CN113661084A - 包括电池保护结构的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆，该车辆包括：后端；前端，该前端位于后端的前方；底盘，该底盘在后端与前端之间延伸；电池保护结构，该电池保护结构被设置在车辆的后端处，该电池保护结构包括：框架部，该框架部限定用于容纳牵引电池的开口，该框架部具有后侧和前侧；以及突出部，该突出部从框架部向前突出，并且该突出部在车辆的后端处被连接到底盘，其中，所述突出部被构造成：在正常操作条件下，所述突出部相对于底盘保持固定连接；当框架部的后侧受到大于阈值力的向前方向的冲击力时，所述突出部沿着底盘向前移动。

Description

包括电池保护结构的车辆

技术领域

本发明涉及一种包括电池保护结构的车辆。

本发明可以应用于重型车辆，诸如卡车、公共汽车和建筑设备。尽管将关于卡车描述本发明，但本发明不限于该特定车辆，而是还可以用于其他车辆，诸如拖车或由动力车辆牵引的其他无动力车辆。

背景技术

当今大多数卡车由内燃机提供动力。然而，用于替代内燃机并提供全电动卡车的高电压牵引电池的发展越来越多。

重要的是，以安全且可靠的方式安装牵引电池，并且在由于例如与其他车辆碰撞而产生冲击力的情况下很好地保护牵引电池。现有的解决方案包括沿着底盘框架在车辆的前轴与后轴之间放置牵引电池。虽然可以很好地防止这种牵引电池受到前后碰撞的影响，但由于可接近性有限，所以牵引电池的安装或使用后的牵引电池的更换可能是一个挑战。

将期望提供一种包括减轻上述缺点的电池保护结构的车辆。

发明内容

本发明的目的是提供一种减轻上述缺点的车辆。

该目的通过根据权利要求1的车辆来实现。因此，根据本发明的至少一个方面，提供了一种车辆，该车辆包括

-后端，

-前端，该前端位于后端的前方，

-底盘，该底盘在后端与前端之间延伸，

-电池保护结构，该电池保护结构被设置在车辆的后端处，该电池保护结构包括：

框架部，该框架部限定用于容纳牵引电池的开口，该框架部具有后侧和前侧，以及

突出部，该突出部从框架部向前突出，并且该突出部在车辆的后端处被连接到底盘，

其中，所述突出部被构造成：在正常操作条件下，所述突出部相对于所述底盘保持固定连接；当所述框架部的后侧受到大于阈值力的向前方向的冲击力时，所述突出部沿着所述底盘向前移动。

本发明基于如下认识：在不损害对电池的保护的情况下，不仅底盘的中央部分可以用于承载电池，而且可以从车辆的后端处的底盘获得优势。特别地，已经认识到，通过在碰撞的情况下允许保护结构吸收一些能量，电池可以被安全地保持在保护结构中。更具体地，已经认识到碰撞能量可以被转换成动能，由此保持牵引电池的保护结构被构造成沿着车辆的底盘向前移动。

应当理解，所述车辆可以是动力车辆(诸如卡车)或由动力车辆牵引的非动力车辆(诸如拖车)。在非动力车辆的情况下，所述电池保护结构可以位于这种非动力车辆的后端处，但是被容纳在电池保护结构中的电池可以例如通过合适的布线、电缆等被连接到为牵引车辆上的电动机提供动力的牵引车辆。

根据至少一个示例性实施例，车辆包括连接元件，其中，突出部借助于所述连接元件被连接到底盘。提供连接元件的优点在于：例如取决于电池保护结构应该在多大的冲击力下移动，从而可以适当地设定连接元件的强度大小。因此，可以通过适当地设计连接元件或其部件来产生阈值力。例如，螺栓、铆钉和其他类型的连接元件可以被设计成在一定负载下断裂。然而，连接元件也可以包括其他元件，诸如板、螺母或任何其他能量吸收结构。

根据至少一个示例性实施例，所述连接元件包括至少一个引导元件，其中，所述突出部被构造成：当所述框架部的后侧受到大于所述阈值力的向前方向的冲击力时，所述突出部由至少一个引导元件引导并相对于所述至少一个引导元件向前移动。通过提供引导元件，当电池保护结构受到所述冲击力时，能够实现受控移动。借助于引导元件，电池保护结构可以沿着底盘被有效地引导。

根据至少一个示例性实施例，所述突出部和底盘中的一个设置有至少一个伸长孔，所述连接元件延伸穿过所述至少一个伸长孔，以将突出部连接到底盘。这是有利的，因为一方面，所述伸长孔周围的材料可以用作抵靠表面，连接元件的一部分可以压靠在该抵靠表面上以用于提供令人满意的连接(例如，螺栓的头部)，另一方面，所述伸长孔周围的材料可以用于通过沿着孔的长度引导延伸穿过伸长孔的元件来引导该元件。

所述伸长孔作为引导保护结构的装置的有益用途被体现在以下示例性实施例中，根据该示例性实施例，所述至少一个引导元件延伸穿过所述至少一个伸长孔，其中，当框架部的后侧受到大于所述阈值力的向前方向的冲击力时，通过所述至少一个引导元件沿着所述至少一个伸长孔且在所述至少一个伸长孔内的相对移动，所述突出部能够沿着底盘向前移动。

根据至少一个示例性实施例，所述连接元件包括紧固元件，该紧固元件用于在正常操作条件下将突出部维持成相对于底盘基本不可移动，其中，所述紧固元件的尺寸被设定成：当框架部的后侧受到大于所述阈值力的向前方向的冲击力时发生断裂，由此突出部能够沿着底盘向前移动。如上文解释的，这是有利的，因为连接元件或其部件可以被适当地设计成在一定冲击力下断裂。在一些示例性实施例中，其他连接元件的尺寸可以设定成抵抗这种高冲击力，使得它们不会断裂并且可以替代地作为引导元件被连接，该引导元件例如可以在如上例示的伸长孔中被引导。

根据至少一个示例性实施例，所述车辆包括可变形能量吸收元件，其中，所述突出部包括所述可变形能量吸收元件，或者被构造成与所述可变形能量吸收元件配合，使得当突出部沿着底盘向前移动时，能量吸收元件变形，从而吸收由冲击力生成的部分能量。这是有利的，因为除了部分地转换成动能之外，一些碰撞能量可以被所述可变形能量吸收元件吸收，从而提供附加的安全性。

根据至少一个示例性实施例，所述框架部是第一框架部，并且所述突出部是第一突出部，其中，电池保护结构还包括：第二框架部，该第二框架部限定用于容纳牵引电池的开口，第二框架部具有后侧和前侧；以及第二突出部，该第二突出部从第二框架部向前突出，并且该第二突出部在车辆的后端处被连接到底盘，其中，所述第二突出部被构造成：在正常操作条件下，所述第二突出部相对于底盘保持固定连接；当第二框架部的后侧受到大于阈值力的向前方向的冲击力时，所述第二突出部沿着底盘向前移动。这是有利的，因为这可以增加电池保护结构的稳定性和强度。

根据至少一个示例性实施例，车辆底盘包括两个侧向伸长梁构件，所述两个侧向伸长梁构件在后端与前端之间的方向上平行地延伸，其中，第一突出部被连接到侧向伸长梁构件中的一个侧向伸长梁构件，并且第二突出部被连接侧向伸长梁构件中的另一个侧向伸长梁构件。通过在车辆的两个侧面上提供连接，能够获得对电池保护结构的向前移动的良好连接和稳定引导。

根据至少一个示例性实施例，电池保护结构包括侧向延伸的壁部，该壁部将第一框架部和第二框架部互连，以形成用于容纳牵引电池的外壳。这是有利的，因为外壳将提高对牵引电池的保护。

根据至少一个示例性实施例，电池保护结构包括至少一个可打开且可关闭的舱口，所述至少一个可打开且可关闭的舱口用于提供进入电池保护结构的内部的入口，以插入/移除/更换牵引电池。这是有利的，因为牵引电池可以能够被容易地接近和/或安装，并且当被设置在电池保护结构中时仍然受到良好的保护。

根据至少一个示例性实施例，车辆包括一对后轮和一对前轮以及可选的一对中间轮，其中，电池保护结构位于所述一对后轮的后方。如前文解释的，通过在车辆的后部处设置电池保护结构，可以获得良好的可接近性，同时提供适当的保护，因为碰撞能量可以通过本发明的电池保护结构解决方案转换成动能。

在以下描述和从属权利要求中公开了本发明的进一步优点和有利特征。

附图说明

参考附图，下文是作为示例引用的本发明的实施例的更详细描述。

在附图中：

图1是根据本发明的至少一个示例性实施例的包括电池保护结构的车辆的示意图，

图2是根据本发明的至少一个示例性实施例的可以设置在车辆上的电池保护结构的示意图，

图3是根据本发明的至少另一个示例性实施例的可以设置在车辆上的电池保护结构的示意图，

图4示出了根据本发明的至少一个示例性实施例的连接到底盘的电池保护结构，

图5示出了根据本发明的至少一个示例性实施例的电池保护结构的用于连接到车辆的一部分，并且

图6是根据本发明的至少另一个示例性实施例的包括电池保护结构的车辆的示意图。

具体实施方式

图1是根据本发明的至少一个示例性实施例的包括电池保护结构10的车辆1的示意图。尽管车辆1以卡车的形式示出，但根据本发明可以提供其他类型的车辆，诸如公共汽车、建筑设备或拖车。

卡车(车辆)包括驾驶室2，驾驶员可以在该驾驶室2中操作车辆1。车辆1具有后端3以及位于后端3前方的前端4。底盘5在后端3与前端4之间延伸。

电池保护结构10被设置在车辆1的后端3处。更具体地，在至少一些示例性实施例中，如图1所示，车辆1可以包括一对后轮6和一对前轮7以及可选的一对中间轮8，其中，电池保护结构10位于一对后轮6的后方。

电池保护结构10包括框架部12和突出部14，该突出部14从框架部12向前突出并且在车辆1的后端3处被连接到底盘5。框架部12具有后侧16和前侧18，并且框架部12限定用于容纳牵引电池(图1中未示出)的开口20。

突出部14被构造成：当框架部12的后侧16受到大于阈值力的向前方向的冲击力F时，所述突出部14相对于底盘5保持固定连接。

电池保护结构、其部件以及它们与牵引电池的相互作用的进一步细节将结合其他附图进行讨论。

图2是根据本发明的至少一个示例性实施例的可以设置在车辆上的电池保护结构30的示意图。如已经提及的，根据总体发明构思，电池保护结构30包括框架部32和突出部34。框架部32限定用于接收牵引电池(未示出)的开口33。在该图示中，框架部32和突出部34被制成一个零件。然而，可以想到，在其他示例性实施例中，将框架部和突出部制成分开的零件，然后通过机械紧固装置或任何其他合适的装置借助于焊接将框架部和突出部结合在一起。

框架部具有后侧36和前侧38。在本图示中，突出部34从框架部32的前侧38(特别是从前侧38的上部38a)延伸。图2所示的侧视图示出了突出部34和框架部32一起形成小写“b”的总体形状。框架部32具有大致矩形的截面，然而，还可以设想其他截面。

突出部34借助于连接元件被连接到车辆的底盘40。在图2中，示出了两种类型的连接元件。连接元件包括紧固元件42和引导元件44。所述紧固元件42在本文中以螺栓的形式示出，然而也可以设想其他类型的紧固元件或用于紧固的装置(例如铆钉或焊点)，并且可以在其他示例性实施例中提供。在正常操作条件下，紧固元件42将突出部34维持成相对于底盘40基本不可移动。紧固元件42的尺寸被设定成当框架部32的后侧36受到大于所述阈值力的向前方向的冲击力时发生断裂。例如，在螺栓的情况下，一方面的头部或肩部与另一方面的轴部之间的过渡部的尺寸可以被适当地设定成在螺栓受到一定的力时发生断裂。然而，应当理解，可以设想用于适当地设定紧固元件42的断裂阈值的尺寸的任何其他合适的方式。

突出部34设置有伸长孔46，紧固元件42和引导元件44延伸穿过该伸长孔46。紧固元件42可以适当地带有螺纹，以用于与伸长孔的另一侧上的螺母等配合。紧固元件42可以适当地具有头部或肩部，当紧固元件42被恰当地安装(例如，借助于螺钉连接而张紧)时，该头部或肩部抵靠突出部34并将突出部压靠在底盘40上。应当理解，在其他示例性实施例中，紧固元件可以被设置在单独的孔中，或者被简单地驱动穿过突出部的材料。

在图2的示例性图示中，紧固元件42被设置在伸长孔46的后端处。伸长孔46的后端由边缘(弯曲的或笔直的或任何其他合适的形状)限定。当框架部32的后侧36受到向前方向的冲击力时，该力的一部分将经由伸长孔的所述边缘传递到相应的紧固元件42上。如果所述力高于紧固元件42的尺寸断裂力极限，则紧固元件42将断裂，并且电池保护结构30将沿着底盘40向前移动。然而，可以设想电池保护结构的其他部分可以导致紧固元件的断裂的其他实施例。

因此，当紧固元件42由于冲击力而断裂时，突出部34(以及因此还有电池保护结构30和被保持在其中的任何电池)能够沿着底盘40向前移动。延伸穿过伸长孔46的引导元件44将有助于提供正确的向前运动。引导元件44从底盘延伸穿过伸长孔46，并且当受到足够大的冲击时(即，当紧固元件42断裂时)，突出部34将向前移动并且伸长孔46将在引导元件44上滑动。因此，在这样的碰撞之后，在引导元件44与伸长孔46之间将存在相对移动，使得与图2中的图示相比，引导元件44将位于附图中更靠左的位置(可能一直到伸长孔的后端，即，紧固元件42当前所在的位置)。

应当理解，虽然图2中示出了七个伸长孔46，但是可以想到任何其他合适数量的伸长孔及其分布。例如，在一些示例性实施例中，可以有单个伸长孔。此外，引导元件和紧固元件的数量也可以变化。例如，可以取决于想要确定的阈值力来选择紧固元件的数量。

还应当理解，虽然突出部34被示出为具有伸长孔46，但在其他示例性实施例中，底盘可以设置有对应的伸长孔、狭槽、凹槽或凹陷，并且引导元件可以从突出部延伸进入这样的对应的伸长孔等。

图3是根据本发明的至少另一个示例性实施例的可以设置在车辆上的电池保护结构30'的示意图。该示例性实施例与图2的示例性实施例非常相似。因此，图3的电池保护结构30'使用与图2的电池保护结构30对应的附图标记。

图3的电池保护结构30'已经被描绘为具有与图2的电池保护结构30大致相同的特征，然而，其具有这样的附加特征：可变形能量吸收元件48已经设置在伸长孔中。因此，当突出部34沿着底盘40向前移动时，能量吸收元件48将由于引导元件44而变形/压缩，从而吸收由冲击力生成的一些能量。应当理解，在其他示例性实施例中，一个或多个伸长孔可以设置有能量吸收元件，而另一个或另一些伸长孔可以没有能量吸收元件。此外，应当理解，所示的能量吸收元件48及其在伸长孔中的位置仅用于说明示例性实施例。可以设想所述可变形能量元件的其他构造，并且还可以设想所述可变形能量元件的其他位置，只要当突出部34沿着底盘向前移动时，一个或多个可变形能量吸收元件与突出部34或其部件配合使得能量吸收元件变形并吸收由冲击力生成的至少部分能量即可。

图4示出了根据本发明的至少一个示例性实施例的连接到底盘55的电池保护结构50。在该示例性实施例中，电池保护结构50的突出部64具有与图2所示的实施例中的伸长孔46的样式相同的伸长孔76的样式，然而，应当理解，也可以想到其他样式。

图4示出了车辆底盘55包括在车辆的后端与前端之间的方向上平行延伸的两个侧向伸长梁构件57、59。尽管可以想到具有单个框架部62和单个突出部64(可能与一些其他结构增强部相结合)，但在图4的示例性实施例中，电池保护结构50具有彼此侧向间隔开的两个框架部62、62'和两个突出部64、64'。因此，如图4可见，第一突出部64从第一框架部62突出并且被连接到侧向伸长梁构件57、59中的第一个，即，侧向梁构件57。第二框架部62'与侧向伸长梁构件57、59中的第二个、即侧向梁构件59对准。第二突出部64'从第二框架部62'延伸并且被连接到所述第二侧向伸长梁构件59。

侧向延伸的壁部66将第一框架部62和第二框架部62'互连，以形成容纳牵引电池70的外壳。如图4所示，如果需要，侧向延伸的壁部66可以由穿孔金属板或提供围绕牵引电池70的空气循环的任何其他半开放结构(诸如网格或网状结构)形成。

如此处所示，牵引电池70可以在外壳的侧面上侧向突出，牵引电池70也部分地由保险杠结构72保护。在其他示例性实施例中，牵引电池可以被完全设置在外壳的内部，并且至少一个可打开且可关闭的舱口可以被布置成用于提供对电池保护结构的内部的接近，以插入/移除/更换牵引电池。这在图6中示意性地示出，其在很大程度上对应于图1所示的车辆，然而，在图6的示例性实施例中示意性地添加了舱口22。为了清楚起见，对应于图1中描绘的那些特征的其他特征在图6中被赋予相同的附图标记。

现在转向图5，示出了根据本发明的至少一个示例性实施例的电池保护结构80的用于连接到车辆的一部分。在该图示中，没有位于电池保护结构80中的牵引电池。因此，电池保护结构80的内部是可见的。该内部包括底部支撑件88，牵引电池可以被放置和支撑在该底部支撑件88上。因此，除了结合图4已经讨论的以及如从图5所理解的，在至少一些示例性实施例中，除了由侧向延伸的壁部互连的两个框架部来形成之外，电池保护结构80的外壳还可以由底部支撑件82来形成。尽管未具体示出，但应当理解，牵引电池可以通过适当的固定元件被固定到保护结构80。例如，牵引电池可以通过适当的固定元件(诸如支架、螺栓、螺母、带、钩、环等)被固定到框架部、侧向延伸的壁部和/或底部支撑件中的一个或多个。这种固定元件可以形成电池保护结构80的一部分，或者可以是不形成电池保护结构80的一部分的单独元件，或者两者的组合。外壳被放置在基部84上，该基部84延伸超出外壳的侧向延伸，并且该基部84向后且侧向地由保险杠结构86构成。在至少一些示例性实施例中，所述基部84和所述保险杠结构86可以形成电池保护结构80的一部分。

应当理解，本发明不限于上述和附图所示的实施例；而是，技术人员将认识到在所附权利要求的范围内可以做出许多改变和修改。

Claims (12)

1.一种车辆(1)，包括

-后端(3)，

-前端(4)，所述前端(4)位于所述后端(3)的前方，

-底盘(5，40，55)，所述底盘(5，40，55)在所述后端(3)与所述前端(4)之间延伸，

-电池保护结构(10，30，30'，50，80)，所述电池保护结构(10，30，30'，50，80)被设置在所述车辆的所述后端处，所述电池保护结构(10，30，30'，50，80)包括

框架部(12，32，62，62')，所述框架部(12，32，62，62')限定用于容纳牵引电池(70)的开口(20，33)，所述框架部具有后侧(16，36)和前侧(18，38)，以及

突出部(14，34，64，64')，所述突出部(14，34，64，64')从所述框架部(12，32，62，62')向前突出，并且所述突出部(14，34，64，64')在所述车辆的所述后端处被连接到所述底盘(5，40，55)，

其中，所述突出部(14，34，64，64')被构造成：在正常操作条件下，所述突出部相对于所述底盘(5，40，55)保持固定连接；当所述框架部(12，32，62，62')的所述后侧(16，36)受到大于阈值力的向前方向的冲击力(F)时，所述突出部沿着所述底盘(5，40，55)向前移动。

2.根据权利要求1所述的车辆(1)，包括连接元件(42，44)，其中，所述突出部(14，34，64，64')借助于所述连接元件被连接到所述底盘(5，40，55)。

3.根据权利要求2所述的车辆(1)，其中，所述连接元件包括至少一个引导元件(44)，其中，所述突出部(14，34，64，64')被构造成：当所述框架部的所述后侧受到大于所述阈值力的向前方向的冲击力时，所述突出部由所述至少一个引导元件(44)引导并且相对于所述至少一个引导元件向前移动。

4.根据权利要求2至3中任一项所述的车辆(1)，其中，所述突出部(14，34，64，64')和所述底盘(5，40，55)中的一个设置有至少一个伸长孔(46)，所述连接元件(42，44)延伸穿过所述至少一个伸长孔(46)，以将所述突出部连接到所述底盘(5，40，55)。

5.根据从属于权利要求3的权利要求4所述的车辆(1)，其中，所述至少一个引导元件(44)延伸穿过所述至少一个伸长孔(46)，其中，当所述框架部的所述后侧受到大于所述阈值力的向前方向的冲击力时，通过所述至少一个引导元件(44)沿着所述至少一个伸长孔(46)且在所述至少一个伸长孔内的相对移动，所述突出部(14，34，64，64')能够沿着所述底盘(5，40，55)向前移动。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的车辆(1)，其中，所述连接元件包括紧固元件(42)，所述紧固元件(42)用于在正常操作条件下将所述突出部(14，34，64，64')维持成相对于所述底盘(5，40，55)基本不可移动，其中，所述紧固元件(42)的尺寸被设定成：当所述框架部的所述后侧受到大于所述阈值力的向前方向的冲击力时，所述紧固元件发生断裂，由此所述突出部(14，34，64，64')能够沿着所述底盘(5，40，55)向前移动。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的车辆(1)，包括可变形能量吸收元件(48)，其中，所述突出部包括所述可变形能量吸收元件(48)或者被构造成与所述可变形能量吸收元件配合，使得当所述突出部沿着所述底盘向前移动时，所述能量吸收元件(48)发生变形，从而吸收由所述冲击力生成的部分能量。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的车辆(1)，其中，所述框架部是第一框架部(62)，并且所述突出部是第一突出部(64)，

其中，所述电池保护结构(50，80)还包括：第二框架部(62')，所述第二框架部(62')限定用于容纳牵引电池的开口，所述第二框架部具有后侧和前侧；以及第二突出部(64')，所述第二突出部(64')从所述第二框架部(62')向前突出，并且所述第二突出部(64')在所述车辆的所述后端处被连接到所述底盘(5，40，55)，

其中，所述第二突出部(64')被构造成：在正常操作条件下，所述第二突出部相对于所述底盘(5，40，55)保持固定连接；当所述第二框架部(62')的所述后侧受到大于阈值力的向前方向的冲击力时，所述第二突出部沿着所述底盘(5，40，55)向前移动。

9.根据权利要求8所述的车辆(1)，其中，所述车辆底盘(5，40，55)包括两个侧向伸长梁构件(57，59)，所述两个侧向伸长梁构件(57，59)在所述后端与所述前端之间的方向上平行地延伸，其中，所述第一突出部(64)被连接到所述侧向伸长梁构件中的一个侧向伸长梁构件，并且所述第二突出部(64')被连接到所述侧向伸长梁构件中的另一个侧向伸长梁构件。

10.根据权利要求8至9中任一项所述的车辆(1)，其中，所述电池保护结构(50，80)包括侧向延伸的壁部(66)，所述壁部(66)将所述第一框架部(62)和所述第二框架部(62')互连，以形成用于容纳牵引电池(70)的外壳。

11.根据权利要求10所述的车辆(1)，其中，所述电池保护结构(10)包括至少一个可打开且可关闭的舱口(22)，所述至少一个可打开且可关闭的舱口(22)用于提供进入所述电池保护结构(10)的内部的入口，以插入/移除/更换牵引电池。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的车辆(1)，包括一对后轮(6)和一对前轮(7)以及可选的一对中间轮(8)，其中，所述电池保护结构(10，30，30'，50，80)位于所述一对后轮(6)的后方。

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