CN113815394B - 电池模块支撑装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种电池模块支撑装置，用于将电池模块支撑到电动重型车辆的纵向延伸的车架轨道；该电池模块支撑装置包括彼此间隔开的一对三角形支撑托架，每个三角形支撑托架包括：轨道附接部，用于将该三角形支撑托架连接到所述纵向延伸的车架轨道；和成角度部，其在该三角形支撑托架的下端部与所述轨道附接部之间向下延伸，其中所述三角形支撑托架中的第一支撑托架包括沿着第一支撑托架的所述成角度部定位的至少一个电池模块支撑部，且所述三角形支撑托架中的第二支撑托架包括沿着第二支撑托架的所述成角度部定位的一对电池模块支撑部，其中第一支撑托架的电池模块支撑部布置在沿着所述成角度部与第二支撑托架的电池模块支撑部的位置不同的位置。

Description

电池模块支撑装置

技术领域

本公开涉及一种电池模块支撑装置、包括这种电池模块支撑装置的底盘装置、以及电动重型车辆。该电池模块支撑装置被构造成支撑电动重型车辆的电池模块。虽然将主要针对卡车来描述该电池模块支撑装置和底盘装置，但这些装置也适用于其他电动重型车辆。

背景技术

开发电动重型车辆的一个挑战是将推进电池附接到车辆的车架上。若使用当前可用的电池技术，电池会变得比传统动力重型车辆中附接到车架的子系统重得多。这意味着电池和车架之间的连接要求特别严格，因为电动卡车在正常运行期间以及在发生碰撞的情况下应表现出令人满意的性能。

发明内容

本公开的目的是描述一种电池模块支撑装置，其在电动重型车辆的运行期间提供了令人满意的性能，并且使得能够实现包括不止一个用于推进的电池模块的这种电动重型车辆的模块化。这至少部分地通过根据第一方面的电池模块支撑装置来实现。

根据第一方面，提供了一种电池模块支撑装置，其用于将电池模块支撑到电动重型车辆的纵向延伸的车架轨道；该电池模块支撑装置包括一对彼此间隔开的三角形支撑托架，所述三角形支撑托架中的每一个均包括：轨道附接部，其用于将三角形支撑托架连接到纵向延伸的车架轨道；和成角度部，其在所述轨道附接部与三角形支撑托架的下端部之间向下延伸，其中，所述三角形支撑托架中的第一支撑托架包括沿着第一支撑托架的所述成角度部定位的至少一个电池模块支撑部，并且所述三角形支撑托架中的第二支撑托架包括沿着第二支撑托架的所述成角度部定位的一对电池模块支撑部，其中，第一支撑托架的电池模块支撑部被布置在沿着所述成角度部与第二支撑托架的电池模块支撑部中的至少一个电池模块支撑部的位置不同的位置处。

“成角度部”应容易理解为三角形支撑托架的向下延伸臂。根据示例，三角形支撑托架可以优选被布置为直角三角形。在这种情况下，所述成角度部形成该直角三角形的斜边。因而，第一三角形支撑托架和第二三角形支撑托架的电池模块支撑部被沿着该斜边布置。优选地，电池模块支撑部被布置在距该斜边的端部一定距离处。这些支撑部可以被布置为衬套。

此外，措词“不同的位置”应理解成：第一支撑托架的所述至少一个电池模块支撑部被布置在距轨道附接部的一定距离处，该距离不同于第二支撑托架的至少一个电池模块支撑部与轨道附接部之间的距离。

本公开的发明人已经意识到，通过提供三角形支撑托架，与使用水平托架相比，可以将这些支撑部定位成彼此相距较大的距离。通过第一三角形支撑托架上的所述至少一个电池模块支撑部和第二三角形支撑托架上的所述一对电池模块支撑部，实现了电池模块的三点悬挂，这允许提高扭转柔性。这对于连接到车辆车架的悬挂装置特别有利，该悬挂装置在运行期间暴露于较剧烈的扭转载荷。此外，通过提供具有类似/相同尺寸的三角形支撑托架，提供了穿过电池组延伸的虚拟成角度平面。

通过沿着第一三角形支撑托架的成角度部提供彼此紧邻的两个电池模块支撑部，所述三点悬挂也可以被布置为伪三点悬挂。

根据示例实施例，从沿着相应的成角度部的方向上看，第一三角形支撑托架的电池模块支撑部可以布置在第二三角形支撑托架的电池模块支撑部之间的位置。由此，与第一三角形支撑托架的支撑部相比，第二三角形支撑托架的一个支撑部被布置在距轨道附接部更近的距离处，同时，与第一三角形支撑托架的支撑部相比，第二三角形支撑托架的另一个支撑部被布置在距轨道附接部更远的距离处。

根据示例实施例，这一对三角形支撑托架可以在与由各个支撑托架形成的三角形所限定的平面垂直的方向上彼此间隔开。因此，这一对三角形支撑托架优选沿着车架轨道的纵向延伸彼此间隔开。

根据示例实施例，第一三角形支撑托架可以包括第二电池模块支撑部。优选地，并且根据示例实施例，第一三角形支撑托架的电池模块支撑部可以布置成彼此相邻。由此，实现了上述伪三点悬挂。通过在第一三角形支撑托架上提供两个电池模块支撑部，将提高电池模块支撑装置的刚性。

根据示例实施例，从沿着相应的成角度部的方向上看，第一三角形支撑托架的第二电池模块支撑部可以布置在第二三角形支撑托架的所述一对电池模块支撑部之间的位置。

根据示例实施例，第一三角形支撑托架和第二三角形支撑托架的电池模块支撑部可以布置在相应的成角度部的上表面上。由此，电池模块的对应的支撑部可以搁置在三角形支撑托架的电池模块支撑部上。这将简化安装和维护，因为当能够“从上方”触及这些支撑部时，改进了可及性。优选地，每个电池模块支撑部因而可以包括用于支撑电池模块的面向上的表面。

根据一个示例实施例，每个轨道附接部均可以形成轨道附接表面，该轨道附接表面被布置成用于抵接所述纵向延伸的车架轨道，每个轨道附接表面与电池模块支撑部的所述面向上的表面不平行。根据示例实施例，每个轨道附接表面可以垂直于电池模块支撑部的所述面向上的表面。作为可选方案，所述面向上的表面的表面法线可以布置成与轨道附接部成一定角度。

根据示例实施例，所述三角形支撑托架中的第二支撑托架还可以包括沿着所述成角度部布置的至少第三电池模块支撑部。

根据示例实施例，第三电池模块支撑部可以布置在所述一对电池模块支撑部之间。优选地，并且根据示例实施例，从沿着相应的成角度部的方向上看，第二三角形支撑托架的第三电池模块支撑部的位置可以对应于第一三角形支撑托架的所述至少一个电池模块支撑部的位置。

优点在于，第三电池模块支撑部可以用于连接到第二电池模块。因而，实现了电池模块支撑装置的改进的模块化，这是因为：如果轴距足够大，则可以附接另外的电池模块。因而，第二三角形支撑托架与第一三角形支撑托架一起支撑第一电池模块，同时能够在第二三角形支撑托架的与第一电池模块的位置相反的另一侧上支撑第二电池模块。

根据示例实施例，所述电池模块支撑装置还可以包括细长的横梁构件，该横梁构件在竖向上位于轨道附接部下方的位置处连接到所述三角形支撑托架中的第一三角形支撑托架，该横梁构件在背离所述下端部的方向上延伸。

优点在于，在车架轨道的横向方向上看，该横梁构件可以在车架轨道的另一侧上附接到对应的三角形支撑托架。由此，实现了电池模块支撑装置的提高的强度，因为能够高效地吸收扭矩载荷和弯曲载荷。车架也较少暴露于动态载荷以及侧面碰撞载荷。

根据示例实施例，所述电池模块支撑装置还可以包括被连接在所述一对三角形支撑托架的下端部之间的竖向保护壁，该竖向保护壁包括在所述一对三角形支撑托架之间延伸的纵向力分布结构。优选地，并且根据示例实施例，该竖向保护壁还可以包括被布置在所述一对三角形支撑托架之间的竖向力分布结构。由此，针对侧面碰撞为所述电池模块提供了改进的保护。

根据第二方面，提供了一种用于电动重型车辆的底盘装置，该底盘装置包括：底盘框架，其具有在底盘装置的纵向方向上延伸的至少一个轨道；至少一个电池模块，其用于推进该重型车辆；以及根据上文关于第一方面所述的任一实施例的电池模块支撑装置，其中，所述轨道附接部将电池模块支撑装置连接到所述轨道，并且其中，所述至少一个电池模块由所述一对三角形支撑托架支撑在电池模块支撑部处。

根据第三方面，提供了一种电动重型车辆，其包括根据上述第二方面的底盘装置。

第二方面和第三方面的效果和特征在很大程度上类似于上文关于第一方面所述的效果和特征。当研究以下描述时，本发明的进一步的特征和优点将变得显而易见。本领域技术人员应认识到，在不脱离本公开的范围的情况下，不同的特征可以组合，以产生除了下文中描述的那些实施例以外的实施例。

附图说明

通过以下对示例性实施例的说明性而非限制性的详细描述，将更好地理解上述以及其他目的、特征和优点，其中：

图1是根据本发明的实施例的电动重型车辆的透视图，它为包括根据本发明的示例实施例的底盘装置的卡车的形式；

图2是图1中的底盘装置的示意性局部视图，包括根据示例实施例的三角形支撑托架的细节；

图3是根据示例实施例的电池模块支撑装置的详细透视图；并且

图4A至图4D是电池模块与根据示例实施例的电池模块支撑装置的连接的透视图。

具体实施方式

现在将参考其中示出了示例性实施例的附图来更全面地描述本公开。然而，本公开可以以许多不同的形式来实施，且不应被解释为限于本文中阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了充分性和完整性。在整个说明书中，相同的附图标记指示相同的元件。

图1示意性地示出了电动重型车辆(这里为卡车1的形式)，其包括底盘装置3和由底盘装置3支撑的车身5。如图1中示意性地指示的，底盘装置3包括底盘框架7、电池模块9和电池模块支撑装置100。

图2示意性地示出了图1中的底盘装置3的一部分，其中电池模块9被部分地移除(没有电池单体等)，以便更好地观察电池模块支撑装置100。如图2中可见，底盘框架7包括轨道13a-13b，该轨道13a-13b在底盘装置3的纵向方向(X方向)上延伸。电池模块支撑装置100附接到轨道13a-13b的每一侧，用于支撑一个或多个电池模块9。由于电池模块9的重量，电池模块支撑装置100被设计成承受相当大的载荷，例如在碰撞的情况下可能沿X方向和/或Y方向发生的载荷以及在车辆的正常运行期间沿Z方向发生的载荷。

如图2中所描绘的，每个电池模块9均由一对三角形支撑托架102、102’支撑。这一对三角形支撑托架102、102’沿着底盘装置的X方向彼此间隔开。在图2中详细描绘了三角形支撑托架102的示例实施例。三角形支撑托架102包括轨道附接部104。可以看到，轨道附接部104包括多个开口105，这些开口105用于接收紧固元件(未示出)，例如螺钉、螺栓或铆钉等。因而，轨道附接部104通过紧固元件将三角形支撑托架102连接到轨道13，使得轨道附接部104的轨道附接表面130被布置成抵接轨道13a。三角形支撑托架102还包括竖向部107、水平部105，以及在轨道附接部104和下端部108之间向下延伸的成角度部106。而且，三角形支撑托架102包括横梁构件支撑部120，其被布置在水平部105和竖向部107的交叉点处。下面将参考图3更详细地描述横梁构件支撑部120。

如图2中进一步描绘的，三角形支撑托架102包括沿着所述成角度部106定位的至少一个电池模块支撑部110、110’、110”、110”’。在图2的图示中，三角形支撑托架102包括第一、第二、第三和第四电池模块支撑部。根据图2中描绘的示例实施例，电池模块支撑部110、110’、110”、110”’被布置在相应的成角度部的上表面上，用于支撑电池模块(在图4A至图4D中更详细地示出)。电池模块支撑部110、110’、110”、110”’优选包括面向上的表面112、112’、112”、112”’。所述面向上的表面112、112’、112”、112”’的表面法线不平行于轨道附接表面1230的表面法线，优选垂直于轨道附接表面130的表面法线。

转向图3，图3是根据示例实施例的电池模块支撑装置的详细透视图。在图3中用虚线描绘了电池模块9，并且为了简化图示，已经省略了轨道13a、13b。以与图2中的图示类似的方式，电池模块支撑装置100在轨道的每一侧上各包括四个三角形支撑托架。根据图3中描绘的实施例，最外侧的三角形支撑托架102’、102”仅包括两个电池模块支撑部。所述最外侧的三角形支撑托架中的一个三角形支撑托架102’包括被布置在所述成角度部上的上部位置和下部位置上的两个电池模块支撑部，而所述最外侧的三角形支撑托架中的另一个三角形支撑托架102”包括被布置在所述成角度部的中心部上的两个电池模块支撑部。位于所述最外侧的三角形支撑托架102’、102”之间的两个三角形支撑托架102、102”’优选被如图2中所详细描绘的那样布置。

此外，电池模块支撑装置100包括竖向保护壁202和底壁204，该竖向保护壁202和底壁204沿轨道13a、13b的纵向方向在三角形支撑托架102、102’、102”、102”’之间延伸。竖向保护壁202和底壁204保护电池模块在运行期间免受污垢和石头的影响，并且竖向保护壁202和底壁204连接到三角形支撑托架102、102’、102”、102”’的下部108。如图3中所描绘的，竖向保护壁202包括沿纵向方向在一对三角形支撑托架之间延伸的纵向力分布结构206。竖向保护壁202还包括被布置在一对三角形支撑托架之间的竖向力分布结构208。竖向力分布结构208沿竖直方向(Z方向)延伸。纵向力分布结构206和竖向力分布结构208被布置成用于例如在侧面碰撞期间保护电池模块9，并且纵向力分布结构206和竖向力分布结构208附接到竖向保护壁。根据优选示例，竖向保护壁202经由衬套连接到三角形支撑托架102、102’、102”、102”’。由此，这些竖向保护壁将无助于太刚性的电池模块支撑装置。然而，底壁204优选固定到三角形支撑托架102、102’、102”、102”’。

还如图3中所描绘的，电池模块支撑装置100包括细长的横梁构件210，所述细长的横梁构件210连接在轨道两侧上的三角形支撑托架之间。细长的横梁构件210连接到相应的三角形支撑托架的横梁构件支撑部120，并且为电池模块支撑装置100提供增加的刚性，特别是用于提高扭转和弯曲刚度。

现在参考图4A至4D，其示出了电池模块9与电池模块支撑装置100的连接。如图4A中所示，第一电池模块9连接到第一三角形支撑托架102’和第二三角形支撑托架102”’。特别是，电池模块9包括用于与三角形支撑托架的电池模块支撑部连接的衬套402。第一电池模块9连接到第一三角形支撑托架102’的最外侧的电池模块支撑部110、110”’。在下文中，最外侧的电池模块支撑部110、110”’也将分别被称为第一电池模块支撑部110和第四电池模块支撑部110”’。第一电池模块9还连接到第二三角形支撑托架102”’的内侧电池模块支撑部110’、110”。在下文中，内侧电池模块支撑部110’、110”也将分别被称为第二电池模块支撑部110’和第三电池模块支撑部110”。通过第一电池模块9的连接，获得了大致为三角形形式的悬挂。由于第二电池模块支撑部110’和第三电池模块支撑部110”被布置成彼此相邻，所以它们可以被单个电池模块支撑部取代，可以获得三点悬挂形式的悬挂。

因而，如沿着各个成角度部所看到的，第一三角形支撑托架102’的第一电池模块支撑部110被布置在与第二三角形支撑托架102”’的第二电池模块支撑部110’不同的位置处。第一三角形支撑托架102’的第一电池模块支撑部110的位置优选对应于第二三角形支撑托架102”’的第一电池模块支撑部110。这同样适用于第二电池模块支撑部110’、第三电池模块支撑部110”和第四电池模块支撑部110”’，即，它们分别被布置在其相应的三角形支撑托架上的大致相同位置上。

转向图4B，第二电池模块9连接到电池模块支撑装置100。电池模块9的衬套402连接到第二三角形支撑托架102”’的第一电池模块支撑部110和第四电池模块支撑部110”’，并且连接到第三三角形支撑托架102的第二电池模块支撑部110’和第三电池模块支撑部110”。因此，第二三角形支撑托架102”’的电池模块支撑部110、110’、110”、110”’在其沿纵向方向的两侧上各支撑一个电池模块。

转向图4C，第三电池模块9连接到电池模块支撑装置100。电池模块9的衬套402连接到第三三角形支撑托架102的第一电池模块支撑部110和第四电池模块支撑部110”’，并且连接到第四三角形支撑托架102”的第二电池模块支撑部110’和第三电池模块支撑部110”。因此，第三三角形支撑托架102的电池模块支撑部110、110’、110”、110”’在其沿纵向方向的两侧上各支撑一个电池模块。

在图4D中描绘了已组装构造的底盘装置3，因而，本领域技术人员会认识到，通过沿所述轨道的纵向方向添加另外的三角形支撑托架，可以将另外的电池模块连接到电池模块支撑装置100。因此，实现了改进的模块化。

应当理解，本公开不限于上文所述和附图中示出的实施例；而是，本领域技术人员将认识到，可以在本发明的范围内进行许多修改和变型。

Claims (16)

1.一种电池模块支撑装置（100），所述电池模块支撑装置（100）用于将电池模块（9）支撑到电动重型车辆（1）的纵向延伸的车架轨道（13a、13b）；所述电池模块支撑装置（100）包括：

- 一对三角形支撑托架（102、102’、102’’、102’’’），所述一对三角形支撑托架（102、102’、102’’、102’’’）彼此间隔开，所述三角形支撑托架（102、102’、102’’、102’’’）中的每一个均包括：轨道附接部（104），所述轨道附接部（104）用于将所述三角形支撑托架（102、102’、102’’、102’’’）连接到所述纵向延伸的车架轨道（13a、13b）；和成角度部（106），所述成角度部（106）在所述轨道附接部（104）与所述三角形支撑托架的下端部（108）之间向下延伸，其中，所述三角形支撑托架中的第一支撑托架（102）包括沿着所述第一支撑托架的所述成角度部（106）定位的至少一个电池模块支撑部（110’、110’’），并且所述三角形支撑托架中的第二支撑托架包括沿着所述第二支撑托架的所述成角度部（106）定位的一对电池模块支撑部（110、110’’’），其中，所述第一支撑托架的所述电池模块支撑部（110’、110’’）被布置在沿着所述成角度部与所述第二支撑托架的所述电池模块支撑部（110、110’’’）中的至少一个电池模块支撑部的位置不同的位置处，其特征在于，所述三角形支撑托架中的所述第二支撑托架还包括沿着所述成角度部（106）布置的至少第三电池模块支撑部（110’’），其中，所述第三电池模块支撑部（110’’）被布置在所述一对电池模块支撑部（110、110’’’）之间，

其中，第一电池模块被构造成连接到所述三角形支撑托架中的所述第一支撑托架的所述至少一个电池模块支撑部，并且连接到所述三角形支撑托架中的所述第二支撑托架的所述一对电池模块支撑部，并且其中，第二电池模块被构造成连接到所述三角形支撑托架中的所述第二支撑托架的所述第三电池模块支撑部。

2.根据权利要求1所述的电池模块支撑装置，其中，从沿着相应的所述成角度部的方向上看，所述第一支撑托架的所述电池模块支撑部（110’、110’’）被布置在所述第二支撑托架的所述电池模块支撑部（110、110’’’）之间的位置。

3.根据权利要求1所述的电池模块支撑装置，其中，所述一对三角形支撑托架在与由相应的所述支撑托架形成的三角形所限定的平面垂直的方向上彼此间隔开。

4.根据权利要求1所述的电池模块支撑装置，其中，所述第一支撑托架包括第二电池模块支撑部（110’、110’’）。

5.根据权利要求4所述的电池模块支撑装置，其中，所述第一支撑托架的所述电池模块支撑部（110’、110’’）被布置成彼此相邻。

6.根据权利要求4所述的电池模块支撑装置，其中，从沿着相应的所述成角度部的方向上看，所述第一支撑托架的所述第二电池模块支撑部被布置在所述第二支撑托架的所述一对电池模块支撑部之间的位置。

7.根据权利要求1所述的电池模块支撑装置，其中，所述第一支撑托架和所述第二支撑托架的所述电池模块支撑部被布置在相应的所述成角度部（106）的上表面上。

8.根据权利要求7所述的电池模块支撑装置，其中，所述电池模块支撑部中的每一个均包括面向上的表面（112、112’、112’’、112’’’），所述面向上的表面（112、112’、112’’、112’’’）用于支撑所述电池模块（9）。

9.根据权利要求8所述的电池模块支撑装置，其中，所述轨道附接部（104）中的每一个均形成轨道附接表面（130），所述轨道附接表面（130）被布置成用于抵接所述纵向延伸的车架轨道（13a、13b），每个轨道附接表面与所述电池模块支撑部的所述面向上的表面不平行。

10.根据权利要求9所述的电池模块支撑装置，其中，每个轨道附接表面（130）垂直于所述电池模块支撑部的所述面向上的表面（112、112’、112’’、112’’’）。

11.根据权利要求1所述的电池模块支撑装置，其中，从沿着相应的所述成角度部的方向上看，所述第二支撑托架的所述第三电池模块支撑部的位置对应于所述第一支撑托架的所述至少一个电池模块支撑部的位置。

12.根据权利要求1所述的电池模块支撑装置，还包括细长的横梁构件（210），所述横梁构件（210）在竖向上位于所述轨道附接部下方的位置处连接到所述三角形支撑托架中的所述第一支撑托架，所述横梁构件（210）在背离所述下端部的方向上延伸。

13.根据权利要求1所述的电池模块支撑装置，还包括竖向保护壁（202），所述竖向保护壁（202）被连接在所述一对三角形支撑托架的所述下端部（108）之间，所述竖向保护壁（202）包括在所述一对三角形支撑托架（102、102’、102’’、102’’’）之间延伸的纵向力分布结构（206）。

14.根据权利要求13所述的电池模块支撑装置，其中，所述竖向保护壁（202）还包括被布置在所述一对三角形支撑托架之间的竖向力分布结构（208）。

15.一种用于电动重型车辆（1）的底盘装置（3），所述底盘装置包括：

- 底盘框架（7），所述底盘框架（7）具有在所述底盘装置的纵向方向上延伸的至少一个轨道（13a、13b）；

- 至少一个电池模块（9），所述至少一个电池模块用于推进所述电动重型车辆（1）；以及

- 根据权利要求1所述的电池模块支撑装置（100），其中，所述轨道附接部将所述电池模块支撑装置连接到所述轨道，并且其中，所述至少一个电池模块由所述一对三角形支撑托架支撑在所述电池模块支撑部处。

16.一种电动重型车辆（1），其包括根据权利要求15所述的底盘装置。