CN113348128A - 用于电动汽车的白车身 - Google Patents

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CN113348128A CN201980073180.7A CN201980073180A CN113348128A CN 113348128 A CN113348128 A CN 113348128A CN 201980073180 A CN201980073180 A CN 201980073180A CN 113348128 A CN113348128 A CN 113348128A
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Abstract

一种用于电动汽车的白车身(100)，包括：由包括碳纤维的材料制成的左侧框(110L)和右侧框(110R)；与左侧框(110L)和右侧框(110R)连接，并横跨左侧框(110L)和右侧框(110R)延伸的至少一个下方结构构件(120)；以及与左侧框(110L)和右侧框(110R)连接，并横跨左侧框(110L)和右侧框(110R)延伸的多个上方结构构件(130)。下方结构构件(120)为一个或多个可充电电池组(B1/B2)提供支撑。

Description

用于电动汽车的白车身
技术领域
本发明涉及一种用于电动汽车的白车身。
背景技术
电动汽车正变得越来越受欢迎。透过在汽车中以电动马达与电池组替代内燃机、变速箱及油箱，可大量节省轮子上方的白车身内的空间，从而在理论上为重新设计白车身提供了可能性。然而，电动汽车白车身的设计的简化非常有限，特别是出于减低成本和/或提高灵活性的目的而对白车身所进行的设计。
为了克服或者至少减轻前述缺陷，本发明提供了一种用于电动汽车的新的或改进的白车身。
发明内容
根据本发明，提供了一种用于电动汽车的白车身，其包括：由包括碳纤维的材料制成的左侧框的右侧框；与左侧框和右侧框连接，并横跨左侧框和右侧框延伸的至少一个下方结构构件；以及与左侧框和右侧框连接，并横跨左侧框和右侧框延伸的多个上方结构构件。下方结构构件为一个或多个可充电电池组提供支撑。
优选地，左侧框和右侧框中的至少一个包括环状结构。
更优选地，环状结构一体形成为一体结构。
更优选地，环状结构具有一轮廓，该轮廓在其朝向白车身的内部的内侧上凹入或在其朝向白车身的外部的外侧上凸出。
更优选地，环状结构具有单个开口，其允许人员出入白车身的内部。
进一步更优选地，开口适于与门相配合，以用于闭合开口。
环状结构具有前侧与后侧是优选的，前侧与后侧中的至少一个为相应的可接合地面的轮子提供弧形的至少一部分。
环状结构具有内表面及一体形成在内表面上的连接构件是优选的，其用于与上方结构构件和下方结构构件中的至少一个连接。
在一个优选实施例中，左侧框和右侧框由包括碳纤维及塑料的材料制成。
更优选地，该材料包括碳纤维增强塑料。
进一步更优选地，左侧框和右侧框由碳纤维增强塑料模制而成。
至少一个下方结构构件具有大体平面形状是优选的。
下方结构构件具有一长度，该长度在左侧框和右侧框的相应的底部的大体整体长度上沿第一方向延伸是进一步优选的。
下方结构构件具有一宽度，该宽度在横跨左侧框和右侧框的底部沿第二方向横向延伸是更进一步优选的。
下方结构构件提供白车身的底部是进一步优选的。
下方结构构件在底部的大体整个覆盖区域上、在其上侧和下侧之间是实心的是更进一步优选的。
在一个优选实施例中，下方结构构件具有至少一个空腔，其适于容纳可充电电池组。
更优选地，至少一个空腔横跨左侧框和右侧框中的一个沿第二方向横向延伸。
进一步更优选地，至少一个空腔大体上在下方结构构件的整个宽度上延伸。
进一步更优选地，至少一个空腔在分别朝向左侧框和右侧框的两侧中的至少一侧上具有开口，可充电电池组可通过开口插入或移除。
又进一步更优选地，至少一个空腔在分别朝向左侧框和右侧框的两侧中的每一侧上具有开口。
下方结构构件具有多个所述空腔，其适于容纳相应的可充电电池组并沿下方结构构件的长度顺序地布置是优选的。
在一个优选实施例中，上方结构构件中的至少一些由相应的梁提供。
更优选地，梁由多个中空挤压件提供，中空挤压件由金属或合金制成。
进一步更优选地，中空挤压件由铝金属或铝合金制成。
更优选地，梁至少包括：前梁和后梁，其分别设置在左侧框和右侧框的前侧及后侧；以及第一中间梁和第二中间梁，其设置在前梁和后梁之间，并且位于比第一中间梁和第二中间梁较高的位置。
进一步更优选地，前梁和第一中间梁限定了白车身的挡风玻璃区域，后梁和第二中间梁限定了白车身的后窗区域。
进一步更优选地，前梁提供或支撑电动汽车的仪表盘。
进一步更优选地，梁包括至少一个附加梁，其布置在下方结构构件附近。
又进一步更优选地，至少一个附加梁布置在下方结构构件上或与下方结构构件接合。
又进一步更优选地，下方结构构件在其上表面上具有凹部或凹槽，至少一个附加梁至少部分地装配于凹部或凹槽内。
凹部或凹槽与空腔或多个空腔布置在下方结构构件的非重叠位置是优选的。
在一个优选实施例中，白车身包括端面板构件，其与左侧框和右侧框连接，并且在白车身的相应端处横跨左侧框和右侧框延伸。
更优选地，端面板构件具有：暴露于外的外部；以及内部，内部与下方结构构件的相邻端配合，以在白车身的同一端为轮轴限定外壳。
端面板构件包括有前面板，该前面板设置在白车身的前端是优选的。
端面板构件包括有后面板，该后面板设置在白车身的后端是优选的。
本发明还提供了一种电动汽车，该电动汽车结合有前述白车身。
附图说明
现在将参考附图并仅通过举例的方式更具体地对本发明进行描述，其中：
图1是电动汽车的前透视图，该电动汽车包括根据本发明的用于电动汽车的白车身的第一实施例；
图2是图1所示的电动汽车的后透视图；
图3是图1所示的电动汽车的左侧视图；
图4是图1所示的电动汽车的顶部平面图；
图5是图1所示的电动汽车的前端视图；
图6是图1所示的电动汽车的后端视图；
图7是图1所示的电动汽车的白车身的透视图；
图8是图7所示的白车身的分解透视图；
图9是根据本发明的用于电动汽车的白车身的第二实施例的透视图；
图10是图9所示的白车身的分解透视图；
图11是与前述电动汽车类似的电动汽车的透视图，其示出了电动汽车中的方向盘及排布为二排的四个座位；
图12是图11所示的电动汽车的左侧视图；
图13是图11所示的电动汽车的顶部平面图；以及
图14为图11所示的电动汽车的前端视图。
具体实施方式
首先参考附图的图1至图8，示出了体现本发明的用于电动汽车10的第一白车身100，电动汽车10是用于载客的汽车，或在一个不同的实施例中可以是用于运送货物的汽车，例如轻型货车。白车身100具有：由包括碳纤维的材料制成的左侧框110L；由包括碳纤维的材料制成的右侧框110R；至少一个下方结构构件120，该下方结构构件120与左侧框110L及右侧框110R连接，并横跨左侧框110L及右侧框110R延伸；以及多个上方结构构件130，多个上方结构构件130与左侧框110L及右侧框110R连接，并横跨左侧框110L及右侧框110R延伸。下方结构构件120为一个或多个可充电电池组提供支撑，例如，前述可充电电池组是两个可充电电池组，即可充电电池组B1与可充电电池组B2。
左侧框110L与右侧框110R中的至少一个，或在所描述的实施例中两个侧框110L与110R包括环状结构111。每个环状结构110一体形成为一体结构，以提高强度，并特别地提高刚性。它们由包括碳纤维还有塑料，特别是碳纤维增强塑料的材料制成，并且由碳纤维增强塑料经模制而成。
左侧框110L与右侧框110R中的每一个具有一整体形状或轮廓，该整体形状或轮廓在其朝向白车身100内部的内侧上凹入，和/或在其朝向外部的相对外侧上凸出。每个环状结构110具有单个开口110A，该开口110A允许人员出入(access)白车身100的内部。开口110A适于与门110B相配合，以用于闭合开口110A，从而用作为电动汽车10的相应侧的侧门。
开口110A占据了环状结构110的大部分面积，从而导致环状结构110具有四侧：前侧110-1与后侧110-2(较短的侧，在下文亦称之为端)，以及顶侧110-3与底侧110-4(较长的侧)。这四侧110-1到110-4为大体细长，每一侧具有平滑弯曲且向内凹入的截面。例如，相较于平坦的截面，这种截面提供更为优异的刚性和强度。
前侧/端110-1与后侧/端110-2的底部具有弧形形状，以为电动汽车10的可与地面接合的前后轮子W分别提供至少一部分弧形。四侧110-1到110-4中的一些侧并优选地每一侧在其内表面上一体成型并具有一个或多个凸块(tab)110T，一个或多个凸块110T用作为连接结构以用于连接下方结构构件120及上方结构构件130中的至少一个结构构件，并优选地下方结构构件120及上方结构构件130中的所有结构构件。
至于下方结构构件120，其为大体平面矩形形状并具有前端120-1和后端120-2，并且下方结构构件120提供或用作为白车身100的底部。下方结构构件120具有一长度和一宽度，该长度在左侧框110L和右侧框110R的相应的底部或侧110-4的大体整体长度上沿第一方向延伸，该宽度横跨左侧框110L和右侧框110R的底部/侧110-4沿第二方向横向延伸。下方结构构件120在底部的大体整个覆盖区域上、在其上侧和下侧之间是实心的，即不存在任何通孔或孔。
下方结构构件120形成有至少一个空腔，或者在所描述的实施例中优选地形成有两个空腔120C，两个空腔120C中的每一个空腔适于容纳相应的可充电电池组B1/B2。每个空腔120C横跨左侧框110L和右侧框110R沿第二方向横向延伸，并且优选地为了使其尺寸/体积最大化，每个空腔120C大体上在下方结构构件120的整体宽度上延伸。
每个空腔120C在分别朝向左侧框110L和右侧框110R的两侧中的至少一侧上具有开口120O，相关的可充电电池组B1/B2可通过该开口120O插入以用于使用或移除以用于维修/更换。电池组B1/B2占据了空腔120C内部的大体整个空间。空腔120C可在朝向左侧框110L和右侧框110R的两侧中的每一侧上具有开口120O，使得可在白车身100的任一侧上接近(access)可充电电池组B1/B2。
如在所描述的实施例的状况中，下方结构构件120具有多个(即，两个或更多个)所述空腔120C，以容纳多于一个可充电电池组B1/B2，以用于最大化电动汽车10的里程(range)。空腔120O沿下方结构构件120的长度顺序地布置，在它们之间具有最佳间隔，以在机载(onboard)电池组B1/B2的总电容与白车身100之强度/刚度之间取得平衡。
现在参考上方结构构件130，至少一些上方结构构件130并且在所描述的实施例中所有上方结构构件130由横跨左侧框110L与右侧框110R连接的相应的梁130提供。存在有七条梁130，而这七条梁可分为两组，即上梁130-1至130-4,以及下梁130-5至130-7。梁130由中空挤压件提供，每个中空挤压件具有大体平坦的长方形中空截面。它们优选地由金属或合金制成，并且更优选地由铝金属或铝合金制成，因为与其它金属/合金(诸如钢)相比，它们在重量、刚性及成本方面更为优异。
上方的组由前梁130-1、后梁130-2、第一中间梁130-3与第二中间梁130-4组成，其中前梁130-1与后梁130-2分别设置在左侧框110L与右侧框110R之前后两侧/前后两端，第一中间梁130-3与第二中间梁130-4设置在前梁130-1与后梁130-2之间，并且位于比前梁130-1与后梁130-2较高的位置。这样的布置使得前梁130-1与第一中间梁130-3限定白车身100的挡风玻璃区域A1，并且后梁130-2与第二中间梁130-4限定白车身100的后窗区域A2。
虽然所有其他梁130-2至130-6水平延伸，但是前梁130-1是倾斜的，且前梁130-1的截面与水平面呈优选为500至700的锐角，从而呈现出朝向驾驶员并用作为电动汽车10的仪表盘D的主侧。仪表盘D可支撑方向盘以及用于显示各种汽车控制/设定及其他信息的触敏屏幕。为了满足前述功能，前梁130-1比其他梁130-2至130-6相对较宽。
所有七条梁130具有大体相同的长度，这取决于前侧框110L与后侧框110R之间的轮廓以及间隔(包括角度)而变化。梁130的端部是开放且倾斜的，以装配在左侧框110L与右侧框110R的内表面上的整体凸块110T上，同时与内表面的轮廓相匹配，以用于连接侧框110L和110R。该连接可以多种方式紧固或固定，诸如通过螺栓和螺母，胶水或任何其他适当的固定手段。像梁130(即，上方结构构件)一样，下方结构构件120可以相同的方式与侧框110L和110R连接(如下文关于第二白车身100'所描述的)。
在下方的组中，存在有布置成紧邻下方结构构件120的三条梁130-5至130-7(或如图9与图10所示的第二实施例中，至少一条梁)。更具体地，三条梁130-5至130-7布置在下方结构构件120上或与下方结构构件120接合。在这方面，下方结构构件120在其上表面上形成有一组的三个凹部或凹槽120G，其在横跨下方结构构件120的整个宽度上横向延伸。三条梁130-5至130-7分别至少部分地装配在凹槽120G内，以在形成白车身100的底部时加强下方结构构件120和/或与下方结构构件120配合，并使其参数满足汽车性能与安全性的强度和刚度方面的要求。
为了不削减下方结构构件120的强度和/或其中可用于保持电池组的空间，凹部或凹槽120G(其用于接收下梁130-5至130-7)设置为不与空腔120C重叠或堆叠(其用于接收电池组B1和B2)。
白车身100将由前端面板构件104F及后端面板构件140R完成，前端面板构件104F及后端面板构件140R由碳纤维增强塑料模制为侧框110L和110R。前端面板构件104F与后端面板构件140R各自分别与白车身100的前端与后端处的左侧框110L与右侧框110R连接，并且横跨左侧框110L与右侧框110R延伸。总体上，前端面板构件104F在白车身100的前端处提供前面板，而后端面板构件140R在白车身100的后端处提供后面板。
前端面板构件104F的左右两侧连接至侧框110L和110R(即，环状结构110)的前侧/端110-1并与前侧/端110-1齐平。后端面板构件140R的左右两侧连接至侧框110L和110R的后侧/端110-2并与后侧/端110-2齐平。这完成了白车身100的外围。两个端面板构件104F和140R还分别与下面的下方结构构件120的前端120-1和后端120-2连接。
前端面板构件104F与后端面板构件104R中的每一个端面板构件具有暴露于外的外面板部分141及位于面板部分141后方的内底部分142。面板部分141是与两个侧框110L和110R接合的端面板构件140F/140R的部分。底部分142具有水平延伸的部分圆柱形壳状构造，其在下方结构构件120的相邻的前/后端120-1/120-2处闭合，从而共同限定前/后轮轴W1/W2(示意性地示出)及相关的电动马达(未示出)的外壳，电动马达用于在白车身100的同一端转动轮轴W1/W2。
铝金属/合金是用于制造下方结构构件120、前端面板构件140F与后端面板构件140R的材料的优选选择。
现在参考图9与图10，其示出了体现本发明的用于电动汽车10的第二白车身100'，该白车身100'具有与上述第一白车身100大体相同的结构并以大体相同的方式组装，其中以附加「'」的形式示出了等效的部件。一个主要差异在于没有在下方结构构件120'附近使用不同的(下方的组的)上方结构构件130'。省略了三个这样的上方结构构件130'，它们对应于第一白车身100中的梁130-5至130-7。
在第二白车身100'中，左侧框110L'及右侧框110R'仅通过下方结构构件120'在其底部/侧110-4'连接。这导致略微简化的结构，并且这是可能的，因为下方结构构件120'是相当大的部件，仅该一个部件就足以提供所需的刚性。
如图10所示，下方结构构件120'的上表面可在整个中间部分成形为一体地包括具有平坦矩形截面的肋130-6'，其与第一白车身100中的中间梁130-6非常相似。这清楚地示出了下方结构构件120'可类似地使用侧框的底侧110-4'上的凸块110T'来与侧框110L'及110R'连接，尤其参见用于与肋130-6'的相对端连接的两个凸块110T'，肋130-6'是下方结构构件120'的一体部分。
总体上，可以理解的是，连接两个侧框110L和110R的结构构件120/130中的一个或多于一个横跨底部是可能的并且是意想到的。
图11至图14示出了类似于前述电动汽车10的电动汽车20，其中示出了连接到仪表板D的方向盘21，以及布置为两排的四个座椅24。
可以设想的是，每个侧框110L/110R的环状结构可形成有相对较窄的一体条状件，其跨顶侧110-3和底侧110-4大体垂直地延伸。用作B柱的这种条状件将环状内的开放空间划分为前、后两个开口，其允许分别出入用于四门轿车的白车身100的前后隔室。该条状件优选地被制成具有通道形截面，以实现更好的强度与刚性。
本发明提供了一种用于电动汽车的白车身，其具有独特的构造，以便于组装且仍提供足够的强度和/或刚性。
仅通过示例的方式给出了本发明，并且本领域技术人员可在不违背所附权利要求书中所指定的本发明的范围之前提下对所描述之实施例进行各种修改和/或变化。

Claims (37)

1.一种用于电动汽车的白车身，其特征在于，所述白车身包括：
左侧框，其由包括碳纤维的材料制成；
右侧框，其由包括碳纤维的材料制成；
至少一个下方结构构件，其与所述左侧框和所述右侧框连接，并横跨所述左侧框和所述右侧框延伸，所述至少一个下方结构构件为一个或多个可充电电池组提供支撑；以及
多个上方结构构件，其与所述左侧框和所述右侧框连接，并横跨所述左侧框和所述右侧框延伸。
2.如权利要求1所述的白车身，其特征在于，所述左侧框和所述右侧框中的至少一个包括环状结构。
3.如权利要求2所述的白车身，其特征在于，所述环状结构一体形成为一体结构。
4.如权利要求2或权利要求3所述的白车身，其特征在于，所述环状结构具有一轮廓，所述轮廓在其朝向所述白车身的内部的内侧上凹入或在其朝向所述白车身的外部的外侧上凸出。
5.如权利要求2至权利要求4中任一项所述的白车身，其特征在于，所述环状结构具有单个开口，其允许人员出入所述白车身之所述内部。
6.如权利要求5所述的白车身，其特征在于，所述开口适于与门相配合，以用于闭合所述开口。
7.如权利要求2至权利要求6中任一项所述的白车身，其特征在于，所述环状结构具有前侧与后侧，所述前侧与所述后侧中的至少一个为相应的可接合地面的轮子提供弧形的至少一部分。
8.如权利要求1至权利要求7中任一项所述的白车身，其特征在于，所述环状结构具有内表面及一体形成在所述内表面上的连接结构，以用于与所述上方结构构件与所述下方结构构件中的至少一个连接。
9.如权利要求1至权利要求8中任一项所述的白车身，其特征在于，所述左侧框与所述右侧框由包括碳纤维及塑料的材料制成。
10.如权利要求9所述的白车身，其特征在于，所述材料包括碳纤维增强塑料。
11.如权利要求10所述的白车身，其特征在于，所述左侧框和所述右侧框由碳纤维增强塑料模制而成。
12.如权利要求1至权利要求11中任一项所述的白车身，其特征在于，所述至少一个下方结构构件具有大体平面形状。
13.如权利要求12所述的白车身，其特征在于，所述下方结构构件具有一长度，所述长度在所述左侧框和所述右侧框的相应的底部的大体整体长度上沿第一方向延伸。
14.如权利要求13所述的白车身，其特征在于，所述下方结构构件具有一宽度，所述宽度横跨所述左侧框和所述右侧框的所述底部沿第二方向横向延伸。
15.如权利要求14所述的白车身，其特征在于，所述下方结构构件提供所述白车身的底部。
16.如权利要求15所述的白车身，其特征在于，所述下方结构构件在所述底部的大体整个覆盖区域上、在其上侧和下侧之间是实心的。
17.如权利要求1至权利要求16中任一项所述的白车身，其特征在于，所述下方结构构件具有至少一个空腔，其适于容纳可充电电池组。
18.如权利要求17所述的白车身，其特征在于，所述至少一个空腔横跨所述左侧框和所述右侧框沿第二方向横向延伸。
19.如权利要求18所述的白车身，其特征在于，所述至少一个空腔大体上在所述下方结构构件的整个宽度上延伸。
20.如权利要求18或权利要求19所述的白车身，其特征在于，所述至少一个空腔在分别朝向所述左侧框和所述右侧框的两侧中的至少一侧上具有开口，所述可充电电池组可通过所述开口插入或移除。
21.如权利要求20所述的白车身，其特征在于，所述至少一个空腔在分别朝向所述左侧框和所述右侧框的两侧中的每一侧上具有所述开口。
22.如权利要求17至权利要求21中任一项所述的白车身，其特征在于，所述下方结构构件具有多个所述空腔，其适于容纳相应的可充电电池组，所述空腔沿所述下方结构构件的长度顺序地布置。
23.如权利要求1至权利要求22中任一项所述的白车身，其特征在于，所述上方结构构件中的至少一些由相应的梁提供。
24.如权利要求23所述的白车身，其特征在于，所述梁由中空挤压件提供，所述中空挤压件由金属或合金制成。
25.如权利要求24所述的白车身，其特征在于，所述中空挤压件由铝金属或铝合金制成。
26.如权利要求23至权利要求25中任一项所述的白车身，其特征在于，所述梁至少包括：前梁和后梁，其分别设置在所述左侧框和所述右侧框的前侧及后侧；以及第一中间梁和第二中间梁，其设置在所述前梁和所述后梁之间，并且位于比所述第一中间梁和所述第二中间梁较高的位置。
27.如权利要求26所述的白车身，其特征在于，所述前梁和所述第一中间梁限定了所述白车身的挡风玻璃区域，并且所述后梁和所述第二中间梁限定了所述白车身的后窗区域。
28.如权利要求26或权利要求27所述的白车身，其特征在于，所述前梁提供或支撑所述电动汽车的仪表盘。
29.如权利要求26至权利要求28中任一项所述的白车身，其特征在于，所述梁包括至少一个附加梁，其布置在所述下方结构构件附近。
30.如权利要求29所述的白车身，其特征在于，所述至少一个附加梁布置在所述下方结构构件上或与所述下方结构构件接合。
31.如权利要求30所述的白车身，其特征在于，所述下方结构构件在其上表面上具有凹部或凹槽，所述至少一个附加梁至少部分地装配在所述凹部或凹槽内。
32.如当根据权利要求17至22中任一项时的权利要求31所述的白车身，其特征在于，所述凹部或凹槽和所述空腔或多个空腔布置在所述下方结构构件的非重叠位置。
33.如权利要求1至权利要求32中任一项所述的白车身，其特征在于，所述白车身还包括端面板构件，其与所述左侧框和所述右侧框连接，并且在所述白车身的相应端处横跨所述左侧框和所述右侧框延伸。
34.如权利要求33所述的白车身，其特征在于，所述端面板构件具有：外部，所述外部暴露于外；以及内部，所述内部与所述下方结构构件的相邻端配合，以在所述白车身的同一端为轮轴限定外壳。
35.如权利要求33或权利要求34所述的白车身，其特征在于，所述端面板构件包括前面板，所述前面板设置在所述白车身的前端。
36.如权利要求33或权利要求34所述的白车身，其特征在于，所述端面板构件包括后面板，所述后面板设置在所述白车身的后端。
37.一种电动汽车，其特征在于，其结合如前述权利要求中任一项所述的白车身。
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