CN111465521B - 具有驱动电池的机动车 - Google Patents

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Abstract

根据本发明，机动车包括安置在驱动电池壳体(5)中的驱动电池(3)。驱动电池壳体设置并固定在机动车车身的底部结构(7)上、尤其是下侧上。驱动电池壳体具有侧向的、尤其是左侧和右侧外部壳体支撑结构(51、52)，它们这样设置在车身的尤其是左侧和右侧侧向门槛(9、10)的下方，使得(基本上仅)由车身侧向门槛和底部结构形成的、沿车辆横向方向的第一碰撞负荷路径(101)与(基本上仅)由驱动电池壳体形成的、沿车辆横向方向的第二碰撞负荷路径(102)(基本上)完全彼此分开。

Description

具有驱动电池的机动车
技术领域
本发明涉及一种具有驱动电池的机动车。
背景技术
已知可电驱动的机动车、如具有纯电驱动装置的机动车或具有电驱动装置和内燃机驱动装置的所谓的混合动力机动车。这些机动车通常在传动系中具有用于驱动机动车的电动机和牵引电池，牵引电池也可称为驱动电池，其为电动机提供电能。这种牵引电池通常也被称为高压能量存储器。已知在牵引电池中电池单元可组合成电池模块。电池单元或电池模块安置在牵引电池的壳体中，该壳体用于保护电池单元并且具有例如用于温度调节和控制电池单元的其它装置。这种牵引电池例如可设置在机动车前轴和后轴之间的机动车底部区域中。
例如DE 102013204765 A1示出一种用于存储用于驱动机动车的电动机的电能的存储单元结构单元、即牵引电池。牵引电池的壳体安装在机动车的下侧上并且还具有能量吸收区域，该能量吸收区域构造在壳体的外边缘区域上并且在碰撞情况下有助于减少碰撞能量，而不会损坏安置在壳体中的存储单元本身。壳体设置在机动车的侧向门槛之间并与其连接。在机动车发生侧向碰撞的情况下，在这种布置中负荷被导入侧向门槛中，该侧向门槛又支撑在牵引电池的壳体和底部上并且也可能支撑在未示出的底板横梁上。
发明内容
本发明的任务在于提供一种具有驱动电池的机动车，其中可更好地利用用于驱动电池的结构空间并且该驱动电池在机动车发生侧向碰撞的情况下、即在沿车辆横向方向的碰撞中可更好地有助于吸收碰撞能量。
所述任务通过一种具有驱动电池的机动车来解决。
根据本发明，机动车包括安置在驱动电池壳体中的驱动电池。驱动电池壳体设置并固定在机动车车身的底部结构上、尤其是下侧上。驱动电池壳体具有侧向的、尤其是左侧和右侧外部壳体支撑结构，它们这样设置在车身的、尤其是左侧和右侧的侧向门槛的下方，使得(基本上仅)由车身侧向门槛和底部结构形成的、沿车辆横向方向的第一碰撞负荷路径与(基本上仅)由驱动电池壳体形成的、沿车辆横向方向的第二碰撞负荷路径(基本上)完全彼此分开。
沿车辆横向方向分开的碰撞负荷路径尤其是意味着驱动电池壳体的外部壳体支撑结构与侧向门槛沿车辆横向方向不重叠或不过渡到彼此中。机动车车身以及驱动电池壳体因此可在碰撞负荷路径方面设计成彼此分开的。但基本上彼此独立的负荷路径却在机动车发生侧向碰撞的情况下共同有助于减少碰撞能量。此外，彼此分开的碰撞负荷路径导致驱动电池壳体和车身底部结构这样的结构设计，其简化驱动电池壳体在车身底部结构上的安装。
车身侧向门槛是车身的侧向的下部的外纵梁并且既设置在车身左侧也设置在车身右侧。
车辆横向方向相应于常用车辆坐标系中的y方向。
机动车尤其是乘用车或卡车。机动车可以是纯电驱动的机动车或所谓的混合动力汽车，其具有至少一个电驱动装置和另一例如具有内燃机的驱动装置。
根据本发明的驱动电池壳体构造用于接收、传递和吸收碰撞负荷。在此，壳体支撑结构是驱动电池壳体的组成部件，其可更大程度地接收负荷、有助于壳体刚度并且构造用于通过变形吸收碰撞能量。壳体支撑结构除了侧向的外部壳体支撑结构之外还可具有横梁结构，其在左侧和右侧的外部壳体支撑结构之间延伸。
车身的底部结构可包括底板和横梁、如座椅横梁，在其上通常固定有座椅。
根据本发明的一种优选扩展方案，车身的侧向门槛和驱动电池壳体的侧向的外部壳体支撑结构沿车辆横向方向不相互重合。换句话说，侧向门槛和驱动电池壳体的相配的侧向的外部壳体支撑结构沿车辆横向方向没有重叠。因此，侧向门槛和相对应的侧向的外部壳体支撑结构不沿车辆横向方向从后面作用到对方上。沿车辆横向方向观察时没有相互重合或重叠。
由此车身和驱动电池的壳体支撑结构可设计成彼此独立的。在机动车发生侧向碰撞的情况下，作为车身组成部件的侧向门槛和驱动电池的侧向外部壳体支撑结构沿车辆横向方向基本上不相互支撑，因为不存在侧向重叠。因此，第一碰撞负荷路径与第二碰撞负荷路径完全分离。这样构造机动车，使得侧向门槛在侧向碰撞中不支撑在驱动电池壳体的相配的侧向外部壳体支撑结构上或驱动电池壳体的其它组成部件上。
优选这样构造第一碰撞负荷路径和第二碰撞负荷路径，使得两条碰撞负荷路径在机动车的侧向碰撞中在碰撞开始时就起作用。
因此，两条碰撞负荷路径在机动车的侧向碰撞开始时就已经在尽可能高的负荷水平下同时有助于减少碰撞能量。
沿车辆竖直方向、即沿车辆坐标系中的z方向可构造驱动电池壳体的侧向外部壳体支撑结构与相配的侧向门槛的完全重叠。在此，驱动电池壳体的侧向(左或右)的外侧、即左侧外部壳体支撑结构的左外侧和右侧外部壳体支架支撑结构的右外侧与车身的相配的侧向门槛的(左或右)外侧沿车辆竖直方向基本上彼此叠置。因此，驱动电池壳体的宽度基本上相应于与驱动电池壳体相邻的车身的宽度。
由此在发生碰撞的情况下，第一碰撞负荷路径和第二碰撞负荷路径基本上同时并且从机动车发生侧向碰撞开始就有助于减少、即吸收碰撞能量。
根据另一种优选实施方式，侧向的外部壳体支撑结构的高度沿车辆横向方向在驱动电池壳体的整个宽度上相应于驱动电池壳体的高度。
驱动电池壳体的高度由与下侧、即底部或下壁到上侧、即盖或上壁的距离决定。
根据本发明的一种优选扩展方案，驱动电池壳体具有横梁，这些横梁将左侧外部壳体支撑结构和右侧外部壳体支撑结构彼此连接并且设计用于接收、传递和/或吸收沿车辆横向方向的碰撞负荷。
因此，在机动车发生侧向碰撞的情况下，驱动电池壳体的侧面外部壳体支撑结构可相互支撑。
优选驱动电池壳体在前轴和后轴之间设置在车身底部结构上。
根据另一种优选实施方式，驱动电池壳体形成气密的、介质密封的单元。
因此，驱动电池独立于机动车车身地放置在驱动电池壳体中以免受机动车外部环境影响。
侧面外部壳体支撑结构可由挤压型材制成，其尤其是由轻金属或轻金属合金、如铝或铝合金制成。
由此驱动电池壳体可具有低重量并且易于制造。
侧向的外部壳体支撑结构可构造成尤其是由钢制成的壳结构。
由此驱动电池壳体可低成本地制造。
根据本发明的一种优选扩展方案，在机动车中侧向门槛和相邻设置的壳体支撑结构在机动车的外侧上被面板覆盖，该面板尤其是构成车身外壳的一部分。
由此驱动电池壳体不可见并且机动车外侧可相应设计成外形优美的。面板在机动车发生侧向碰撞的情况下对于接收、传递和吸收碰撞负荷而言不重要。
根据一种优选扩展方案，驱动电池壳体通过螺栓连接、如螺纹连接固定在车身上。
由此驱动电池壳体可与驱动电池一起简单地更换并且在维护工作中更易于接近。此外，通过移除驱动电池也可从下面接近机动车车身的底部结构。
在根据本发明的机动车中，驱动电池壳体的侧向的外部壳体支撑结构优选沿车辆竖直方向基本上完全覆盖侧向门槛。
优选驱动电池壳体基本上在机动车或机动车底部结构的整个宽度上延伸。因此驱动电池壳体具有与机动车或机动车的包括侧向门槛的底部结构基本上相同的宽度。因此，侧向的外部壳体支撑结构的外侧邻接机动车的外侧或者是机动车外侧的组成部分，在此也可能安装作为车身外壳的护板，其并非驱动电池壳体的组成部分。
根据另一种优选实施方式，至少侧向的外部壳体支撑结构或整个驱动电池壳体完全设置在侧向门槛下方，且至少侧向的外部壳体支撑结构或整个驱动电池壳体与侧向门槛沿车辆横向方向不相互重叠或重合。因而侧向的外部壳体支撑结构不从后面作用在侧向门槛上。
本发明的上述补充特征可尽可能且合理地彼此任意组合。
附图说明
附图如下：
图1示出根据本发明一种实施例的具有驱动电池的机动车车身的示意性剖视图；
图2示出根据本发明实施例的具有驱动电池的机动车车身的示意性仰视图；
图3示出具有根据本发明实施例的一种变型的具有驱动电池的机动车车身的示意性剖视图。
具体实施方式
下面参考附图详细阐述本发明。
如图1和2示意性所示，机动车1的车身具有底部结构7，该底部结构包括底板以及左侧向门槛9和右侧向门槛10。机动车1车身的底部结构7优选由钢、铝制成或构造成纤维复合结构。底部结构7在机动车1前轴13和后轴15之间的区域中延伸并且形成机动车1乘客舱的下部区域。在车身底部结构7的下侧上，驱动电池3安装并设置在驱动电池壳体5中。如图2的仰视图所示，驱动电池3在驱动电池壳体5中基本上在前轴13与后轴15之间的整个区域上或至少在较大的区域上延伸。驱动电池壳体5具有左侧外部壳体支撑结构51和右侧外部壳体支撑结构52以及下壁53和上壁55。除了左侧外部壳体支撑结构51和右侧外部壳体支撑结构52之外，壳体支撑结构还包括其它支撑件、如多个横梁57，它们在左侧外部壳体支撑结构51和右侧外部壳体支撑结构52之间延伸。驱动电池壳体5具有与相邻的车身基本上相同的宽度。左侧外部壳体支撑结构51位于左侧向门槛9下方并且右侧外部壳体支撑结构52位于右侧向门槛10下方。驱动电池壳体5的上侧构造成大致平面的，由此可将驱动电池壳体5简单地安装到车身上。图2的仰视图以虚线示出具有侧向门槛9和10的车身，而以实线示出驱动电池壳体5的壳体支撑结构51、52、57。在图1的视图中，机动车的车身组成部件和驱动电池壳体5均以实线示出。
驱动电池3本身例如包括大量组合成多个电池模块的电池单元以及用于温度调节和控制驱动电池3的其它装置。驱动电池壳体5通过螺纹连接件可拆卸地固定在车身上。驱动电池壳体5并且尤其是壳体支撑结构51、52、57可由铝制成。左侧外部壳体支撑结构51和右侧外部壳体支撑结构52例如构造为具有多个腔室的挤压型材。
这样构造左侧外部壳体支撑结构51和右侧外部壳体支撑结构52，使得它们沿车辆横向方向、即沿y方向与相对应的侧向门槛9或10不重叠。驱动电池壳体5的宽度与设置在其上方的机动车车身的宽度相对应。因此，左侧外部壳体支撑结构51或右侧外部壳体支撑结构52沿竖直方向、即机动车的z方向覆盖相对应的侧向门槛9或10。在车身外侧上设有未示出的面板，该面板覆盖驱动电池壳体5和相对应的侧向门槛9或10，从而从侧面看不到驱动电池壳体5。
因此，机动车1对于前轴和后轴之间的侧向碰撞在其下部区域中具有两条负荷路径101、102。沿车辆横向方向的第一下部负荷路径101由侧向门槛9、10形成。尤其是侧向门槛9、10与底部结构7、即底板和横梁一起形成第一下部负荷路径101。沿车辆横向方向的第二下部负荷路径102由驱动电池壳体5的侧向的下部壳体支撑结构51、52形成。尤其是侧向的下部壳体支撑结构51、52与横梁57一起并且必要时通过下壁53和上壁55辅助形成第二负荷路径102。第一负荷路径101设置在第二负荷路径102上方。负荷路径101、102构造成在沿车辆横向方向的碰撞负荷中彼此独立或者说彼此完全分开的。
在机动车发生侧向碰撞的情况下，两条负荷路径101、102均可接收、传递并且通过所涉及的支撑结构的适当变形来吸收负荷。两条负荷路径101、102在机动车的侧向碰撞中同时起作用并且因此已经在碰撞开始时就能实现高负荷水平以减少碰撞能量。
根据图1所示的实施例的驱动电池3构造成“单层的”。这意味着，电池单元——其全部具有相同高度——并排设置在驱动电池壳体中。但在该实施例的一种变型中，如图3的剖视图所示，驱动电池3也可部分区段地构造成“双层的”，以增加驱动电池容量。与此相应，驱动电池壳体5也适应地且部分区段地构造有第二层59来容纳第二层电池单元。为此，驱动电池壳体5部分区段地伸入机动车1的底部结构7中。但这并不意味着负荷路径101和102沿车辆横向方向重叠，因为驱动电池壳体5的第二层59一方面与侧向门槛9或10间隔开并且驱动电池壳体5的第二层59本身不构造为用于接收、传递和吸收沿车辆横向方向的碰撞负荷的负荷路径。

Claims (16)

1.机动车(1)，包括安置在驱动电池壳体(5)中的驱动电池(3)，所述驱动电池壳体(5)通过螺纹连接件可拆卸地固定在机动车的车身上，驱动电池壳体(5)具有侧向的外部壳体支撑结构(51、52)，所述侧向的外部壳体支撑结构与车身的侧向门槛(9、10)分离地设置在车身的侧向门槛(9、10)的下方并且沿车辆横向方向观察时所述车身的侧向门槛(9、10)和驱动电池壳体(5)的壳体支撑结构(51、52)没有相互重合，使得由车身的侧向门槛(9、10)和底部结构(7)形成的、沿车辆横向方向的第一碰撞负荷路径与基本上仅由驱动电池壳体(5)形成的、沿车辆横向方向的第二碰撞负荷路径彼此分开，所述第一碰撞负荷路径和所述第二碰撞负荷路径构造成，使得所述第一碰撞负荷路径和所述第二碰撞负荷路径在机动车的侧向碰撞中在碰撞开始时就起作用。
2.根据权利要求1所述的机动车，其特征在于，所述机动车(1)是乘用车。
3.根据权利要求1所述的机动车，其特征在于，所述驱动电池壳体(5)的壳体支撑结构(51、52)的高度沿车辆横向方向在其整个宽度上相应于驱动电池壳体(5)的高度，和/或驱动电池壳体(5)的上侧构造成大致平面的。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车，其中，所述驱动电池壳体(5)具有横梁(57)，这些横梁将左壳体支撑结构(51、52)和右壳体支撑结构(51、52)彼此连接并且设计用于接收沿车辆横向方向的碰撞负荷。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车，其中，所述驱动电池壳体(5)在前轴(13)和后轴(15)之间设置在车身的底部结构(7)上。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车，其中，所述驱动电池壳体(5)形成气密封闭的、介质密封的单元。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车，其中，所述壳体支撑结构(51、52)由一个挤压型材或多个挤压型材制成。
8.根据权利要求7所述的机动车，其中，所述壳体支撑结构(51、52)由轻金属或轻金属合金制成。
9.根据权利要求7所述的机动车，其中，所述壳体支撑结构(51、52)由铝或铝合金制成。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车，其中，所述壳体支撑结构(51、52)构造成壳结构。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车，其中，所述壳体支撑结构(51、52)构造成由钢制成的壳结构。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车，其中，所述侧向门槛(9、10)和相邻设置的壳体支撑结构(51、52)在机动车的外侧上被面板覆盖。
13.根据权利要求12所述的机动车，其中，所述面板构成车身外壳的一部分。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车，其特征在于，所述驱动电池壳体(5)可拆卸地固定在车身上。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车，其特征在于，所述驱动电池壳体(5)通过螺栓连接可拆卸地固定在车身上。
16.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车，其中，所述驱动电池壳体的侧向的外部壳体支撑结构(51、52)沿车辆竖直方向基本上完全覆盖侧向门槛(9、10)。
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