CN112313104A - 集成了电池组件的车辆车身底架结构的布置以及具有这种布置的车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车辆(1)的车身底架结构的布置,该车身底架结构包括用于保护电池组件(20)的装置(2),该车身底架结构在侧向上包括裙围(31)、将这些裙围彼此连接的至少一个横向屏障(33)、以及布置成覆盖这些裙围和该屏障的地板(34),该车辆包括在该车辆的底架结构下方延伸的至少一个功能元件(40),该保护装置(2)包括沿横向于该车辆的轴线布置在裙围(31)与该电池组件(20)的侧向边缘(23)之间的至少一个插入件(10),其特征在于,该插入件(10)的形状是根据该功能元件、特别是借助于用于容纳该功能元件(40)的至少一个凹部来确定的。本发明还涉及一种包括这种布置的车辆。
Description
技术领域
本发明涉及车辆领域、更具体地涉及机动车辆。本发明最具体地适用于具有完全电动或部分电动式推进力、需要结合电池组件的车辆的设计。
本发明涉及一种具有电池和用于保护电池组件的装置的车辆底架结构的布置。
背景技术
已知的是,车辆(尤其是机动车辆)具有驱动装置,该驱动装置使用存储在电池组件中的电能。为了保持一定的负载能力或者甚至是保持优秀的抓地力,将这样的电池组件设置在车辆的车身下方是已知的。这也使得可以进行维护、或者甚至根据需要快速更换电池组件。尽管如今已经证明了这种布置的优点,但是这样的设置不利于在发生撞击、尤其是在发生侧向撞击时对电池组件的保护。
具体地,机动车辆车身的底架结构被设计用于尤其支撑车辆操作中使用的技术元件。举例来说,车辆的制动系统、地面接触系统和/或电气系统从外部即经由底侧紧固到车辆的地板上。这引起了车身底部架构的问题。必须将电池组件的定位与这些系统的操作结合起来。出于这个原因,必须在电池组件与底架结构的纵向边缘(即车辆的裙围)之间留有技术空间。
已经注意到,关于这个将电池组件与纵向边缘隔开的功能空间存在缺点。在发生侧向撞击的情况下,这个基本空置的空间会产生惯性,使得撞击的强度差不多完全传递到电池组件,这可能会对组件造成不可修复的损坏、或甚至在极端情况下存在引发火灾的风险。还注意到,由于车身底部的定位,电池组件的竖直向下的轻微突出使其更容易受到撞击,尤其是在爬上人行道的情况下。
在此提出的本发明通过提出一种具有用于保护电池组件的装置的车辆车身底架结构的布置以及一种具有用于通过限制电池组件(尤其是在发生侧向撞击的情况下)的劣化来提升车辆安全性的这种装置的车辆来解决现有技术解决方案的缺点。
发明内容
为此,本发明的主题涉及一种车身底架结构的布置,该车身底架结构在侧向上具有裙围、将这些裙围彼此连接的至少一个横向屏障、以及设置成覆盖这些裙围和该屏障的地板,而该车辆具有在该车辆的底架结构下方延伸的至少一个功能元件,并且保护装置具有沿横向于该车辆的轴线设置在裙围与电池组件的侧向边缘之间的至少一个插入件。该底架结构的布置值得注意之处在于,该插入件的形状是根据该功能元件、特别是借助于用于容纳该功能元件的至少一个壳体来确定的,该插入件包括内部部分、外部部分以及至少一个紧固接口,使得可以将该功能元件可逆地安装在所述保护装置上。
有利地,由于该底架结构与该电池组件之间的距离减小到最小,因此改善了对横向撞击力的吸收。该插入件因此被设计为至少部分地围绕功能元件,这样易于减小裙围与电池组件之间的没有材料的空间。因此,来自侧向地撞击车辆的障碍物的撞击力首先迅速地传递到围绕电池组件的力传输装置,然后被保护装置吸收。
根据其他特征,作为本发明主题的该布置可以包括单独地或彼此组合地采用的以下特征:
-该插入件包括固定到该电池组件的内部部分,使得其具有与该侧向边缘的轮廓基本相同的轮廓,以便从下方竖直地覆盖该侧向边缘,
-该插入件包括固定到该裙围的外部部分,使得该部分的至少一部分、特别是前部分具有与该裙围的轮廓基本相同的轮廓,以便与该裙围一致地、特别是以大致恒定的距离横向延伸,
-该插入件包括固定到功能元件的外部部分,使得该部分的至少一部分、特别是后部分具有与该功能元件的轮廓基本相同的轮廓,以便与该功能元件一致地、以大致恒定的距离横向延伸,
-该插入件是通过对塑料材料、特别是复合材料进行模制而生产的,
-该外部部分的高度小于该内部部分的高度,这些部分定义了紧固到加强组件的单个大致平坦的内表面,
-该功能元件属于电气控制系统、制动系统和/或地面接触系统,
-该紧固接口是通过对该外部部分进行模制而生产的,该接口为可变形钩的类型,使得可以紧固该功能元件,
-该插入件包括交错成网的加强肋,从而可以经由竖直保护梁使侧向撞击沿着该裙围和/或该电池组件的侧向边缘分布,
-该内部部分从该电池组件的底部竖直地突出,该底部由用于保护该电池组件的基本平坦的水平隔板界定,
-该外部部分被通风隔板覆盖,该通风隔板的内边缘围绕该内部部分延伸,该通风隔板和外部部分限定了该功能元件纵向延伸所通过的空间。
本发明还涉及一种车辆、尤其是机动车辆类型的车辆,该车辆包括至少具有上述特征中的任一个特征的布置。
附图说明
通过阅读仅借助非限制性示例并且参照附图所给出的以下说明,本发明的一些目的、特征以及优点将会变得显而易见,在附图中:
-图1是从根据本发明的车辆下方观察的局部示意图;
-图2是根据本发明的图1中车辆的侧向侧的放大图,其中,已经去除了通风隔板,该图示出了电池组件的插入件;
-图3是图1中车辆的相对侧向侧的放大图,其中,已经去除了插入件;
-图4沿图2中的截面线A-A以透视图示意性地示出了根据本发明的车辆的车身底架结构的一侧的布置;
-图5沿图2中的截面线B-B示意性地示出了根据本发明的车辆的车身底架结构的相对侧的布置。
具体实施方式
在整个说明书中,前和后是根据机动车辆的行驶方向来定义的。当以直线向前行驶时,车辆沿着X轴线从后向前前进。此外,认为车辆搁置在具有X轴线和Y轴线的水平地面上。术语“下”和“上”指的是竖直轴线Z。
图1示意性地展示了从下方观察的车辆1,至少展示了具有后轮车桥3的车辆部分,该后轮车桥被设置成与电池组件20邻近,这两者均连接到车辆的车身底架结构。电池组件20是以单个部件实现的模块,并且优选地沿横向轴线设置在车辆的中心位置且靠近后轮车桥3,以保持配备有电驱动系统的车辆的优秀的抓地力。车身底架结构包括通过横向屏障33彼此连接的裙围31、32以及悬于它们之上的地板34。裙围31、32由车身侧面衬里38(未示出)组成,衬里38连接到增强件37,该增强件优选地具有U形截面,如图4和图5中可见。因此,车辆的车身底架结构包括位于车辆的左下部分或右下部分的裙围31、32,该裙围具有封闭的截面。每个裙围31、32通过加强组件30朝向车辆内部侧向延伸,该加强组件部分地由连接件36、39、46和加强件51、52组成。除了地板34之外,连接件36、39、46也使得裙围31、32彼此连接。连接件39可以是连接到地板34的横向构件,以与地板形成横梁。其他连接件36和46可以分别为间隔件和紧固板,该间隔件将紧固板连结到横向构件,而紧固板的一侧焊接到裙围31、32的增强件37并且相反侧焊接到间隔件。加强件52将连接件36和39彼此连接。加强件51通过将连接件36和裙围31、32彼此连接而部分地覆盖连接件46。
加强组件30保证了支撑电池组件20的重量所需要的刚度,该电池组件经由车辆的底侧附接并且例如直接紧固到地板34。
加强组件30与裙围31、32和电池组件20相结合的设置界定了容纳功能元件40的空间。
功能元件40可以属于车辆的电气控制系统,它可以是电缆线41、43、44的类型,这些电缆线旨在特别地连接到车辆上车载的传感器或计算机以便执行控制功能。它也可以是缆线的类型,电力电流流过该缆线以便为致动器(例如车辆的电动马达)供电。
功能元件40可以属于制动系统,它可以是液压管线45的类型。
功能元件40可以属于地面接触系统,它可以是连接到后轮车桥3的铰接臂42的类型。铰接臂42可以包括杆421,该杆的一端连接到车桥、并且另一端通过安装在U形夹422上的轴承423连接到地板34。U形夹422还可以形成用于支撑制动系统的液压管线45的装置。
地板34的下部部分因此包括在任一侧经由电池组件20的侧向边缘围绕该电池组件延伸的多个功能元件40。地板34的下部部分还包括用于将电池组件20紧固到车辆的车身底架结构的装置21、22。该装置可以包括前支撑件和后支撑件,该前支撑件和后支撑件的一侧例如通过互锁安装在电池组件20的侧向侧面上,而另一侧例如通过拧紧安装在地板34上。这有利地使电池组件20的安装是可逆的,以确保其维护。
电池组件20包括由至少一个竖直梁24组成的力传递装置,该竖直梁部分地包围该电池组件的边缘(至少是其侧向边缘)。前横向边缘位于连接裙围31、32的横向屏障33附近。横向屏障33可以在中央具有冲压件,使得其具有凹形轮廓,电池组件20的前边缘设置在该凹形轮廓内。因此,在发生正面撞击的情况下,撞击的能量可以被传递到每个裙围31、32,以保护电池组件20。
底架结构的布置包括电池保护装置2,该电池保护装置包括横向地容纳在裙围31、32与电池组件20之间的插入件10。
在图1中,车辆的底侧包括左手插入件和对称的右手插入件,每个插入件容纳在电池组件20与相应的裙围31、32之间。
每个插入件10的形状是根据存在于将裙围31、32与电池组件20隔开的区域中的功能元件来确定的。
在图2(示出了车辆的左手侧)的底架结构的布置的实施例中,功能元件40是电缆线41、44,另一功能元件是地面接触系统的铰接臂42,另一功能元件是所述紧固装置21、22。
插入件10包括内部部分12和外部部分11。
插入件10通过模制以单个部件实现。
根据变型实施例,外部部分11和内部部分12中的一个是通过用不同的塑料材料、或甚至例如复合材料将外部部分11和内部部分12中的另一个包覆成型而实现的。
内部部分12的形状是根据电缆线41、43、44来确定的,因为其具有通过对外部部分11进行模制而实现的紧固接口13、14。优选地,紧固接口为可变形钩的类型,其形状根据要紧固的功能元件的尺寸来确定。由于所有紧固接口都组装在仅单个部件上(在这种情况下,为用于保护电池组件20的装置的插入件的外部部分),这种设计使得可以快速安装功能元件。
插入件10包括壳体,在该壳体中设置有U形夹442,在该U形夹上安装有针对铰接臂42的铰接轴承423。该壳体在插入件的外部部分11的整个厚度上延伸。
插入件10还包括凹部,所述紧固装置21、22设置在该凹部中。
在图2中,缆线41、43、44在插入件的外部部分11下方经过,该外部部分的厚度小于内部部分12的厚度。
在图1中,只有外部部分11被通风隔板35覆盖。这种覆盖使得可以在Z方向上形成空间,缆线41、43、44穿过该空间延伸,如图5中可见。
在图3中,底架结构的右手侧被示出为具有功能元件40,该功能元件为属于车辆的制动系统的液压管线45的类型。此处,制动系统再次在电池组件20与裙围3之间延伸。用于保护电池组件20的装置2适应于液压管线45。为此,插入件10在其外部部分11处具有凹槽,该凹槽形成在该外部部分的、直接面对加强装置30的内表面上。
外部部分11的这种形状使得可以定位液压管线45。
外部部分11的外边缘遵循由裙围31、32的增强件37限定的轮廓,同时在Y方向上保持基本恒定的距离。因此,插入件10可被迅速投入使用,以便传递来自施加在裙围31、32上的侧向撞击的能量。
内部部分12的内边缘基本上遵循由电池组件20的边缘23限定的轮廓,竖直梁24抵靠该边缘设置。这样的设计有利地使得可以使施加到裙围31、32上的侧向撞击力直接沿着部分地由竖直梁24组成的框架分布,该框架的形状为包围电池组件20。
为了保护电池组件20的底部不受可能来自车身底侧的任何撞击(例如,在车辆爬上人行道的情况下),保护装置2的形状应使其局部地覆盖电池组件20,从而使得保护装置在电池组件下方延伸。为此,保护装置2的高度为使得:一旦被紧固到车身结构,内部部分12就从电池组件20的底部竖直地突出,该底部由覆盖电池组件20的下表面的、基本上平坦的水平保护隔板25界定。插入件10的下部部分与水平隔板25之间的距离因此在5mm至10mm之间。
内部部分12还包括纵向凹槽15,该纵向凹槽用作Z方向上的止挡件,电池组件20借助于竖直梁24抵靠该纵向凹槽。从内部部分12横向地突出的凹槽15使得可以相对于电池组件20引导插入件10。
仅覆盖插入件10的外部部分11的通风隔板35通过其侧向区域之一直接紧固到裙围31、32的增强件37,其侧向区域中的另一侧向区域(与前一侧向区域相反)与内部部分12基本相符。由于该内部部分具有由网状的肋隔开的实心区域和中空区域,因此确保了车身底部湍流影响的局部减小,该减小与由通风隔板35实现的效果相同。
部分地通过紧固用于保护电池组件20的装置2的每个插入件10,可以实现如上所述的车身底架结构的布置。为此,每个外部部分11或内部部分12包括至少一个筒体,穿过该筒体设置有螺钉,该螺钉用于将插入件10直接紧固到用于加强车辆车身的装置30。
如上所述的车身底架结构的布置值得注意之处在于,通过提出结合旨在减少发生撞击时的动态惯性的、用于保护电池组件20的装置,使得可以改善对车辆乘员的保护。插入件10相对于车身底架结构的结构元件以及底架结构处存在的功能元件的接近性有利地使得可以差不多瞬时地使施加至裙围31、32的侧向撞击力分散。
每个插入件10还被成形为结合有紧固装置,这使得可以汇集用于不同类型车辆的车身底部功能元件,这取决于这些车辆是否包括电驱动系统。
由于保护装置2在电池组件20的差不多整个长度上纵向延伸,因此结合该保护装置就更加值得注意,并且这样易于减小施加至裙围31、32上的侧向撞击的严重性。
基于网状的加强肋的插入件10的结构使得可以同时结合刚度和低重量。
Claims (12)
1.一种车辆(1)的车身底架结构的布置,该车身底架结构具有用于保护电池组件(20)的装置(2),该车身底架结构在侧向上具有裙围(31,32)、将这些裙围彼此连接的至少一个横向屏障(33)、以及设置成覆盖这些裙围和该屏障的地板(34),该车辆具有在该车辆的底架结构下方延伸的至少一个功能元件(40),该保护装置(2)具有沿横向于该车辆的轴线设置在裙围(31,32)与该电池组件(20)的侧向边缘(23)之间的至少一个插入件(10),其特征在于,该插入件(10)的形状是根据该功能元件、特别是借助于用于容纳该功能元件(40)的至少一个壳体来确定的,该插入件(10)包括内部部分(12)、外部部分(11)以及至少一个紧固接口(13,14),使得可以将所述功能元件(40)可逆地安装在所述保护装置上。
2.如权利要求1所述的布置,其特征在于,该插入件包括固定到该电池组件的内部部分(12),使得其具有与该侧向边缘(23)的轮廓基本相同的轮廓,以便从下方竖直地覆盖该侧向边缘。
3.如权利要求1或2所述的布置,其特征在于,该插入件包括固定到该裙围(31,32)的外部部分(11),使得该部分的至少一部分、特别是前部分具有与该裙围(31,32)的轮廓基本相同的轮廓,以便与该裙围一致地、特别是以大致恒定的距离横向延伸。
4.如权利要求1或2所述的布置,其特征在于,该插入件包括固定到功能元件(40)的外部部分(11),使得该部分的至少一部分、特别是后部分具有与该功能元件(40)的轮廓基本相同的轮廓,以便与该功能元件一致地、以大致恒定的距离横向延伸。
5.如前述权利要求中任一项所述的布置,其特征在于,该插入件是通过对塑料材料、特别是复合材料进行模制而生产的。
6.如前述权利要求中任一项所述的布置,其特征在于,该外部部分(11)的高度小于该内部部分(12)的高度,这些部分限定了紧固到加强组件(30)的单个大致平坦的内表面。
7.如前述权利要求中任一项所述的布置,其特征在于,该功能元件(40)属于电气控制系统、制动系统和/或地面接触系统。
8.如前述权利要求中任一项所述的布置,其特征在于,该紧固接口(13,14)是通过对该外部部分(11)进行模制而生产的,该接口为可变形钩的类型,使得可以紧固该功能元件(40)。
9.如前述权利要求中任一项所述的布置,其特征在于,该插入件包括交错成网的加强肋,从而可以经由竖直保护梁(24)使侧向撞击沿着该裙围(31,32)和/或该电池组件(20)的侧向边缘(23)分布。
10.如前一项权利要求所述的布置,其特征在于,该内部部分(12)从该电池组件的底部竖直地突出,该底部由用于保护该电池组件的基本平坦的水平隔板(25)界定。
11.如前述权利要求中任一项所述的布置,其特征在于,该外部部分(11)被通风隔板(35)覆盖,该通风隔板的内边缘围绕该内部部分(12)延伸,该通风隔板和该外部部分(11)限定了该功能元件(40)纵向延伸所通过的空间。
12.一种车辆、特别是机动车辆类型的车辆,其特征在于,该车辆包括如前述权利要求中任一项所述的布置。
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