DE102020130361A1

DE102020130361A1 - Strukturelle verbesserungen eines elektrofahrzeugs

Info

Publication number: DE102020130361A1
Application number: DE102020130361.0A
Authority: DE
Inventors: Terry A. Swartzell; Andre T. Matsumoto; Bradley Leier; Andrew W. White
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2020-11-17
Publication date: 2021-06-17
Also published as: CN112937682A; US11110787B2; CN112937682B; US20210178879A1

Abstract

Ein Elektrofahrzeug umfasst eine Karosseriestruktur, einen vorderen Hilfsrahmen und ein Batteriepack. Die Karosseriestruktur umfasst einen ersten und einen zweiten Längsträger. Der vordere Unterrahmen umfasst einen ersten und einen zweiten Seitenträger, die jeweils einen vorderen und einen hinteren Endabschnitt aufweisen und sich in Längsrichtung zwischen diesen erstrecken. Die ersten und zweiten Seitenstützen befinden sich vor und im wesentlichen parallel zu den ersten und zweiten Längsträgern. Der Batteriepack enthält eine Stützstruktur, die unter der Karosseriestruktur zwischen dem ersten und dem zweiten Längsträger angeordnet und mit dieser verbunden ist. Die Stützstruktur hat eine Vielzahl von Längskomponenten, die seitlich voneinander beabstandet und parallel zu den gegenüberliegenden ersten und zweiten Längsträgern angeordnet sind. Die hinteren Endabschnitte der ersten und zweiten Seitenstützen befinden sich in der Nähe der jeweiligen ersten und zweiten Längskomponenten der Mehrzahl von Längskomponenten.

Description

Die Offenbarung des Themas bezieht sich auf ein Elektrofahrzeug und insbesondere auf strukturelle Verbesserungen des Elektrofahrzeugs.
Zu den Fahrzeugen gehören in der Regel Fahrgestellrahmen und Karosseriestrukturen, die so konstruiert sind, dass sie eine Vielzahl von Fahrzeugkomponenten tragen und zur Steifigkeit und Festigkeit des Fahrzeugs beitragen. Beispiele für Rahmenkonfigurationen können Leiterrahmen, Unibody-Rahmen (d.h. Semi-Monocoque-Rahmen), Perimeterrahmen und andere sein. Viele Rahmen umfassen gegenüberliegende Längsträger oder Kipphebel, die über eine Vielzahl von Querträgern verbunden sind. Von den Schwingwänden können nach vorne vorstehende vordere Schienen über einen vorderen Querträger verbunden sein, und von den Schwingwänden nach hinten vorstehende hintere Schienen, die über einen hinteren Querträger verbunden sind.
Ein Motor und die vordere Aufhängung können im Allgemeinen durch die vorderen Schienen und die nahen Querträger abgestützt werden. Ein Kraftstofftank und eine hintere Aufhängung können im Allgemeinen durch die hinteren Schienen und die nahegelegenen Querträger abgestützt werden. Die Kipphebel und die zugehörigen Querträger können im Allgemeinen eine Bodenwanne, Beifahrersitze, Karosseriesäulen und eine Vielzahl anderer Komponenten und Merkmale tragen.
In jüngerer Zeit können Fahrzeuge auch Hybridfahrzeuge umfassen, die über eine Kombination von Batterien und einem Verbrennungsmotor angetrieben werden. Darüber hinaus können vollelektrische Fahrzeuge oder batterieelektrische Fahrzeuge (BEV) ausschließlich mit einem Batteriepack betrieben werden. Solche Fahrzeuge tragen das Gewicht der Batterien in der Regel auf dem Fahrgestellrahmen und an einer Vielzahl von Orten mit ausreichend Stauraum. Um die gewünschte Straßenfreiheit zu gewährleisten, sind die Batterien in der Regel oberhalb des Fahrgestellrahmens angeordnet. Darüber hinaus können die Batterien in einem einzelnen Fahrzeug eine Vielzahl von Formen und Größen erfordern, um den verfügbaren Stauraum auszunutzen.
Dementsprechend sind Verbesserungen bei der Batteriespeicherung für BEV's und zugehörige strukturelle Rahmen, die notwendig sind, um die Batterie(n) zu stützen und zu schützen, während andere, traditionellere strukturelle Anforderungen beibehalten und/oder erfüllt werden, bei gleichzeitiger Reduzierung der Systemkosten, Vereinfachung der Komplexität der Konstruktions- und Wartungsprozesse und Verbesserung der Robustheit wünschenswert.
BESCHREIBUNG
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Elektrofahrzeug eine Karosseriestruktur, einen vorderen Hilfsrahmen und ein Batteriepack. Die Karosseriestruktur umfasst einen ersten und einen zweiten Längsträger. Der vordere Unterrahmen umfasst einen ersten und einen zweiten Seitenträger, die jeweils einen vorderen und einen hinteren Endabschnitt aufweisen und sich in Längsrichtung zwischen diesen erstrecken. Die ersten und zweiten Seitenstützen befinden sich vor und im wesentlichen parallel zu den ersten und zweiten Längsträgern. Der Batteriepack enthält eine Stützstruktur, die unter der Karosseriestruktur zwischen dem ersten und dem zweiten Längsträger angeordnet und mit dieser verbunden ist. Die Stützstruktur hat eine Vielzahl von Längskomponenten, die seitlich voneinander beabstandet und parallel zu den gegenüberliegenden ersten und zweiten Längsträgern angeordnet sind. Die hinteren Endabschnitte der ersten und zweiten Seitenstützen befinden sich in der Nähe der jeweiligen ersten und zweiten Längskomponenten der Mehrzahl von Längskomponenten.
Zusätzlich zu der obigen Ausführung erstreckt sich die erste Seitenstütze entlang einer ersten Mittellinie, die erste Längskomponente entlang der ersten Mittellinie, die zweite Seitenstütze entlang einer zweiten Mittellinie und die zweite Längskomponente entlang der zweiten Mittellinie.
Alternativ oder zusätzlich dazu, in der vorstehenden Ausführung, umfasst die Mehrzahl von Längskomponenten eine dritte Längskomponente, die an dem ersten Längsträger befestigt und seitlich nach außen von der ersten Längskomponente beabstandet ist, und eine vierte Längskomponente, die an dem zweiten Längsträger befestigt und seitlich nach außen von der zweiten Längskomponente beabstandet ist.
Alternativ oder zusätzlich dazu, in der vorstehenden Ausführung, umfasst der vordere Hilfsrahmen eine erste Runge, die sich vertikal zwischen dem vorderen Endabschnitt der ersten Seitenstütze und einem ersten vorderen Längsträger der Aufbaustruktur erstreckt und daran befestigt ist, und eine zweite Runge, die sich vertikal zwischen dem vorderen Endabschnitt der zweiten Seitenstütze und einem zweiten vorderen Längsträger der Aufbaustruktur erstreckt und daran befestigt ist.
Alternativ oder zusätzlich dazu, in der vorstehenden Ausführung, umfasst der vordere Hilfsrahmen eine erste Runge, die sich vertikal zwischen dem vorderen Endabschnitt der ersten Seitenstütze und einem ersten vorderen Längsträger der Aufbaustruktur erstreckt und daran befestigt ist, und eine zweite Runge, die sich vertikal zwischen dem vorderen Endabschnitt der zweiten Seitenstütze und einem zweiten vorderen Längsträger der Aufbaustruktur erstreckt und daran befestigt ist.
Alternativ oder zusätzlich dazu, in der vorstehenden Ausführungsform, enthält das Elektrofahrzeug eine erste und eine zweite Kupplungsbaugruppe. Die erste Kupplungsbaugruppe umfasst ein vorderes Befestigungselement, ein erstes hinteres Befestigungselement und eine Platte, die mit dem hinteren Endabschnitt des ersten Seitenträgers und der Trägerstruktur in Kontakt steht und unter diesen angeordnet ist. Das vordere Befestigungselement erstreckt sich durch die Platte und den hinteren Endabschnitt der ersten Seitenstütze und ist an der Karosseriestruktur befestigt. Das erste hintere Befestigungselement erstreckt sich durch die Platte und die Stützstruktur und wird an der Karosseriestruktur befestigt. Die zweite Kupplungsbaugruppe umfasst ein vorderes Befestigungselement, ein erstes hinteres Befestigungselement und eine Platte, die in Kontakt mit dem hinteren Endabschnitt des zweiten Seitenträgers und der Trägerstruktur steht und unter diesen angeordnet ist. Das vordere Befestigungselement der zweiten Kupplungsbaugruppe erstreckt sich durch die Platte und den hinteren Endabschnitt der zweiten Seitenstütze und ist an der Karosseriestruktur befestigt. Das erste hintere Befestigungselement der zweiten Kupplungsbaugruppe erstreckt sich durch die Platte und die Tragkonstruktion und ist an der Karosseriestruktur befestigt.
Alternativ oder zusätzlich dazu, in der vorstehenden Ausführung, sind das vordere Befestigungselement und das erste hintere Befestigungselement der ersten Kupplungsbaugruppe sowie das vordere Befestigungselement und das erste hintere Befestigungselement der zweiten Kupplungsbaugruppe Bolzen, die in die Karosseriestruktur eingeschraubt werden können.
Alternativ oder zusätzlich dazu, in der vorstehenden Ausführung, enthalten die erste und zweite Kupplungsbaugruppe jeweils eine zweite rückwärtige Befestigung.
Alternativ oder zusätzlich dazu, in der vorstehenden Ausführung, erstrecken sich die ersten rückwärtigen Befestigungen der ersten und zweiten Kupplungsbaugruppe durch ein Schott der Tragstruktur.
Alternativ oder zusätzlich dazu, in der vorstehenden Ausführung, sind die hinteren Endabschnitte der ersten und zweiten Seitenstützen mit Abstand vor dem Schott angeordnet.
Alternativ oder zusätzlich dazu, in der vorstehenden Ausführung, sind die hinteren Endabschnitte der ersten und zweiten Seitenstützen mit Abstand vor der Stützkonstruktion angeordnet.
Alternativ oder zusätzlich dazu, in der vorstehenden Ausführung, wird die Platte so angepasst, dass sie sich bei einem Vorwärtsstoß auf die erste und zweite Seitenstütze plastisch verformt.
In Übereinstimmung mit einer anderen, nicht einschränkenden Ausführungsform umfasst ein Elektrofahrzeug eine Karosseriestruktur, einen vorderen Hilfsrahmen, einen Batteriepack, eine erste Kupplungsbaugruppe und eine zweite Kupplungsbaugruppe. Die Karosseriestruktur umfasst gegenüberliegende erste und zweite Längsträger. Der vordere Hilfsrahmen umfasst gegenüberliegende erste und zweite Seitenstützen, die jeweils vordere und hintere Endabschnitte enthalten und sich in Längsrichtung zwischen diesen erstrecken. Die ersten und zweiten Seitenstützen befinden sich vor und im wesentlichen parallel zu den ersten und zweiten Längsträgern. Der Batteriepack umfasst eine Stützstruktur, die unter der Karosseriestruktur zwischen dem ersten und dem zweiten Längsträger angeordnet und mit dieser verbunden ist. Die Stützstruktur hat eine vordere Trennwand, die sich in Längsrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Längsträger erstreckt. Die erste Kupplungsbaugruppe umfasst eine vordere Befestigung, eine erste hintere Befestigung und eine Platte, die mit dem hinteren Endabschnitt der ersten Seitenstütze und der Stützstruktur in Kontakt und unter diesen angeordnet ist. Das vordere Befestigungselement erstreckt sich durch die Platte und den hinteren Endabschnitt der ersten Seitenstütze und ist an der Karosseriestruktur befestigt. Das erste hintere Befestigungselement erstreckt sich durch die Platte und die Stützstruktur und wird an der Karosseriestruktur befestigt. Die zweite Kupplungsbaugruppe umfasst ein vorderes Befestigungselement, ein erstes hinteres Befestigungselement und eine Platte, die in Kontakt mit dem hinteren Endabschnitt des zweiten Seitenträgers und der Trägerstruktur steht und unter diesen angeordnet ist. Das vordere Befestigungselement erstreckt sich durch die Platte und den hinteren Endabschnitt der zweiten Seitenstütze und ist an der Karosseriestruktur befestigt. Das erste hintere Befestigungselement erstreckt sich durch die Platte und die Stützstruktur und wird an der Karosseriestruktur befestigt.
Zusätzlich zu der vorstehenden Ausführung sind das vordere Befestigungselement und das erste hintere Befestigungselement der ersten Kupplungsbaugruppe und das vordere Befestigungselement und das erste hintere Befestigungselement der zweiten Kupplungsbaugruppe Bolzen, die in die Karosseriestruktur eingeschraubt werden können.
Alternativ oder zusätzlich dazu, in der vorstehenden Ausführung, enthalten die erste und zweite Kupplungsbaugruppe jeweils eine zweite rückwärtige Befestigung.
Alternativ oder zusätzlich dazu, in der vorstehenden Ausführung, erstrecken sich die ersten rückwärtigen Befestigungen der ersten und zweiten Kupplungsbaugruppe durch ein Schott der Tragstruktur.
Alternativ oder zusätzlich dazu, in der vorstehenden Ausführung, sind die hinteren Endabschnitte der ersten und zweiten Seitenstützen mit Abstand vor dem Schott angeordnet.
Alternativ oder zusätzlich dazu, in der vorstehenden Ausführung, sind die hinteren Endabschnitte der ersten und zweiten Seitenstützen mit Abstand vor der Stützkonstruktion angeordnet.
Alternativ oder zusätzlich dazu, in der vorstehenden Ausführung, wird die Platte so angepasst, dass sie sich bei einem Vorwärtsstoß auf die erste und zweite Seitenstütze plastisch verformt.
Alternativ oder zusätzlich dazu, in der vorstehenden Ausführung, umfasst die Stützstruktur erste und zweite längliche Komponenten, die seitlich voneinander beabstandet und parallel zu den ersten und zweiten Längsträgern angeordnet sind, wobei die hinteren Endabschnitte der ersten und zweiten Seitenstützen in der Nähe der jeweiligen ersten und zweiten länglichen Komponenten liegen. Die oben genannten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der Offenbarung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung leicht ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Figuren aufgenommen werden.
Figurenliste
Weitere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen nur beispielhaft in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Figuren bezieht, in denen sie enthalten sind:

1 ist eine teilweise zerlegte perspektivische Ansicht eines Elektrofahrzeugs, bei der Teile entfernt wurden, um interne Details zu zeigen, und zwar als ein einziges, nicht einschränkendes Beispiel in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine Unteransicht des Elektrofahrzeugs aus 1 mit einer Bodenwanne, einem vorderen Unterrahmen und einem entfernten Batteriepack, um interne Details zu zeigen;
3 ist eine Teilunteransicht des Elektrofahrzeugs aus 1 mit dem Batteriepack und dem vorderen Hilfsrahmen;
4 ist eine partielle Seitenansicht des vorderen Hilfsrahmens, eines Fahrgestellrahmens und des Batteriepacks sowie die Ansicht in Richtung der Pfeile 4-4 in 3;
5 ist ein Teilquerschnitt des vorderen Hilfsrahmens, des Fahrgestellrahmens und des Batteriepacks und ist perspektivisch ähnlich wie 4; und
6 ist eine Unteransicht einer Kupplungsbaugruppe des Elektrofahrzeugs aus Kreis 6 in 3.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung hat lediglich beispielhaften Charakter und soll die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder ihren Gebrauch nicht einschränken. Es ist zu verstehen, dass in den Figuren durchgehend entsprechende Bezugsziffern auf gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale hinweisen.
Entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform illustriert 1 ein Fahrzeug 20, das ein Hybridfahrzeug oder ein batterieelektrisches Fahrzeug (BEV) sein kann. Das Fahrzeug 20 kann eine elektrische Speichereinheit oder einen Batteriepack 22, eine Bodenwanne 24, einen vorderen Hilfsrahmen 25 und eine Karosseriestruktur 26 umfassen, die mindestens einen Teil einer Fahrzeugkarosserie 28 tragen kann und im Allgemeinen mit dieser vereinigt werden kann. Die Bodenwanne 24 kann unterhalb der Aufbaustruktur 26 angeordnet und an dieser befestigt oder mit dieser verbunden werden. Der Batteriepack 22 kann eine Trägerstruktur 30 und mehrere elektrische Speichermodule 32 enthalten. Die Tragstruktur 30 kann zumindest teilweise unter der Bodenwanne 24 angeordnet und an der Aufbaustruktur 26 befestigt oder angekoppelt sein. Zur Vereinfachung von Konstruktion und Wartung und zur Kostenreduzierung kann jedes Modul 32 etwa gleich groß oder identisch sein.
Unter Bezugnahme auf 2 ist eine Unteransicht der Aufbaustruktur 26 dargestellt, wobei der Batteriepack 22 und der vordere Unterrahmen 25 entfernt wurden, um Details zu zeigen. Die Aufbaustruktur 26 kann zwei gegenüberliegende Längsträger 34, 36 (z.B. Kipphebel), eine Vielzahl von länglichen Querträgern (d.h. fünf, dargestellt als 38, 40, 42, 44, 46), die seitlich voneinander beabstandet sind, hintere Längsträger 48, 50 und vordere Längsträger 52, 54 enthalten. In einem Beispiel überspannt der Querträger 38 die vorderen Längsträger 52, 54 und der Querträger 46 die hinteren Längsträger 48, 50 und ist mit diesen verbunden. Die Querträger 40, 42, 44 können Sitzunterstützungsquerträger sein und können sich zwischen den Längsträgern 34, 36 überspannen und sind mit diesen verbunden. Die Karosseriestruktur 26 kann ferner eine Vielzahl von Sitzhalterungen 56 enthalten, die von mindestens den Querträgern 40, 42 (siehe 1) nach oben ragen und mit diesen in Eingriff stehen, um die Fahrgastsitze zu befestigen und zu stützen (nicht abgebildet).
Unter Bezugnahme auf 3 ist eine partielle Bodenansicht des Fahrzeugs 20 mit eingebautem Batteriepack 22 dargestellt, wodurch Details der in 2 dargestellten Aufbaustruktur 26 im wesentlichen eliminiert oder ausgeblendet werden. Die Tragstruktur 30 des Batteriepacks 22 ist so ausgelegt, dass sie die elektrischen Speichermodule 32 schützt, und kann eine Bodenwanne 58 (d.h. aus 3 entfernt, um interne Details zu zeigen, siehe daher 5), eine Vielzahl von Längs- oder Längskomponenten (d.h. sieben, dargestellt als 60, 62, 65, 67, 69, 71 und 73) und eine Vielzahl von Querkomponenten (d.h. fünf, dargestellt als 64, 66, 68, 70, 72) umfassen. Die Längskomponenten 60, 62 (siehe und ) sind äußere oder gegenüberliegende Seitenkomponenten und sind in Längsrichtung des Fahrzeugs länglich (siehe Pfeil 74). Jedes Seitenbauteil 60, 62 erstreckt sich gemeinsam mit den jeweiligen Längsträgern 34, 36 der Aufbaustruktur 26 und ist an diesen befestigt. Die übrigen Längskomponenten 65, 67, 69, 71, 73 sind seitlich nach innen von den Seitenkomponenten 60, 62 beabstandet, haben seitlichen Abstand voneinander und erstrecken sich jeweils in Längsrichtung in Richtung 74, so dass die Längskomponenten 65, 67, 69, 71, 73 im wesentlichen parallel zu den Seitenkomponenten 60, 62 und den Längsträgern 34, 36 verlaufen.
In einer Ausführungsform ist jede Seitenkomponente 60, 62 und jede Längskomponente 65, 67, 69, 71, 73 an jeder der Querkomponenten 64, 66, 68, 70, 72 befestigt. Jede Querkomponente 64, 66, 68, 70, 72 steht im wesentlichen senkrecht zu den Längskomponenten 65, 67, 69, 71, 73 und ist seitlich voneinander beabstandet. In einer Ausführungsform befindet sich die Querkomponente 64 vor den übrigen Querkomponenten und kann ein Schott sein.
Ein Abstand (siehe Pfeil 76 in 3), der in Fahrzeuglängsrichtung 74 zwischen den Querkomponenten 66, 68 gemessen wird, kann in etwa einem Abstand (siehe Pfeil 78) entsprechen, der zwischen den Querkomponenten 68, 70 gemessen wird. In ähnlicher Weise kann der Abstand 78 im wesentlichen äquivalent zu einem Abstand (siehe Pfeil 80) sein, der zwischen den Querkomponenten 70, 72 gemessen wird. In einem Beispiel kann jedes elektrische Speichermodul 32 so bemessen sein, dass es genau zwischen die Querkomponenten 66, 68, 70, 72 passt, um eine optimale Verpackung zu erreichen. Da die Abstände 76, 78, 80 im Wesentlichen gleichwertig sind, kann jedes Modul 32 im Allgemeinen gleichwertig (d.h. zumindest in der Größe) sein, um eine Reduzierung der Herstellungs- und Wartungskosten durch Modulredundanz zu erleichtern.
Wie in 4 und 5 am besten zu erkennen ist, sind teilweise aufrechte Abschnitte des Fahrzeugs 20 dargestellt und zeigen der Batteriepack 22, das im Allgemeinen unter der Aufbaustruktur 26 und der Bodenwanne 24 angeordnet ist. In einer Ausführungsform ist die Bodenwanne 58 der Tragstruktur 30 des Batteriepacks 22 unter den Seitenteilen 60, 62, den Querteilen 64, 66, 68, 70, 72 und den Längsteilen 65, 67, 69, 71, 73 angeordnet und mit diesen verbunden. In einer anderen Ausführung können die Längskomponenten 65, 67, 69, 71, 73 und die Längskomponenten 65, 67, 69, 71, 73 ein integraler und einheitlicher Teil der Bodenwanne 58 sein. Zum Beispiel kann die Bodenwanne 58 im Allgemeinen gewellt sein, und jede Längskomponente 65, 67, 69, 71, 73 wird durch eine entsprechende Wellung der Bodenwanne 58 gebildet (nicht speziell dargestellt).
In Bezug auf die 3 bis 5 wird der Begriff „vorderer Hilfsrahmen‟ als ein Fachbegriff verstanden, der denjenigen bekannt ist, die in dem Autofachgebiet bewandert sind, und der bekanntermaßen ein diskreter oder versteckter Teil einer Fahrzeugstruktur ist, der dazu dient, Fahrzeugkomponenten wie einen Motor und eine Aufhängung zu schützen und zu tragen (nicht abgebildet). Der vordere Hilfsrahmen 25 befindet sich im Allgemeinen unter den vorderen Längsträgern 52, 54 der Aufbaustruktur 26 und vor dem Batteriepack 22. Der vordere Hilfsrahmen 25 umfasst gegenüberliegende Seitenholme 82, 84. Jede Seitenstütze 82, 84 ist im allgemeinen langgestreckt und befindet sich im Abstand unter den jeweiligen vorderen Längsträgern 52, 54 der Aufbaustruktur 26 und im wesentlichen parallel dazu.
Jede Seitenstütze 82, 84 umfasst und erstreckt sich zwischen einem vorderen Endabschnitt 86 und einem hinteren Endabschnitt 88 (siehe 3 und 4). Die vorderen Rungen 90 des vorderen Hilfsrahmens 25 (siehe 4) erstrecken sich im wesentlichen vertikal und verbinden die vorderen Endabschnitte 86 der jeweiligen Seitenstützen 82, 84 mit den jeweiligen vorderen Längsträgern 52, 54 der Aufbaustruktur 26. In einer Ausführung erstrecken sich die hinteren Rungen 92 des vorderen Hilfsrahmens 25 (siehe 4) im wesentlichen vertikal und verbinden die hinteren Endabschnitte 88 der jeweiligen Seitenstützen 82, 84 mit den jeweiligen vorderen Längsträgern 52, 54.
Unter erneuter Bezugnahme auf 3, erstrecken sich die Längskomponente 71 des Batteriepacks 22 und die Seitenstütze 82 des vorderen Untergestells 25 entlang einer gemeinsamen Mittellinie 94.
In ähnlicher Weise erstrecken sich die Längskomponente 67 des Batteriepacks 22 und die Seitenstütze 84 des vorderen Untergestells 25 entlang einer gemeinsamen Mittellinie 96. Darüber hinaus sind die hinteren Teile 88 der Seitenstützen 82, 84 mit dem Schott 64 verbunden und grenzen direkt an die jeweiligen Längskomponenten 67, 71. Bei dieser Ausrichtung können alle frontalen Stoßbelastungen (siehe Pfeil 98 in 5) teilweise durch die Seitenstützen 82, 84, das Schott 64 und die angrenzenden Längskomponenten 67, 71 übertragen und abgeleitet werden, um eine effiziente Kraftverteilung und den Schutz des Batteriepacks 22 zu gewährleisten.
Unter Bezugnahme auf 3, 5 und 6 enthält das Elektrofahrzeug 20 außerdem zwei Kupplungsbaugruppen 100, die so angepasst sind, dass sie im Allgemeinen den hinteren Endabschnitt 88 jeder Seitenstütze 82, 84 mit der Karosseriestruktur 26 und der Trennwand 64 der Stützstruktur 30 verbinden. Die Kupplungsbaugruppe 100 umfasst eine Platte 102 (z.B. Scherplatte), ein vorderes Befestigungselement 104 und mindestens ein hinteres Befestigungselement (d.h. zwei, die in 6 als 106, 108 dargestellt sind). In einer Ausführung ist die Platte 102 mit dem hinteren Endabschnitt 88 und der Tragstruktur 30 (d.h. Schott 64 und in einer Ausführung mit der Bodenwanne 58) in Kontakt und unter ihnen angeordnet. Das vordere Befestigungselement 104 erstreckt sich durch die Platte 102 und den hinteren Endabschnitt 88 und ist am Querträger 38 der Aufbaustruktur 26 befestigt. In einer Ausführung ist das vordere Befestigungselement 104 ein Bolzen, der mit dem Querträger 38 verschraubt ist. Die hinteren Befestigungselemente 106, 108 erstrecken sich jeweils durch die Platte 102 und die Tragstruktur 30 (z.B. Schott 64) und sind am Querträger 38 der Aufbaustruktur 26 befestigt. In einer Ausführung sind die hinteren Befestigungselemente 106, 108 Bolzen, die mit dem Querträger 38 verschraubt sind.
Unter Bezugnahme auf 5 und wenn sie vollständig zusammengebaut sind, ist der hintere Endabschnitt 88 vor dem Schott 64 beabstandet, und die Platte 102 ist im Allgemeinen die direkte Verbindung zwischen dem hinteren Endabschnitt 88 und dem Schott 64. Bei einer Frontalaufprallbelastung 98 werden die Platte 102 und das vordere Befestigungselement 104 so angepasst, dass sie sich verformen (d.h. plastisch verformen), bevor das Schott 64 des Batteriepacks 22 verformt wird. Auf diese Weise wird der Batteriepack 22 generell geschützt.
Während die Offenbarung mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, wird es von den Fachleuten verstanden werden, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Elemente davon durch Äquivalente ersetzt werden können, ohne dass vom Anwendungsbereich davon abgewichen wird. Darüber hinaus können viele Änderungen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne vom wesentlichen Anwendungsbereich der Offenbarung abzuweichen. Es ist daher beabsichtigt, dass die Offenbarung nicht auf die einzelnen offengelegten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass sie alle Ausführungsformen umfasst, die in den Anwendungsbereich der Anmeldung fallen.

Claims

Ein Elektrofahrzeug, umfassend: eine Karosseriestruktur mit gegenüberliegenden ersten und zweiten Längsträgern; einem vorderen Hilfsrahmen, der gegenüberliegende erste und zweite Seitenstützen aufweist, die jeweils vordere und hintere Endabschnitte aufweisen und sich in Längsrichtung zwischen diesen erstrecken, wobei die ersten und zweiten Seitenstützen vor und im wesentlichen parallel zu den ersten und zweiten Längsträgern angeordnet sind; und einen Batteriepack mit einer Stützstruktur, die unter der Karosseriestruktur zwischen dem ersten und dem zweiten Längsträger angeordnet ist und mit dieser in Eingriff steht, wobei die Stützstruktur eine Vielzahl von Längskomponenten aufweist, die seitlich voneinander beabstandet und parallel zu dem gegenüberliegenden ersten und zweiten Längsträger angeordnet sind, wobei die hinteren Endabschnitte der ersten und zweiten Seitenträger in der Nähe der jeweiligen ersten und zweiten Längskomponenten der Vielzahl von Längskomponenten liegen.
Das Elektrofahrzeug nach Anspruch 1, wobei sich die erste Seitenstütze entlang einer ersten Mittellinie erstreckt, die erste Längskomponente sich entlang der ersten Mittellinie erstreckt, die zweite Seitenstütze sich entlang einer zweiten Mittellinie erstreckt und die zweite Längskomponente sich entlang der zweiten Mittellinie erstreckt.
Das Elektrofahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Vielzahl von Längskomponenten eine dritte Längskomponente, die an dem ersten Längsträger befestigt und seitlich nach außen von der ersten Längskomponente beabstandet ist, und eine vierte Längskomponente, die an dem zweiten Längsträger befestigt und seitlich nach außen von der zweiten Längskomponente beabstandet ist, umfasst.
Das Elektrofahrzeug nach Anspruch 1, wobei der vordere Hilfsrahmen eine erste Runge, die sich vertikal zwischen dem vorderen Endabschnitt der ersten Seitenstütze und einem ersten vorderen Längsträger der Karosseriestruktur erstreckt und daran befestigt ist, und eine zweite Runge, die sich vertikal zwischen dem vorderen Endabschnitt der zweiten Seitenstütze und einem zweiten vorderen Längsträger der Karosseriestruktur erstreckt und daran befestigt ist, umfasst.
Das Elektrofahrzeug nach Anspruch 2, wobei der vordere Hilfsrahmen eine erste Runge, die sich vertikal zwischen dem vorderen Endabschnitt der ersten Seitenstütze und einem ersten vorderen Längsträger der Karosseriestruktur erstreckt und daran befestigt ist, und eine zweite Runge, die sich vertikal zwischen dem vorderen Endabschnitt der zweiten Seitenstütze und einem zweiten vorderen Längsträger der Karosseriestruktur erstreckt und daran befestigt ist, umfasst.
Das Elektrofahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine erste Kupplungsanordnung mit einem vorderen Befestigungselement, einem ersten hinteren Befestigungselement und einer Platte, die in Kontakt mit dem hinteren Endabschnitt der ersten Seitenstütze und der Stützstruktur steht und unterhalb des hinteren Endabschnitts der ersten Seitenstütze und der Stützstruktur angeordnet ist, wobei sich das vordere Befestigungselement durch die Platte und den hinteren Endabschnitt der ersten Seitenstütze erstreckt und an der Karosseriestruktur befestigt ist, und wobei sich das erste hintere Befestigungselement durch die Platte und die Stützstruktur erstreckt und an der Karosseriestruktur befestigt ist; und eine zweite Kupplungsanordnung mit einem vorderen Befestigungselement, einem ersten hinteren Befestigungselement und einer Platte, die mit dem hinteren Endabschnitt des zweiten Seitenträgers und der Trägerstruktur in Kontakt steht und unter diesem angeordnet ist, wobei sich das vordere Befestigungselement durch die Platte und den hinteren Endabschnitt des zweiten Seitenträgers erstreckt und an der Karosseriestruktur befestigt ist, und wobei sich das erste hintere Befestigungselement durch die Platte und die Trägerstruktur erstreckt und an der Karosseriestruktur befestigt ist.
Das Elektrofahrzeug nach Anspruch 6, wobei das vordere Befestigungselement und das erste hintere Befestigungselement der ersten Kupplungsbaugruppe und das vordere Befestigungselement und das erste hintere Befestigungselement der zweiten Kupplungsbaugruppe Bolzen sind, die in die Karosseriestruktur eingeschraubt werden können.
Das Elektrofahrzeug nach Anspruch 6, wobei die erste und die zweite Kupplungsbaugruppe jeweils eine zweite rückwärtige Befestigung aufweisen.
Das Elektrofahrzeug nach Anspruch 6, wobei sich die ersten hinteren Befestigungselemente der ersten und zweiten Kupplungsbaugruppe durch eine Trennwand der Tragstruktur erstrecken und wobei die hinteren Endabschnitte der ersten und zweiten Seitenstützen mit Abstand vor der Trennwand angeordnet sind.
Das Elektrofahrzeug nach Anspruch 6, wobei die hinteren Endabschnitte der ersten und zweiten Seitenstützen mit Abstand vor der Stützstruktur angeordnet sind und wobei die Platte so ausgelegt ist, dass sie bei einem Vorwärtsaufprall auf die ersten und zweiten Seitenstützen eine plastische Verformung erfährt.