CN111301291B - 汽车前行李箱及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车前行李箱排气技术领域，尤其涉及一种汽车前行李箱及电动汽车。该汽车前行李箱包括前行李箱本体，所述前行李箱本体设置有用于储物的腔体和排气口，所述腔体通过所述排气口与外界连通。本发明提供的汽车前行李箱设置有分别与腔体和外界连通的排气口，如此可使得用户关闭前机盖时，不会明显地感受到前行李箱存在气压反力，从而减小了前机盖关闭所产生的气压反力的作用。

Description

汽车前行李箱及电动汽车

技术领域

本发明涉及汽车行李箱排气技术领域，尤其涉及一种汽车前行李箱及电动汽车。

背景技术

电动汽车(BEV)是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。

由于动力源或布置要求的变化，电动汽车或高性能跑车往往会在前机盖下方设计用于储物的行李箱(即前行李箱)，如此造成前机盖的功能和使用频次发生重大变化，因此对关闭前机盖时的舒适性与便利性提出了更高的要求。

普通汽车手动关闭前机盖的过程是：用户对前机盖施加一合适的力，使前机盖获得一定的初速度，进而一次性便将前机盖进行二级锁止(由于前机盖一般为二级锁)。但对于具有前行李箱的电动汽车或高性能跑车，却无法实现对前机盖的一次性上锁。发明人经过研究发现，造成上述问题的主要原因在于：前机盖与前行李箱形成的腔体在前机盖关闭的过程中形成巨大的气压反力。

因此，亟待需要一种汽车前行李箱及电动汽车来解决上述问题。

发明内容

本发明提供了汽车前行李箱及电动汽车，以减小前机盖关闭所产生的气压反力的作用。

本发明的第一方面提供了一种汽车前行李箱，包括前行李箱本体，所述前行李箱本体设置有用于储物的腔体和排气口，所述腔体通过所述排气口与外界连通。

可选地，所述排气口设置有单向阀，所述单向阀被配置为使气体由所述腔体流向外界。

可选地，所述前行李箱本体的上部设置有密封条，所述密封条包围于所述腔体的外部。

可选地，所述排气口的开孔面积S₂和所述腔体在前机盖关闭前的容积 V₁或和所述腔体在前机盖关闭后的容积V₂呈负相关的关系。

可选地，所述排气口的开孔面积S₂和所述密封条与前机盖接触的面积 S₁呈正相关的关系。

可选地，所述密封条与前机盖接触的面积S₁和所述腔体在所述前机盖关闭过程中产生的气压增量ΔP的乘积不超过预设反力f。

可选地，所述排气口的开孔面积S₂的范围为：

其中，h为所述密封条被压缩的高度；P₁为所述腔体在前机盖关闭前的气压量；v为前机盖最前端的关闭速度；c为流出系数；β＝d/D，d为所述排气口的内径，D为所述腔体中设置有所述排气口的壁面的高度；ε为可膨胀系数；ρ为气体的密度。

本发明的第二方面还提供了一种电动汽车，包括上述的汽车前行李箱。

本发明提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本发明提供的汽车前行李箱设置有分别与腔体和外界连通的排气口，如此可使得用户关闭前机盖时，不会明显地感受到前行李箱存在气压反力，从而减小了前机盖关闭所产生的气压反力的作用。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

图1为本发明实施例提供的汽车前行李箱的分解示意图；

图2为气体经过排气口的体积流量Q和密封条被压缩的时间t的关系图。

附图标记：

10-前行李箱本体；

11-腔体；

12-排气口；

13-密封条；

20-单向阀。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本发明实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本发明实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

如图1所示，其为本发明的第一方面提供的一种汽车前行李箱的分解示意图。所述汽车前行李箱包括前行李箱本体10，前行李箱本体10设置有用于储物的腔体11和排气口12，腔体11通过排气口12与外界连通。本发明提供的汽车前行李箱设置有分别与腔体11和外界连通的排气口12，如此可使得用户关闭前机盖(图中未示出)时，不会明显地感受到前行李箱存在气压反力，从而减小了前机盖关闭所产生的气压反力的作用。

进一步地，排气口12设置有单向阀2，单向阀2被配置为使气体由腔体11流向外界，即通过设置单向阀2使得气体不能由外界通过排气口12 进入到腔体11内；同时，单向阀12还能够在一定程度上起到防水和防尘的作用。

进一步地，前行李箱本体10的上部设置有密封条13，密封条13包围于腔体11的外部，密封条13能够起到减震、防水、防尘、隔音和装饰的作用。可选地，密封条13采用密实胶、海绵胶和硬质橡胶等橡胶材料制成。

需要说明的是，发明人在发现本发明要解决的技术问题时，对前行李箱本体10中未设置有排气口12的情形进行估算，估算的方法如下所述。

根据克拉伯龙方程有：

其中，n₀为腔体11在前机盖关闭前的气体物质的量，R是理想气体常数，T为热力学温度；腔体11在前机盖关闭前的容积V₁约为100L，密封条 13与前机盖接触的面积S₁约为0.5m²，密封条13被压缩的高度h约为5mm，故腔体11在前机盖关闭后的容积V₂＝V₁-S₁h。

带入数据算得：ΔP＝2600Pa，气压反力F＝ΔP*S＝1300(N)。由此可见，在理想状态下，用户在关闭前机盖时需要抵抗如此大的气压反力，因此用户很难实现一次性将前机盖关闭上锁。

发明人经过理论推理和数学估算，造成前机盖无法一次性关闭上锁的主要原因是：前机盖与前行李箱形成的腔体11在密封条13压缩的过程中形成巨大的气压反力。由此，发明人通过采用泄压的技术方案，使得前机盖在压缩密封条13的过程中，所产生的气压反力不至于太大，根据设计要求，通常取预设反力f不超过100N，如此才能给用户带来良好的用户体验。

可以理解的是，排气口12的开孔面积S₂和腔体11在前机盖关闭前的容积V₁或和腔体11在前机盖关闭后的容积V₂呈负相关的关系。例如，V₁或 V₂越大，则引起腔体11在前机盖关闭过程中产生的气压增量ΔP的数值越小，也就是说，对排气口12的开孔面积S₂的要求也越小。

还可以理解的是，排气口12的开孔面积S₂和密封条13与前机盖接触的面积S₁呈正相关的关系。例如，S₁越大，则引起腔体11在前机盖关闭过程中产生的气压增量ΔP的数值越大，也就是说，对排气口12的开孔面积S₂的要求也越大。

上述对影响排气口12的开孔面积S₂的因素只是做了模糊化的解释，下面对排气口12的开孔面积S₂的具体范围进行解释说明。发明人通过理论公式推导，根据预设反力f、前机盖最前端的关闭速度v、腔体11在前机盖关闭前的容积V₁、密封条13与前机盖接触的面积S₁以及密封条13被压缩的高度h等初始设计量，可估算排气口12的开孔面积S₂的数值大小。下面将详细阐述排气口12的开孔面积S₂设计的估算方法。

具体地，通过上述对造成前机盖无法一次性关闭上锁的主要原因的分析，计算的核心构思为：密封条13与前机盖接触的面积S₁和腔体11在前机盖关闭过程中产生的气压增量ΔP的乘积不超过预设反力f。

进一步地，腔体11在前机盖关闭过程中产生的气压增量ΔP等于腔体 11在前机盖关闭后的气压量P₂和腔体11在前机盖关闭前的气压量P₁之间的差值；

其中，

n₀为腔体11在前机盖关闭前的气体物质的量，R是理想气体常数，T 为热力学温度，V₁为腔体11在前机盖关闭前的容积。

可以理解的是，腔体11在前机盖关闭后的气压量P₂还可以通过在腔体11内设置外接的气压表进行测量。但是，本实施例着重讨论由理论公式一步一步推导得到腔体11在前机盖关闭后的气压量P₂。

进一步地，腔体11在前机盖关闭后的气压量P₂等于P₂₁和P₂₂之间的差值，其中:

P₂₁为假设前行李箱本体10未设置有排气口12时，腔体11在前机盖关闭后的气压量，V₂为腔体11在前机盖关闭后的容积， V₂＝V₁-S₁h，h为密封条13被压缩的高度；

P₂₂为气体经过排气口12的气压量。

可以理解的是，可以在排气口12的外部设置一容器，用于容纳经过排气口12排出的气体，在该容器上连接一压力表，用于测量前机盖关闭前后的压力差，以得到P₂₂的数值。但是，本实施例着重讨论由理论公式一步一步推导得到气体经过排气口12的气压量。

进一步地，气体经过排气口12的气压量P₂₂和腔体11在前机盖关闭后的容积V₂的乘积等于大气压强P和气体经过排气口12的体积流量Q的乘积。

具体地，请参阅图2，其为气体经过排气口12的体积流量Q和密封条 13被压缩的时间t的关系图。气体经过排气口12的体积流量Q为气体经过排气口12的流速q_f在密封条13被压缩的过程中沿时间t的积分，由图2 可知：曲线与横轴围成的面积大致等于阴影部分的面积。也就是说，气体经过排气口12的体积流量Q大致等于气体经过排气口12的流速q_f和密封条13被压缩的时间t乘积的一半；

其中，t＝2h/v，v为前机盖最前端的关闭速度。

进一步地，气体经过排气口12的流速q_f的计算公式为：

其中，c为流出系数；β＝d/D，d为排气口12的内径，D为腔体11 中设置有排气口12的壁面的高度；ε为可膨胀系数；S₂为排气口12的开孔面积；ΔP为腔体11在前机盖关闭过程中产生的气压增量；ρ为气体的密度；

联立可得：

经过计算，S₂可以在大于等于4000mm²时，便能够使用户不会明显地感受到前行李箱存在气压反力。

本发明第二方面还提供了一种电动汽车，该电动汽车包括上述的汽车前行李箱。该电动汽车具有和汽车前行李箱相同的效果，在此不进行赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种汽车前行李箱，其特征在于，包括前行李箱本体，所述前行李箱本体设置有用于储物的腔体和排气口，所述腔体通过所述排气口与外界连通；

所述前行李箱本体的上部设置有密封条，所述密封条包围于所述腔体的外部；

所述排气口的开孔面积S₂的范围为：

其中，h为所述密封条被压缩的高度；P₁为所述腔体在前机盖关闭前的气压量；v为前机盖最前端的关闭速度；c为流出系数；β＝d/D，d为所述排气口的内径，D为所述腔体中设置有所述排气口的壁面的高度；ε为可膨胀系数；ρ为气体的密度，S₁为所述密封条与前机盖接触的面积，f为预设反力，V₁为所述腔体在前机盖关闭前的容积。

2.根据权利要求1所述的汽车前行李箱，其特征在于，所述排气口设置有单向阀，所述单向阀被配置为使气体由所述腔体流向外界。

3.根据权利要求1所述的汽车前行李箱，其特征在于，所述排气口的开孔面积S₂和所述腔体在前机盖关闭前的容积V₁或和所述腔体在前机盖关闭后的容积V₂呈负相关的关系。

4.根据权利要求1所述的汽车前行李箱，其特征在于，所述排气口的开孔面积S₂和所述密封条与前机盖接触的面积S₁呈正相关的关系。

5.根据权利要求1所述的汽车前行李箱，其特征在于，所述密封条与前机盖接触的面积S₁和所述腔体在前机盖关闭过程中产生的气压增量ΔP的乘积不超过预设反力f。

6.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1-5中任一项所述的汽车前行李箱。