CN117885509A - 结构总成和具有结构总成的车辆 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“结构总成和具有结构总成的车辆”。一种用于电动车辆的结构总成包括车架、电池结构、一对安装结构和多个紧固件。所述车架包括相对的纵梁。所述电池结构设置在相对的纵梁之间并且包括被配置为容纳电力存储单元的电池壳体。每个安装结构固定到电池壳体的相应侧并且支撑对应的纵梁。多个紧固件延伸穿过所述一对安装结构中的对应安装结构和相对的纵梁中的对应纵梁，以将车架和电池结构彼此固定。对应安装结构的外周与对应纵梁的外周基本齐平。

Description

结构总成和具有结构总成的车辆

技术领域

本公开涉及一种结构总成和一种具有结构总成的车辆。

背景技术

本部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

电动车辆不同于常规的机动车辆，因为它们由一个或多个具有例如锂离子电池或任何其他合适的电力存储单元的可再充电电池包驱动。电池包通常为一个或多个马达供电以驱动一组车轮。对于能够长距离行驶的电动车辆(例如，能够行驶超过500英里的电动车辆)，电池包的尺寸和重量通常较大。取决于相对于电动车辆的安装位置，电池包可能易受各种车辆负载的影响。

将可再充电电池包集成到现有车辆的结构中并且在多种工况下提供高效的载荷路径可能是具有挑战性的，这主要是由于电池包的重量增加以及它们在车辆中更大的占地面积。本公开解决了与可再充电电池包在电动车辆中的集成相关的这些问题。

发明内容

本部分提供了对本公开的总体概述并且不是对其全部范围或其所有特征的全面公开。

在一种形式中，本公开提供了一种用于电动车辆的结构总成，所述结构总成包括车架、电池结构、一对安装结构和多个紧固件。所述车架包括相对的纵梁。所述电池结构设置在相对的纵梁之间并且包括被配置为容纳电力存储单元的电池壳体。每个安装结构固定到电池壳体的相应侧并且支撑对应的纵梁。多个紧固件延伸穿过所述一对安装结构中的对应安装结构和相对的纵梁中的对应纵梁，以将车架和电池结构彼此固定。对应安装结构的外周与对应纵梁的外周基本齐平。

在上一段落的结构总成的变型中，其可以单独地或组合地实现：所述一对安装结构中的每个安装结构包括内部加强构件；所述一对安装结构中的每个安装结构包括具有基本等于电池壳体的高度的第一高度的内侧部分和具有第二高度的外侧部分，第一高度大于第二高度，相对的纵梁中的对应纵梁支撑在对应安装结构的外侧部分上；多个紧固件延伸穿过所述一对安装结构中的对应安装结构的外侧部分以及相对的纵梁中的对应纵梁，以将车架和电池结构彼此固定；相对的纵梁中的对应纵梁与对应安装结构的内侧部分间隔开；相对的纵梁中的对应纵梁位于对应安装结构的内侧部分的最上部区域下方；所述一对安装结构中的每个安装结构包括第一截面积，并且相对的纵梁中的每个纵梁包括第二截面积，第一截面积大于第二截面积；多个安装件固定到相对的纵梁；以及多个车身隔离器，每个车身隔离器设置在相应的安装件上并且设置在相应的安装件与车身之间。

在另一种形式中，本公开提供了一种用于电动车辆的结构总成，所述结构总成包括车架、电池结构、一对安装结构和多个紧固件。所述车架不同于车身，并且包括相对的纵梁。所述电池结构设置在相对的纵梁之间并且包括被配置为容纳电力存储单元的电池壳体。每个安装结构靠近电池壳体的相应侧并且包括内部加强构件。每个安装结构包括内侧部分和外侧部分。所述内侧部分具有基本上等于电池壳体的高度的第一高度。所述外侧部分具有第二高度。所述第一高度大于所述第二高度。所述外侧部分支撑相对的纵梁中的对应纵梁。多个紧固件延伸穿过所述一对安装结构中的对应安装结构的外侧部分和相对的纵梁中的对应纵梁，以将车架和电池结构彼此固定。

在上一段落的结构总成的变型中，其可以单独地或组合地实现：对应安装结构的外周与对应纵梁的外周基本齐平，并且车架包括前部区段、后部区段和中间区段，所述前部区段包括第一宽度，所述后部区段包括第二宽度，所述中间区段包括相对的纵梁并且具有大于第一宽度和第二宽度的第三宽度，电池结构固定到车架的中间区段。

在又一种形式中，本公开提供了一种电动车辆，所述电动车辆包括车身、车架、电池结构、一对安装结构和多个紧固件。所述车架不同于车身，并且包括相对的纵梁。所述电池结构设置在相对的纵梁之间并且包括被配置为容纳电力存储单元的电池壳体。每个安装结构固定到电池壳体的相应侧并且支撑对应的纵梁。多个紧固件延伸穿过所述一对安装结构中的对应安装结构和相对的纵梁中的对应纵梁，以将车架和电池结构彼此固定。对应安装结构的外周与对应纵梁的外周基本齐平。

在上一段落的电动车辆的变型中，车身包括一对相对的下边梁，相对的下边梁中的每个下边梁通过多个安装件和多个车身隔离器由车架支撑。

根据本文中提供的描述，另外的适用领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅意图用于说明目的，而不意在限制本公开的范围。

附图说明

为了可很好地理解本公开，现在将参考附图通过举例的方式描述本公开的各种形式，在附图中：

图1是根据本公开的原理的车辆的截面透视图；

图2是图1的车辆的车架和电池结构的俯视透视图；

图3是图2的车架和电池结构的仰视透视图；

图4是图2的车架和电池结构的截面透视图；

图5是沿着图2的线5-5截取的车架和电池结构的截面图；

图6是沿着图2的线6-6截取的车架和电池结构的截面图；以及

图7是沿着图2的线7-7截取的车架和电池结构的截面图。

本文描述的附图仅用于说明目的，而不意在以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

以下描述本质上仅仅是示例性的并且不意图限制本公开、应用或用途。应当理解，贯穿附图，对应的附图标记指示相似或对应的零件和特征。

如图1中所示，提供了诸如电动车辆的车辆10。在所提供的示例中，电动车辆是电池电动车辆(BEV)。在其他示例中，电动车辆可以是混合动力电动车辆(HEV)、插电式电动车辆(PHEV)或燃料电池车辆。车辆10包括电池结构12、车身14和车架16。电池结构12可以为可再充电的并且可以包括锂离子电池、固态电池或任何其他合适的电力存储单元。电池结构12可以设置在车辆10的不同位置并且可以固定到车架16。以此方式，电池结构12由车架16支撑并且远离车辆10的乘客舱和货舱(未示出)，因此，不占据原本可用于乘客或货物的空间。电池结构12为一个或多个马达供电来驱动一组驱动轮。例如，电池结构12可以为后马达(未示出)供电以经由后车桥(未示出)驱动一组后轮中的后轮(未示出)和/或可以为前马达(未示出)供电以经由前车桥(未示出)驱动一组前轮中的前轮(未示出)。

参考图2至图5，电池结构12包括盖15、外部支撑框架或电池壳体18以及一对安装结构或框架19。例如，盖15经由诸如螺栓或螺钉(未示出)的机械紧固件可移除地联接到电池壳体18的顶部。以这种方式，可以移除盖15以维修设置在电池壳体18内的电池阵列(未示出)。密封件(未示出)围绕电池壳体18的周边设置并且与电池壳体18和盖15接合。以这种方式，阻止了流体、碎屑和其他材料进入电池壳体18。内部横向构件(未示出)设置在电池壳体18内并且沿车辆10的横向方向延伸。内部横向构件抵靠电池壳体18的底壁27(图3和图5)。内部横向构件沿着车辆10的纵向方向间隔开，并且可以连接电池壳体18的相对侧壁。

例如，每个安装结构19由诸如铝的金属材料制成，并且固定到电池结构12的电池壳体18的侧面。每个安装结构19还被配置为将电池结构12安装到车架16。即，紧固件31(图3和图5)延伸穿过安装结构19和车架16，以将电池结构12固定至车架16。在所示的示例中，每个安装结构19的长度大于电池壳体18的长度，使得每个安装结构19在电池壳体18的前方和后方延伸。下面更详细地描述车架16，但是在所示的示例中，每个安装结构19的长度也大于车架16的一对相对的纵梁28a、28b中的每个纵梁28a、28b的长度。

每个安装结构19支撑车架16的对应纵梁28a、28b并且包括的截面积大于对应纵梁28a、28b的截面积。每个安装结构19还包括内部加强构件32，所述内部加强构件被配置为在车辆侧面碰撞事件期间吸收能量。在所示的示例中，内部加强构件32是沿水平和/或竖直方向延伸的肋或带状物。在其他示例中，代替内部加强构件32或除了内部加强构件之外，还可以提供泡沫材料以在车辆侧面碰撞事件期间进一步吸收能量。

每个安装结构19包括内侧部分70和外侧部分72。内侧部分70包括内部加强构件32并且具有的高度H1(图5)基本上等于电池壳体18的高度H2(图5)。内侧部分70相对于对应纵梁28a、28b定位在内侧。外侧部分72由车架16的对应纵梁28a、28b支撑并且包括内部加强构件32。紧固件31竖直延伸穿过安装结构19的外侧部分72和车架16的对应纵梁28a、28b，以将电池结构12可移除地固定到车架16。在所提供的示例中，紧固件31是螺纹紧固件，所述紧固件与对应纵梁28a、28b的螺纹孔(未示出)或螺母(未示出)螺纹接合。外侧部分72具有的高度H3小于内侧部分70的高度H1并且小于电池壳体28的高度H2。外侧部分72具有的长度也大于电池壳体18的长度并且大于内侧部分70的长度，使得外侧部分72在内侧部分70和电池壳体18的前方和后方延伸。

车身14与车架16分离(不同)并且安装在所述车架上。换句话说，车身14安装在固定到车架16的多个安装件34上。车身14包括在车架16和电池结构12上方延伸的横向构件35(图1中仅示出了一个)。

参考图1，车身14还包括前端(未示出)、多个支柱(例如，A柱(未示出)、B柱36b、C柱36c(示出了其中的一个)、铰链柱(未示出))、车顶纵梁38和下边梁40。在一个示例中，前端尤其包括保险杠(未示出)，所述保险杠相对于车辆10的纵向方向沿横向方向延伸并且通过能量吸收构件固定到车架16。

A柱、B柱36b、铰链柱、下边梁40和车顶纵梁38配合以限定车身14中的前车门开口(未示出)。B柱36b、C柱36c、下边梁40和车顶纵梁38配合以限定车身14中的后车门开口42。车门(未示出)可旋转地联接到车身14(例如，铰链柱或B柱36b)以在关闭位置与打开位置之间旋转，在所述关闭位置，车门设置在前车门开口或后车门开口42内，在所述打开位置，车门从前车门开口或后车门开口42移开。

每个下边梁40是细长的并且沿着车辆10的纵向方向延伸。下边梁40的前端容纳在相应铰链柱内或以其他方式固定到相应铰链柱(即，下边梁40的前端可以设置在相应铰链柱的空腔内)。

车架16例如由诸如钢之类的金属材料制成，并且可以通过例如辊轧成型工艺来制造。车架16是车辆10的主要支撑结构，各种部件直接或间接地附接到所述车架。例如，悬架安装件30(图2和图3)固定到车架16并且将悬架系统固定到车架16。悬架系统通过吸收行驶时各种路面颠簸的能量来提供平稳的行驶，并且协助车轮(未示出)与路面保持接触。悬架系统包括各种部件，诸如上控制臂和下控制臂、弹簧、减振器、支柱和球窝接头。在另一个示例中，备用轮胎固定到车架16。

参考图2至图4，车架16包括前区段或前抗扭箱44(图2和图3)、后区段或后抗扭箱46以及设置在前区段44与后区段46之间的中间区段48。在一些形式中，前区段44、后区段46和中间区段48可以是经由例如焊接或任何其他合适的附接方式彼此固定的单独部件。如图2至图4中所示，前区段44从中间区段48的前端延伸并且包括一对相对的纵向构件50、多个连接构件52和一对相对的臂54。纵向构件50在车辆10的相对横向侧上大体上沿着车辆10的纵向方向延伸并且经由相对于车辆10的纵向方向在横向方向上延伸的连接构件52相互连接。例如，纵向构件50的前端固定到保险杠结构(未示出)。悬架安装件30固定到纵向构件50并且将悬架系统固定到车架16的前区段44。每个臂54从相应的纵向构件50的后端向外延伸到中间区段48。每个臂54与相应安装结构19的外侧部分72重叠，并且还可以帮助支撑相应安装结构19的外侧部分72。

后区段46从中间区段48的后端延伸并且包括一对相对的纵向构件60、多个连接构件62和一对相对的臂64。纵向构件60在车辆10的相对横向侧上大体上沿着车辆10的纵向方向延伸并且经由相对于车辆10的纵向方向在横向方向上延伸的连接构件62相互连接。每个纵向构件60的中间部分可以朝向车架16的中心向内突出。悬架安装件30可以在中间部分处固定到相应的纵向构件60，并且被配置为将车辆部件(例如，悬架系统)安装到车架16的后区段46。每个臂64从相应的纵向构件60的前端向外延伸到中间区段48。每个臂64与相应安装结构19的外侧部分72重叠，并且还可以帮助支撑相应安装结构19的外侧部分72。

中间区段48包括相对的纵梁28a、28b，它们在车辆10的相对横向侧上彼此间隔开并且基本上平行。应当理解，中间区段48不包括用于容纳电池结构12的横向构件。多个安装件34固定到车架16的中间区段48的相应纵梁28a、28b并且沿着所述相应纵梁。每个纵梁28a、28b位于相应下边梁40与电池结构12的电池壳体18之间。车架16的中间区段48是车架16的一个区域，其中纵梁28a、28b在后区段46靠近车辆后部向内倾斜的位置前方，并且在前区段44靠近车辆10前部向内倾斜的位置后方。

每个纵梁28a、28b支撑在对应安装结构19的外侧部分72上并且具有基本上矩形或正方形的截面。在一些形式中，前区段44的每个纵向构件50的截面积大于或小于每个纵梁28a、28b的截面积。在一些形式中，后区段46的每个纵向构件60的截面积大于或小于每个纵梁28a、28b的截面积。在其他形式中，每个纵梁28a、28b的截面积等于纵向构件50的截面积并且等于纵向构件60的截面积。每个纵梁28a、28b具有的长度大于安装结构19的内侧部分70的长度并且小于安装结构19的外侧部分72的长度。这样，每个纵梁28a、28b都在内侧部分70而不是外侧部分70的前方和后方延伸。如图5中所示，每个纵梁28a、28b具有的高度H4还小于安装结构19的内侧部分70的高度H1。以此方式，每个纵梁28a、28b定位在内侧部分70的最上部区域或顶部73下方并且在安装件34下方，同时支撑在外侧部分72上。

每个纵梁28a、28b包括多个壁(即，外侧竖直壁80a、内侧竖直壁80b、上水平壁80c和下水平壁80d)，这些壁彼此配合以限定内腔。每个纵梁28a、28b可以与对应安装结构19的外侧部分72的外周84基本齐平。换句话说，每个纵梁28a、28b的外侧竖直壁80a可以与相应安装结构19的外侧部分72的外周84基本齐平。在所示的示例中，每个纵梁28a、28b的内侧竖直壁80b与对应安装结构19的内侧部分70间隔开。在一些形式中，每个纵梁28a、28b的内侧竖直壁80b接触对应安装结构19的内侧部分70。每个纵梁28a、28b的上水平壁80c定位在内侧部分70的最上部区域73的下方。每个纵梁28a、28b与对应安装结构19的外侧部分72重叠，使得紧固件31竖直延伸穿过外侧部分72和纵梁28a、28b，从而将车架16和电池结构12彼此固定。

本公开的结构总成包括车架16和车身14。中间区段48(即，纵梁28a、28b的位于电池结构12的相对侧的区段)和电池结构12组合成单元化结构，提高了单元化结构的强度和刚度，同时降低了车辆10的总宽度。

除非本文另有明确指示，否则指示机械/热性质、组成百分比、尺寸和/或公差或其他特性的所有数值在描述本公开的范围时应当理解为由词语“约”或“大约”修饰。出于各种原因期望进行这种修饰，所述原因包括：工业实践；材料、制造和组装公差；以及测试能力。

如本文所使用，短语A、B和C中的至少一者应被解释为使用非排他性逻辑“或”表示逻辑(A或B或C)，并且不应被解释为表示“A中的至少一者、B中的至少一者以及C中的至少一者”。

本公开的描述本质上仅仅是示例性的，并且因此，不背离本公开的实质的变型意图在本公开的范围内。不应将此类变型视为脱离本公开的精神和范围。

根据本发明，提供了一种用于电动车辆的结构总成，所述结构总成具有：与车身不同的车架，所述车架包括相对的纵梁；电池结构，所述电池结构设置在相对的纵梁之间，所述电池结构包括被配置为容纳电力存储单元的电池壳体；一对安装结构，所述一对安装结构中的每个安装结构靠近电池壳体的相应侧并且包括内部加强构件，每个安装结构还包括：内侧部分，所述内侧部分具有基本上等于电池壳体的高度的第一高度；以及外侧部分，所述外侧部分具有第二高度，第一高度大于第二高度，所述外侧部分支撑相对的纵梁中的对应纵梁；以及多个紧固件，所述多个紧固件延伸穿过所述一对安装结构中的对应安装结构的外侧部分和相对的纵梁中的对应纵梁，以将车架和电池结构彼此固定。

根据一个实施例，相对的纵梁中的对应纵梁与对应安装结构的内侧部分间隔开。

根据一个实施例，相对的纵梁中的对应纵梁定位在对应安装结构的内侧部分的最上部区域的下方。

根据一个实施例，本发明的特征还在于：多个安装件，所述多个安装件固定到相对的纵梁。

根据一个实施例，本发明的特征还在于：多个安装件，所述多个安装件固定到相对的纵梁；以及多个车身隔离器，每个车身隔离器设置在相应的安装件上并且设置在相应的安装件与车身之间。

根据一个实施例，所述车架包括前区段、后区段和中间区段，所述前区段包括第一宽度，所述后区段包括第二宽度，所述中间区段包括相对的纵梁并且具有大于第一宽度和第二宽度的第三宽度，并且其中所述电池结构固定到车架的中间区段。

根据一个实施例，对应安装结构的外侧部分的外周与对应纵梁的外周基本齐平。

根据本发明，提供了一种电动车辆，所述电动车辆具有：车身；与车身不同的车架，所述车架包括相对的纵梁；电池结构，所述电池结构设置在相对的纵梁之间，所述电池结构包括被配置为容纳电力存储单元的电池壳体；以及一对安装结构，所述一对安装结构中的每个安装结构固定到电池壳体的相应侧并且支撑相对的纵梁中的对应纵梁；以及多个紧固件，所述多个紧固件延伸穿过所述一对安装结构中的对应安装结构和相对的纵梁中的对应纵梁，以将车架和电池结构彼此固定，其中对应安装结构的外周与对应纵梁的外周基本齐平。

根据一个实施例，本发明的特征还在于：多个安装件，所述多个安装件固定到相对的纵梁；以及多个车身隔离器，每个车身隔离器设置在相应的安装件上并且设置在相应的安装件与车身之间。

根据一个实施例，车身包括一对相对的下边梁，并且其中相对的下边梁中的每个下边梁通过多个安装件和多个车身隔离器由车架支撑。

Claims (12)

1.一种用于电动车辆的结构总成，所述结构总成包括：

车架，所述车架包括相对的纵梁；

电池结构，所述电池结构设置在所述相对的纵梁之间，所述电池结构包括被配置为容纳电力存储单元的电池壳体；

一对安装结构，所述一对安装结构中的每个安装结构固定到所述电池壳体的相应侧并且支撑所述相对的纵梁中的对应纵梁；以及

多个紧固件，所述多个紧固件延伸穿过所述一对安装结构中的对应安装结构和所述相对的纵梁中的对应纵梁，以将所述车架和所述电池结构彼此固定，

其中所述对应安装结构的外周与所述对应纵梁的外周基本齐平。

2.如权利要求1所述的结构总成，其中所述一对安装结构中的每个安装结构包括内部加强构件。

3.如权利要求1所述的结构总成，其中所述一对安装结构中的每个安装结构包括：

内侧部分，所述内侧部分具有基本上等于所述电池壳体的高度的第一高度；以及

外侧部分，所述外侧部分具有第二高度，所述第一高度大于所述第二高度，所述相对的纵梁中的所述对应纵梁支撑在所述对应安装结构的所述外侧部分上。

4.如权利要求3所述的结构总成，其中所述多个紧固件延伸穿过所述一对安装结构中的所述对应安装结构的所述外侧部分和所述相对的纵梁中的所述对应纵梁，以将所述车架和所述电池结构彼此固定。

5.如权利要求3所述的结构总成，其中所述相对的纵梁中的所述对应纵梁与所述对应安装结构的所述内侧部分间隔开。

6.如权利要求3所述的结构总成，其中所述相对的纵梁中的所述对应纵梁定位在所述对应安装结构的所述内侧部分的最上部区域的下方。

7.如权利要求1所述的结构总成，其中所述一对安装结构中的每个安装结构包括第一截面积，并且所述相对的纵梁中的每个纵梁包括第二截面积，并且其中所述第一截面积大于所述第二截面积。

8.如权利要求1所述的结构总成，其还包括多个安装件，所述多个安装件固定到所述相对的纵梁。

9.如权利要求1所述的结构总成，其还包括：

多个安装件，所述多个安装件固定到所述相对的纵梁；以及

多个车身隔离器，每个车身隔离器设置在相应的安装件上并且设置在所述相应的安装件与车身之间。

10.如权利要求1所述的结构总成，其中所述车架包括前区段、后区段和中间区段，所述前区段包括第一宽度，所述后区段包括第二宽度，所述中间区段包括所述相对的纵梁并且具有大于所述第一宽度和所述第二宽度的第三宽度，并且其中所述电池结构固定到所述车架的所述中间区段。

11.如权利要求1所述的结构总成，其还包括车身，所述车架与所述车身不同。

12.如权利要求11所述的结构总成，其中所述车身包括一对相对的下边梁，并且其中所述相对的下边梁中的每个下边梁通过安装件由所述车架支撑。