CN117241958A - 用于电动车辆的电池载体和具有电池载体的电动车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于将车辆改装成电动车辆的电池载体(1)，其中所述电池载体(1)包括：U形底板(10)，所述U形底板具有两个相对的、间隔开的支腿(11、12)以及将其在一端彼此连接的连接部分(13)；U形盖(20)，所述U形盖具有两个相对的、间隔开的支腿(21、22)以及将其在一端彼此连接的连接部分(23)；以及壁部(30)，所述壁部将所述U形底板(10)和U形盖(20)彼此连接，从而形成具有支腿和连接部分的U形电池载体内部空间，本发明还提供一种具有这种电池载体的电动车辆。

Description

用于电动车辆的电池载体和具有电池载体的电动车辆

背景技术

在电动车辆的设计中要解决的基本问题是电能存储器(即电池)在车辆上的布置和安装。这特别地适用于随后才通过改装转换为电动车辆的车辆。在这一点上应该注意的是，如在本说明书中使用的术语“电动车辆”也包括混合动力汽车，即不仅适用于纯电动车辆。

这种转换通常值得考虑，特别是对于商用车辆，如运输车辆。这有两个原因：首先商用车辆的负载通常设计的比常规轿车高得多。因此，由于增加了用于电力驱动的驱动部件而导致的重量增加比那些允许的总重量(即使在没有用于电驱动的附加部件的情况下)仅超过车辆空载重量几百公斤的车辆更容易处理。其次，电池通常是相对较重的车辆部件，建议将电池布置在车辆下方，以保持车辆的重心较低。商用车辆，特别是运输车，通常比轿车具有更大的离地间隙。

在设计电动车辆并将车辆改装为电动车辆或将其改装为混合动力汽车时，通常会与其他车辆部件争夺可用的安装空间。对于电动车辆尤其如此，其中在电动车辆中发动机布置在车辆的一端，例如在前部区域中，但使用用于驱动的车辆另一端的车轴，例如后轴，使得驱动轴用于向后轴传递动力。该驱动轴的行程基本上是预先确定的，并且只能在很小的限度内调整。

从DE 102012 220 074A1中已知，在电动车辆的底板下设置具有电池的电池单元，该电池单元具有用于容纳万向轴的凹部。然而，这种布置不适用于商用车辆典型的倾斜延伸的万向轴。

从DE 102014 219 224A1中已知，在驱动轴的相对侧上布置具有电池的两个电池单元，并且用连接单元将它们彼此连接。然而这浪费了宝贵的安装空间。

用于在混合动力车辆和/或电动车辆中布置电池单元的其它结构例如在DE102018206 253A1、DE 102019 204 787A1、DE 102018 202 191Al、DE 10215 100244Al或DE102018 100 555Al中公开。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种特别是在安装空间的利用方面改进的可改装的电池载体，其也特别地适用于具有倾斜延伸的驱动轴的商用车辆，本发明的目的还在于提供一种配备有这种电池载体的电动车辆。所述目的通过具有权利要求1特征的电池载体和具有权利要求9特征的电动车辆来实现。本发明的有利的进一步方案是从属权利要求的主题。

根据本发明的电池载体特别适合于将车辆改装成电动车辆。所述电池载体既具有在电池载体按预期安装时面向道路的U形的底板，也具有U形的、优选地也设计成板的盖。所述U形的盖布置成与所述底板相对并且优选地与所述底板平行。底板和盖板基本上可以由多个部件组成，但优选地以一件式设计。板和盖进一步优选地彼此定位地布置使得“U”的开口侧指向相同方向。

从这些部件的U形可以看出，它们分别都具有两个相对的、彼此间隔开的支腿以及将两个相对的、彼此间隔开的支腿在一端彼此连接的连接部分。所述连接部分不一定必须具有曲率(就像印刷字母“U”通常具有的曲率)，而是可以设计为直的，例如从典型的U型材中已知的那样。

特别地，底板和盖的总长度以及底板和盖总宽度优选地都是相同的。

更进一步地，所述电池载体具有将所述U形的底板和所述U形的盖连接在一起的壁部，由此形成具有支腿和连接部分的U形的电池载体内部空间。所述壁部优选地在所述底板和所述盖上都是垂直的。总体而言，这形成了电池承载箱，在其内部空间中可以以受保护的方式布置电池和相关的电子设备和传感器，在适当设计的情况下，可以实现整个车辆的稳定性，并在发生事故时提高车辆乘客的安全性。

这种电池载体或电池承载箱的特殊之处在于，因为底板和盖呈U形，所述电池载体在安装有电池载体时在方便地在面向从动轴的一侧具有槽，倾斜延伸的驱动轴的一部分可以在所述槽中自由运行，这也适用于在车辆悬挂弹簧压缩或弹出时。

特别地，在根据本发明的电池载体中，通过底板在道路方向上封闭电池载体，这将行驶时由风引起的车底的空气阻力最小化，并且稳定行驶行为。此外，底板可保护电池模块和驱动轴部件免受来自下方的损坏。

此外，由于导致电池载体重心前移(即，在安装了电池载体的情况下朝向发动机方向转移)的电池载体的形状，电池载体设计成不会过度增加后轮上的轴负载，并且可以继续在后轴上施加高负载。优选地，可以通过如下描述的巧妙地选择材料来进一步增强这种效果。

根据本发明的优选的进一步方案规定，底板的相对的、彼此间隔开的支腿比盖的相对的、彼此间隔开的支腿更短，从而在U形的电池载体内部空间的支腿之间存在U形的底板的稳定部分，所述稳定部分不形成所述U形电池载体内部空间的界面。因此，在底板和盖的长度相同的情况下，所述底板的连接部分的长度大于所述盖的连接部分的长度。

底板和盖的这些不同的U形优选地形成为，在制成底板和盖的两个初始相同形状的板中，分别引入存在于在U形的两个支腿之间的长度不同的间隙，其中所述间隙分别从两个板的相同的边缘区域开始。

这种稳定部分保护其上方延伸的驱动轴的部分，并且还改善电池载体的两个支腿相对彼此的支撑，这改善了在电池载体的支腿的尖端的区域中在侧向力作用时的碰撞行为。

通过布置至少一个横向支柱来进一步增强这种效果，所述横向支柱当然仅可以向上(即向车辆底部的方向上)延伸成不损害驱动轴自由运行的程度。如果在相对的壁部之间的稳定部分上布置多于一个的横向支柱，并且相邻的横向支柱的高度在朝向电池载体内部空间的连接部分的方向上增加，所述横向支柱的强度可以通过考虑所述驱动轴的倾斜延伸来进一步优化。

由此，至少一个横向支柱在其背离底部的一侧上具有凹部，这可以确保，尽管存在横向支柱，驱动轴的运行不会受到损害。

由于所选择的几何构造确保了电池载体是在形状稳定且紧凑的单元，其最优地利用车辆下方的自由空间且围绕驱动轴设定的有限安装空间，并且可以容纳最大数量的电池模块和任选的控制和监测电子设备。

一种特别有利的材料是泡沫铝，电池载体至少部分地由泡沫铝制造。特别地，优选地至少电池载体的底板并且理想地整个电池载体应当由这种可以高机械负载并且轻质的材料制成。所述材料是防锈、不易燃，符合防火标准DIN EN 455452，其中耐火等级分别达到E30，DIN EN 135012或DIN EN 13631。它可以在不形成有毒气体的情况下进行焊接，因此任何损坏都可以很容易地修复。此外，它提供了良好的电磁屏蔽，这有利于通过的EMV测试，并有效地减少振动。

优选地，盖、底板和壁部彼此连接和密封，使得电池载体内部空间是防水的。具体地，这例如可以如此实现：壁部与盖和底板焊接或粘合，其中所述壁部优选地额外装配在引入盖或底板中的凹槽中。

如果电池载体具有用于侧向安装在车辆的车架侧面、前轴车架、板簧支架和/或车架中间的安装点，则也可以非常容易且经济高效地改装或安装电池载体。

根据本发明的电动车辆具有车架、布置在电动车辆一端的发动机、布置在所述电动车辆在与所述发动机相对的一端上的从动轴、以及由所述发动机驱动以将驱动力传递到所述从动轴的驱动轴。应该注意的是，这里使用的术语“车辆的一端”意指，在具有前置发动机的传统机动车辆中，发动机布置在其前端，而在具有后置发动机的传统机动车辆中，发动机布置在其后端。因此“端”在此不应理解为端点或界限，而是端部区域。

驱动轴从发动机到从动轴从上到下倾斜地延伸，即从发动机开始倾斜地向路面延伸。电动车辆还具有电驱动器，其可以通过布置在电池载体中的电池来供电。重点在于，电池载体是根据本发明的电池载体，并且驱动轴至少部分地穿过电池载体内部空间的支腿之间的区域。

附图说明

下面参照示出实施例的附图更详细地解释本发明。附图中示出：

图l示出电池载体的实施例，

图2示出附接有根据图1的电池载体的电动车辆的车架的底视图，

图3示出附接有根据图1的电池载体的电动车辆的车架的俯视图，以及

图4示出附接有根据图1的电池载体的电动车辆的车架的侧视图。

具体实施方式

图1至图4中所示的电池载体1具有如可特别地从图2中清晰看出的卵形的底板10，两个特别是相对的、通过槽14彼此间隔开的支腿11、12，以及将相对的、彼此间隔开的支腿11、12在其面向发动机的端部彼此连接的连接部分13。从图2的示意图中也可以清楚地看到，优选由泡沫铝制成的底板10设计成一件式，并在以预期方式使用时在面向路面的一侧形成光滑的平面，这对空气阻力有积极影响。驱动轴50的面向从动轴61的端部穿过槽14突出。驱动轴50和从动轴61之间的连接例如通过在此未示出的差速传动装置来实现。

电池载体1还具有在图1中清晰可见的U形的盖20，该U形的盖具有两个相对的、通过槽24彼此间隔开的支腿21、22，以及将两个相对的、彼此间隔开的支腿21、22在其面向发动机的端部彼此连接的连接部分23。在这里所示的示例中，盖20由多部件组成。

如图1和图4特别清晰地示出，U形的底板10和U形的盖20在所有侧面上通过壁部分30彼此连接，壁部分30从基本上垂直于底板的U形的盖20的边缘延伸，因此电池载体1由所有侧面封闭的(电池)箱形成，该箱是U形的并且包括具有支腿和连接部分的U形的电池载体内部空间。该内部空间相应地用于容纳未在图中示出的电池或电池模块及其任选的控制和监控电子设备。该内部空间的底面和形状基本上由盖20的形状预先决定，使得该U形电池载体内部空间的支腿是这样的区域：其中盖的支腿21、22形成该U形的电池载体内部空间的顶部，并且该U形的电池载体内部空间的连接部分是这样的区域：其中该连接部分23形成该U形的电池载体内部空间的顶部。

如图1清晰所示，在本实施例中底板10和盖20的基本几何形状大致相同，这特别地适用于各自的总长度和总宽度。这些形状之间的主要区别在于，槽14和24具有相同的宽度，并且源自相同的边缘部分，但是底板10中的槽14比盖20中的槽24短。由此还导致底板10的相对的、彼此间隔开的支腿11、12比盖20的相对的、彼此间隔开的支腿21、22更短，使得在U形的电池载体内部空间的支腿之间存在U形的底板10的稳定部分15，该稳定部分不形成U形的电池载体内部空间的界面或壁。

一方面，这种稳定部分15保护驱动轴50免受来自下方的损坏，另一方面，它还使电池载体的支腿彼此相对地支撑，从而使其变硬。该效果通过如下方式而进一步增强：在该稳定部分15上在面向彼此的支腿内侧的彼此相对的壁部之间上布置横向支柱16a、16b、16c、16d，其中相邻的横向支柱16a、16b、16c、16d的高度在朝向电池载体内部空间的连接部分的方向上增加。横向支柱16a、16b分别在其背离底部的一侧上具有凹部，以确保驱动轴50可以在始终自由旋转。

图1进一步示出，电池载体1具有多个安装点62，以用于安装在电动车辆的车架60的侧面上、特别是在前轴车架上、板簧支架上和/或车架60的中间。

附图标记列表

1 电池载体

10 底板

11、12 支腿

13 连接部分

14 槽

15 稳定部分

16a、16b、16c、16d 横向支柱

20 盖

21、22 支腿

23 连接部分

24 槽

30 壁部

50 驱动轴

60 车架

61 从动轴

62 安装点。

Claims (9)

1.一种用于将车辆改装为电动车辆的电池载体(1)，其中所述电池载体(1)包括：

-U形的底板(10)，所述U形的底板具有两个相对的、间隔开的支腿(11、12)以及将所述U形的底板的两个相对的、间隔开的支腿(11、12)在一端彼此连接的连接部分(13)，

-U形的盖(20)，所述U形盖具有两个相对的、间隔开的支腿(21、22)以及将所述U形的盖的两个相对的、间隔开的支腿(21、22)在一端彼此连接的连接部分(23)，以及

-壁部(30)，所述壁部将所述U形底板(10)和所述U形盖(20)彼此连接，由此形成具有支腿和连接部分的U形的电池载体内部空间。

2.根据权利要求1所述的电池载体(1)，

其特征在于，所述U形的底板(10)的相对的、间隔开的支腿(11、12)比所述U形的盖(20)的相对的、间隔开的支腿(22、23)更短，使得在U形的电池载体内部空间的支腿之间存在所述U形的底板(10)的稳定部分(15)，所述稳定部分不形成所述U形的电池载体内部空间的界面。

3.根据权利要求2所述的电池载体(1)，

其特征在于，在所述稳定部分(15)上在相对的壁部(30)之间布置至少一个横向支柱(16a、16b、16c、16d)。

4.根据权利要求3所述的电池载体(1)，

其特征在于，在稳定部分(15)上在相对的壁部(30)之间布置多于一个的横向支柱(16a、16b、16c、16d)，并且相邻的横向支柱(16a、16b、16c、16d)的高度在朝向所述U形的底板(10)的所述连接部分(15)的方向上增加。

5.根据权利要求3或4所述的电池载体(1)，其特征在于，至少一个横向支柱(16a、16b)在其背离底部的一侧上具有凹部。

6.根据前述权利要求中任一项所述的电池载体(1)，其特征在于，所述电池载体(1)至少部分地由泡沫铝制成。

7.根据前述权利要求中任一项所述的电池载体(1)，其特征在于，所述电池载体内部空间是防水的。

8.根据前述权利要求中任一项所述的电池载体(1)，其特征在于，所述电池载体(1)具有安装点(62)，所述安装点用于安装在车辆的车架(60)侧面上、前轴车架上、板簧支架上和/或所述车架(60)的中间位置上。

9.一种电动车辆，其具有车架(60)、布置于所述电动车辆的一端的发动机、布置在所述电动车辆的与发动机相对的一端的从动轴(61)以及驱动轴(50)，所述驱动轴在由所述发动机驱动时能够将驱动力传递到所述从动轴(61)上，其中所述驱动轴(50)从所述电动机到所述从动轴(61)以从上到下倾斜的方式延伸，其中所述电动车辆还具有能够由布置在电池载体(1)中的电池供电的电驱动器，

其特征在于，所述电池载体(1)是根据权利要求1至8中任一项所述的电池载体(1)，并且所述驱动轴(50)至少部分地穿过电池载体内部空间的支腿之间的区域。