电池(260)。多个储能电池(260)可以以密集方式被填充/包裹在非对称电池组(200)内，使得最大数目的储能电池(260)可以容纳在所述非对称电池组(200)内。此外，多个储能电池(260)可以通过串联连接、并联连接、桥接连接及其组合中的一种连接彼此电连接。

如在本公开中公开的，电池组(200)对输出电池组提供了巨大改进并且具有许多优点。其中的一些优点可以包括但不限于对车辆(100)内的有效空间的利用以及用作核心结构构件以在不使用额外的结构部件的情况下加强车辆(100)的整体结构，同时允许模块化和灵活性。

尽管已经参考某些优选实施例及其示例相当详细地描述了本公开，但是其他实施例和等同物也是可能的。虽然在以上描述中已经阐述了本公开的许多特征和优点，以及功能和过程细节，但是本公开仅是说明性的，并且可以进行详细的改变，特别是对过程步骤的术语，该术语在本公开的原理内相对由该术语的广义一般含义所表示的全部范围。因此，在不脱离本公开的预期范围和精神的情况下，可以对本发明公开的系统进行各种修改。本领域普通技术人员将理解，上文讨论的非对称电池组(200)是示例性的并且不以任意方式进行限制。此外，可以替换、重新排序或移除上文描述的部件以形成本公开的不同实施例。因此，在一个实施例中，当前公开的非对称电池组(200)的修改包括在本公开的范围内。

Claims

1.一种非对称电池组(200)，用于在结构上连接两轮车辆(100)的后端(180)和框架结构(140)，所述非对称电池组(200)包括：

-前部轮廓(220)；

-后部轮廓(240)，其中

所述后部轮廓(240)配置成容纳所述两轮车辆(100)的所述后端(180)处的后轮(182)，以及

所述后部轮廓(240)和所述后轮(182)通过至少一个摆臂(184)可枢转地连接；

-至少两个侧部轮廓(210A，210B)；

-顶部轮廓(250)，所述顶部轮廓(250)配置成安置在所述两轮车辆(100)的中间框架(144)的顶端(147)上；以及

-底部轮廓；

其中，所述前部轮廓(220)具有延伸部分(230)，所述延伸部分(230)从所述前部轮廓(220)的中心突出，所述前部轮廓(220)配置成装配到所述两轮车辆(100)的所述中间框架(144)的中间框架壳体(146)中；

其中，所述框架结构(140)包括主体框架(142)和所述中间框架(144)，并且具有所述延伸部分(230)的所述前部轮廓(220)由多个边缘组成，所述多个边缘配置成配合到所述中间框架壳体(146)中。

2.根据权利要求1所述的非对称电池组(200)，其中，所述框架结构(140)与所述两轮车辆(100)的前端(120)耦接。

3.根据权利要求1所述的非对称电池组(200)，其中，所述非对称电池组(200)配置成容纳多个储能电池(260)。

4.根据权利要求3所述的非对称电池组(200)，其中，所述多个储能电池(260)以密集方式填充在所述非对称电池组(200)内。

5.根据权利要求3所述的非对称电池组(200)，其中，所述多个储能电池(260)通过串联连接和并联连接中的至少一种相互电连接。

6.根据权利要求1所述的非对称电池组(200)，其中，所述延伸部分(230)和所述至少两个侧部轮廓(210A，210B)包括至少一个第一腔室(212)，所述第一腔室(212)配置成将所述非对称电池组(200)紧固到所述中间框架(144)。

7.根据权利要求3所述的非对称电池组(200)，还包括沿所述延伸部分(230)的外表面配置的至少一个通道(232)。

8.根据权利要求7所述的非对称电池组(200)，其中，所述至少一个通道(232)配置成容纳来自所述多个储能电池(260)的至少一个电线，以为至少一个马达供电。

9.根据权利要求1所述的非对称电池组(200)，其中，所述后部轮廓(240)以非接触方式容纳所述后轮(182)。

10.根据权利要求1所述的非对称电池组(200)，其中，所述后部轮廓(240)包括至少一个第二腔室(242)，所述至少一个第二腔室(242)配置成枢转地连接所述至少一个摆臂(184)。

11.根据权利要求10所述的非对称电池组(200)，其中，所述至少一个第二腔室(242)和所述至少一个摆臂(184)以电气连接和机械连接中的至少一种进行连接。

12.根据权利要求10所述的非对称电池组(200)，其中，所述至少一个第二腔室(242)布置在所述后部轮廓(240)的后底部。

13.根据权利要求1所述的非对称电池组(200)，其中所述顶部轮廓(250)配置有至少一个安装件(252)，所述安装件(252)用于将所述非对称电池组(200)与所述中间框架(144)接合。

14.根据权利要求13所述的非对称电池组(200)，其中，所述至少一个安装件(252)布置在金属外壳上，所述金属外壳为形成所述非对称电池组(200)的外壳。

15.根据权利要求1所述的非对称电池组(200)，其中，所述至少两个侧部轮廓(210A，210B)从所述两轮车辆(100)的参考宽度(RW)形成波峰。

16.根据权利要求1所述的非对称电池组(200)，其中，所述底部轮廓配置成容纳至少一个支架构件(170)。