JP2023130479A - 電気自動車プラットフォーム - Google Patents

Abstract

【課題】電気自動車プラットフォーム、その設計、製造方法、構成要素システム及び材料に関する。【解決手段】車両プラットフォーム並びにそのシステム、サブシステム及び構成要素が記載される。動作可能な車両に必要な機能的システム、サブシステム及び構成要素の実質的にすべてを組み込んだ内蔵型車両プラットフォーム又はシャーシ。機能的構成要素は、少なくともエネルギー貯蔵／変換、推進、サスペンション及びホイール、操舵、衝突保護並びに制動システムを含み得る。機能的構成要素は、標準化され、それにより、車両プラットフォームは、様々な車両ボディ設計と相互接続され得、それらの間の機能的な連結に対する修正が最小限であるか又はない。【選択図】図２

Description

本発明は、概して、電気自動車プラットフォーム、その設計、製造方法、構成要素システム及び材料に関する。

自動車は、乗員を囲むように設計されるボディ又はキャビンと、車両の動作を可能にする様々な電気的、機械的及び構造的なシステム、サブシステム及び構成要素とに関連して一般に記載することができる。従来の自動車設計では、ボディと、様々な機能的システム及び構成要素とが密接に絡み合っている。例えば、機械的な連結は、ホイールと乗員との間で操舵システム及びブレーキシステムを直接的に相互接続する。また、モータ及び冷暖房システムなどの要素は、車両のボディへ上方に延びる前部区画内に配置される。

車両のボディと機能的構成要素との間の多数の相互接続は、多くの製造及び設計上の非効率性を生じさせる。例えば、モータを変更すると、ボディの寸法を変更しなければならない場合がある。同様に、例えば車両のプロファイル又は乗員の着座位置を変えるなど、新たに望まれる機能を含めるために乗員室を変える場合、車両の機能的システムの１つ又はすべてを設計し直す必要があり得る。したがって、車両プラットフォーム自体の構成要素に変更を加える必要なく、多数の車両ボディを容易に取り付けることができる汎用的な機能的車両プラットフォーム（当技術分野では「スケートボード」とも呼ばれる）を設計するために、多くの努力がなされてきた。

これを達成するために、車両プラットフォームの設計者は、車両ボディと車両プラットフォームとの間の相互接続の数を減らすことができるように、車両の機能的構成要素のできるだけ多くを車両プラットフォームに位置付けるように努めている。残念ながら、従来の内燃機関車両の多くの機械的システム（例えば、モータ、トランスミッション、冷却システム等）のサイズ要件のため、車両ボディの設計から真に独立したスタンドアロン型車両プラットフォームに対して車両の機能的構成要素の設置面積を減らす能力は、限定されていた。

電気モータ及びバッテリ技術の最近の進歩により、電気自動車の製造が実用化された。電気自動車は、従来の内燃機関車両と比較して、ドライブトレイン構成要素の設置面積の劇的な減少を含む多くの利点を有する。さらに、信号処理技術及びドライブバイワイヤ技術の進歩は、車両の必要なすべての機能的構成要素を含む車両プラットフォームを製造することが今や可能であることを意味する。しかしながら、このような進歩の可能性にも関わらず、現在生産されているほとんどの電気自動車プラットフォームは、機能的な要素が車両のボディ内に入り込み、相互に接続される必要がある設計を採用し続けている。その結果、現在のほとんどの電気自動車は、内燃機関の遺物であるボンネット及びトランクなどの設計要素を依然として含んでいる。

多くの実施形態は、電気自動車プラットフォーム、その設計、製造方法、構成要素システム及び材料に向けられる。

様々な実施形態は、内蔵型車両プラットフォームであって、
・上部要素、底部要素及び側部要素を備えるボディをそれぞれ有する様々な相互接続された構造構成要素であって、相互接続されると、前部、後部及び中央部を有し、且つそれぞれ上部要素及び底部要素に対応する上部及び底部をさらに含む概ね平坦な平面構造を構成する、様々な相互接続された構造構成要素を有するフレーム構造、
・フレームの前部及び後部の少なくとも一方に配置され、且つ相互接続された構造構成要素の少なくとも１つに接続され、且つトランスミッションシステムにさらに相互接続される駆動モータを有する推進システムであって、トランスミッションシステムは、駆動ホイールの少なくとも１組に接続される、推進システム、
・フレームの前部及び後部内に配置された複数のサスペンションシステムであって、それぞれ近位端及び遠位端を有する制御アームアセンブリの組であって、それぞれの近位端は、フレームに接続され、及び遠位端は、駆動ホイールの組のホイールに接続される、制御アームアセンブリの組をそれぞれ有する複数のサスペンションシステム、
・フレーム構造の中央部内に配置されたエネルギー貯蔵システムであって、推進システムに電子的に接続されたインバータシステムに電子的に接続された複数の独立したバッテリモジュールを含むエネルギー貯蔵システム
を含み、
・車両プラットフォームの構成要素システムは、構成要素システムの実質的な部分が駆動ホイールの上方の実質的な部分において延びることがないように、車両プラットフォームのフレーム構造によって画定された概ね平坦な平面構造の境界内に配置される、内蔵型車両プラットフォームに向けられる。

さらに様々な他の実施形態において、駆動サスペンションシステムは、複数の接続点を通して制御アームアセンブリ及びフレームワーク構造のそれぞれに接続された横方向リーフスプリングをさらに含み、リーフスプリングは、駆動モータの下に配置される。

さらに様々な他の実施形態において、横方向リーフスプリングは、リーフスプリングの変形が推進システムに干渉しないように、駆動モータに対して十分に垂直下方向に輪郭を付けられる。

なおもさらなる様々な他の実施形態において、１つ又は複数のスペーサが横方向リーフスプリングとフレームワーク構造との間に配置される。

なおもさらなる様々な他の実施形態において、フレームワーク構造の中央部は、１つ又は複数の構造支持要素により、複数の隔離された区画に細分化され、車両用バッテリは、複数の隔離された区画に分配された複数のモジュール要素を含む。

なおもさらなる様々な他の実施形態において、構造支持要素は、独立したバッテリモジュールに接続される。

なおもさらなる様々な他の実施形態において、それぞれフレームワークの上部及び下部と平面である上部及び下部と、第１及び第２の端部とを備える細長いボディを有する、フレームワーク構造の中央部に配置された複数の横方向及び／又は長手方向の構造支持要素である。

なおもさらなる様々な他の実施形態において、１つ又は複数の構造支持要素に関連してフレームワーク構造の上部要素に配置された複数の取り付け点であり、取り付け点は、少なくとも１つの上部ボディ構成要素上の協働する取り付け開口部に対応する。

なおもさらなる様々な他の実施形態において、フレームワーク構造の上部要素は、複数の取り付け点のそれぞれに対応する複数の取り付けオリフィスをさらに含み、取り付けオリフィスのそれぞれは、対応する取り付け点を取り囲む。

なおもさらなる様々な他の実施形態において、プラットフォームは、外面と、内面であって、対応する取り付け点と協働して係合するような内面とを備える、輪郭を付けられたボディをそれぞれ有する複数のシールキャップも含み、輪郭を付けられたボディは、フランジ部をさらに含み、フランジ部は、フランジの寸法が、対応するオリフィスの寸法を超えるような寸法だけボディの底部付近でボディから外側に延びる。

なおもさらなる様々な他の実施形態において、プラットフォームは、前部及び後部クランプルゾーンも含み、フレーム構造の前部及び後部の相互接続された構造構成要素は、方向性のある衝撃からのエネルギーを吸収し、且つフレーム構造のさらなる部分への前記エネルギーの伝達を防止する。

なおもさらなる様々な他の実施形態において、プラットフォームは、複数の横方向エネルギー吸収ユニットも含み、エネルギー吸収ユニットは、横方向エネルギー吸収ユニットが横方向の衝撃からのエネルギーを吸収し、且つフレームワーク構造の中央部への損傷を防止するように、フレーム構造の中央部の外側に沿って配置される。

なおもさらなる様々な他の実施形態において、横方向エネルギー吸収ユニットは、フレームワーク構造の中央部内に配置されたバッテリモジュールへの損傷を防止するように配置される。

なおもさらなる様々な他の実施形態において、バッテリモジュールは、バッテリセルと関連して配置された複数の剛性の平面状加熱及び冷却要素をさらに含む。

なおもさらなる様々な他の実施形態において、バッテリモジュールは、剛性の平面状加熱及び冷却要素がフレーム構造に対して横方向及び長手方向の両方で配置されるように、フレームワーク構造の中央部内に配置される。

なおもさらなる様々な他の実施形態において、駆動モータは、モータハウジング内に配置され、モータハウジングは、輪郭を付けられた外周を有し、前記輪郭を付けられた外周の下面の少なくとも一部は、モータハウジングのくぼみ部分が形成されるように、トランスミッションシステムの複数のギアの外側輪郭の少なくとも一部に対応するように構成され、横方向リーフスプリングは、それがこのくぼみ部分の下に且つこのくぼみ部分と並んで位置するように配置される。

なおもさらなる様々な他の実施形態において、複数のギアは、８の字を画定する複数のギアの外周を有し、モータハウジングは、８の字が垂直軸に対して傾くように配置され、横方向リーフスプリングの中央部は、モータハウジングの傾いた８の字の周囲の最上部の下に配置される。

なおもさらなる様々な他の実施形態において、モータハウジングの最下部は、横方向リーフスプリングの中心点から空間的にオフセットされる。

なおもさらなる様々な他の実施形態において、フレームワーク構造の前部及び後部は、概ね平坦な平面構造が起伏のある輪郭を有するように、フレームワーク構造の中央部に対して垂直方向に高くなっている。

なおもさらなる様々な他の実施形態において、複数の固定点であって、フレーム構造上に配置され、且つそれに車両ボディを固く取り付けるために協働する複数の固定点である。

なおもさらなる様々な他の実施形態において、バッテリモジュール及びインバータシステムは、フレームワークに接続された上部及び底部シールプレートにより、フレームワーク構造の上部及び底部内に囲まれる。

なおもさらなる様々な他の実施形態において、横方向リーフスプリングは、乗り心地用スプリング（ride spring）と、ロール防止バーに代わるか又は少なくともそれを補うロール防止支持要素との両方として動作するように構成される。

なおもさらなる様々な他の実施形態において、横方向リーフスプリングの張力は、異なる重量及び運転特性を有する車両ボディに対応するように調整可能である。

なおもさらなる様々な他の実施形態において、取り付け点は、少なくとも部分的に乗員用座席を車両プラットフォームに直接固定するように構成される。

他の実施形態において、推進システムは、駆動モータ内に配置され、且つモータ内の少なくとも１つのギアと係合するトランスミッションロック装置をさらに含み、それにより、トランスミッションロックの作動は、少なくとも１つのギアが、車両プラットフォームの移動を引き起こすような方法で係合することを防止し、トランスミッションロックは、解除設定を有し、それにより、トランスミッションロックは、少なくとも１つのギアから解除され、それにより、ギアが、その後、車両プラットフォームの移動を引き起こすように係合することを可能にすることができる。

さらに他の実施形態において、車両プラットフォームは、対向するボディ構造上の対向する相互接続部と協働して係合する複数の相互接続要素を有する。

多くの他の実施形態では、相互接続要素は、機械的要素である。

様々な実施形態において、相互接続要素は、操舵要素、制動要素、電子制御要素及び電子ディスプレイ要素からなる群から選択される、対向するボディ構造の機能的要素に対応する。

多くの実施形態は、第１の下部前方衝撃エネルギー吸収ユニットを有する概ね平面的な構造を形成する複数の相互接続された構造要素を有するフレーム構造を備えた車両プラットフォームを含む。下部エネルギー吸収ユニットは、第１の端部及び第２の端部を有する細長いボディを含む。第２の端部は、フレーム構造に接続される。下部エネルギー吸収ユニットは、フレーム構造の下部荷重経路に沿って配置され、第１のエネルギー吸収ゾーン及びセクションエネルギー吸収ゾーンをさらに含む。

多くのそのような実施形態において、第１のエネルギー吸収ゾーンは、下部エネルギー吸収ユニットの第１の端部の近くに位置付けられ、衝撃時に第１のゾーンが衝撃からエネルギーを吸収しながら所定の距離だけ圧潰するように所定の圧潰距離をさらに有する。第２のエネルギー吸収ゾーンは、フレーム構造との接続部の近くに位置付けられ、第１のエネルギー吸収ゾーンからの吸収されなかった後続のエネルギーを曲げて偏向させるように構成される。

他の実施形態は、前端部及び後端部を有する概ね平面的な構造を形成する複数の相互接続された構造要素を有するフレーム構造を備えた車両プラットフォームを含む。前端部は、前端部に取り付けられた上部及び下部の漸進的偏向要素ユニットをさらに含む。

多くのそのような実施形態において、上部偏向要素ユニットは、第１の端部及び第２の端部を有する細長いボディを有する。第１の端部は、フレーム構造に接続され、それにより、ボディは、フレーム構造から第２の端部まで外側に延びる。上部偏向要素は、その第２の端部に取り付けられたフランジと、上部偏向要素のボディから離れて延びる角度の付いた部分を有するボディとを含む。

多くの他のそのような実施形態において、下部偏向要素は、インボード側とアウトボード側とを有する角張ったボディを有する。インボード側は、フレーム構造の一部に沿って平行且つ後方に延びる。アウトボード側は、フレーム構造から徐々に発散するような角度でフレームワークの前端部から外側且つ後方に延びる。

さらに多くの他のそのような実施形態において、二次アタッチメント機構は、第１のアタッチメント端部及び第２のアタッチメント端部を備える。第１のアタッチメント端部は、発散する外側の側面から最も遠い位置で下部偏向要素に取り付けられる。第２のアタッチメント端部は、フレーム構造に取り付けられる。

多くの実施形態は、電気自動車プラットフォームで使用するためのバッテリ筐体に向けられる。多くの実施形態は、
・それぞれ前方端部及び後方端部を有し、外側及び内側を有する細長いボディを備える長手方向のサイドレールの対、
・反対側の端部を有する細長いボディを備え、各サイドレール間に横方向に配置され、反対側の端部のそれぞれがサイドレールのそれぞれの内側に接続した状態で２つのサイドレールのそれぞれに接続され、前方支持要素が前方端部に配置され、後方支持要素が後方端部に配置されることにより、それらの間に空間が形成される前方支持要素及び後方支持要素、及び
・反対側の端部を有する細長いボディを有し、横方向の支持構造によって空間が分割されるように、長手方向のサイドレール間に配置された複数の横方向の支持構造であって、サイドレール、前方及び後方の支持要素並びに横方向の構造のそれぞれは、バッテリ筐体に強度を与え、且つ分割された空間内に配置された複数の内部バッテリ構成要素のための支持特徴部として機能する、複数の横方向の支持構造
を含む、筐体の基本的なフレームワークを形成する複数の構造要素を有するバッテリ筐体を含む。

他の実施形態は、それぞれが拳端部及び第２の端部を有する細長いボディを有する１つ又は複数の長手方向支持部材を含む。第１の端部は、前方支持要素又は後方支持要素の１つの中央部に接続される。第２の端部は、横方向支持構造の中央部に接続される。

さらに他の実施形態は、上部プレート及び底部プレートを含む。上部プレートは、各サイドレール、前方支持要素及び後方支持要素並びに複数の横方向支持構造のそれぞれの上部に固定される。底部プレートは、各サイドレール、前方支持要素及び後方支持要素並びに複数の横方向支持構造のそれぞれの底部に固定されている。

他の様々な実施形態は、
・上部要素、底部要素及び側部要素をそれぞれ備えるボディを有する様々な相互接続された構造構成要素であって、相互接続されると、前部、後部及び中央部を有し、且つそれぞれ上部要素及び底部要素に対応する上部及び底部をさらに含む概ね平坦な平面構造を構成する、様々な相互接続された構造構成要素を有する、車両プラットフォームのフレーム構造、
・左右の制御アームアセンブリであって、上部制御アーム及び下部制御アームと、ホイールマウント構造とをそれぞれ有し、上部制御アーム及び下部制御アームのそれぞれは、第１の端部及び第２の端部を有し、第１の端部は、フレーム構造に回動可能に接続され、第２の端部は、ホイールマウント構造に回動可能に接続される、左右の制御アームアセンブリ、
・上部構成要素と下部構成要素との間で圧縮可能な細長いボディを有する荷重減衰装置であって、上部構成要素は、フレーム構造に接続され、下部構成要素は、下部制御アームに接続される、荷重減衰装置、
・中央部分及び２つの外側部分と、上面及び下面と、左外側端部及び右外側端部間に延びる２つの側面とを有する細長いボディを有する横方向リーフスプリングであって、細長いボディは、左制御アームアセンブリと右制御アームアセンブリとの間に延び、左端部及び右端部は、外側端部のそれぞれに取り付けられた取り付けブラケットを介してそれぞれ左制御アームアセンブリ及び右制御アームアセンブリに接続され、横方向リーフスプリングは、横方向リーフスプリングの中心と外側端部との間に離れて位置付けられた少なくとも２つの内側取り付けブラケットも有する、横方向リーフスプリング
を含む車両サスペンションシステムに向けられる。

他の実施形態において、サスペンションシステムは、内側取り付けブラケットを覆うように輪郭を付けられ、少なくとも２つのアタッチメント点でフレーム構造に接続される、輪郭を付けられたボディを有する取り付けブラケットカバーをさらに含む。

さらに他の実施形態において、横方向リーフスプリングは、輪郭を付けられた細長いボディを有する。それにより、細長いボディの中央部分は、下方向に直線から逸脱する。それにより、輪郭を付けられた部分は、フレーム構造のレール間の内部空間内に配置される電気駆動システムの下に延びる。電気駆動システムは、フレーム構造に取り付けられる。

さらに他の実施形態において、上部制御アームの第１の端部は、フレーム構造のレールの開口部を介してフレーム構造のレールに接続する前方及び後方アタッチメント点をさらに含む。それにより、前方及び後方アタッチメント点の少なくとも一部は、フレームワーク構造のレール内に位置する。

なおもさらなる他の実施形態において、内側取り付けブラケットは、それぞれ横方向リーフスプリングの長さに沿って移動可能である。内側取り付けブラケットの位置は、リーフスプリングの移動包絡線に影響を与える。

さらに他の実施形態において、サスペンションシステムは、第２の上部制御アームをさらに含む。第２の上部制御アームは、フレームワーク構造のレールに回動可能に接続され、ホイールマウント構造に回転可能に接続される。

さらに他の実施形態において、サスペンションシステムは、少なくとも第２の下部制御アームをさらに含む。少なくとも第２の下部制御アームは、フレームワーク構造のレールに回動可能に接続され、ホイールマウント構造に回転可能に接続される。

なおもさらなる他の実施形態において、横方向リーフスプリングは、細長いボディ全体を通して長方形の断面を有する。

他の実施形態において、中間部分の幅は、外側部分の幅よりも広い。

さらに他の実施形態において、外側部分の高さは、中間部分の高さよりも高い。

さらに他の実施形態において、中間部分の幅は、外側部分の幅よりも１．７倍広い。

なおもさらなる他の実施形態において、外側部分の高さは、中間部分の高さよりも１．５倍高い。

他の実施形態において、サスペンションシステムは、ボディスペーサをさらに含む。ボディスペーサは、リーフスプリング取り付け点と下部制御アームとの間に位置決めされるように横方向リーフスプリングの外側端部の下に配置される。

多くの実施形態において、スペーサは、機械的な調整装置によって調整可能であり得る。

さらに他の実施形態において、ボディスペーサは、５０ｍｍの最大高さを有し得る。

さらに他の実施形態において、ボディスペーサは、１ｍｍの最小高さを有し得る。

なおもさらなる他の実施形態において、リーフスプリングの上面は、フレーム構造内に配置された電気駆動システムのハウジングから５０ｍｍ離れている。

他の実施形態は、中央部分及び２つの外側部分と、上面及び下面と、左外側端部及び右外側端部間に延びる２つの側面とを有する細長いボディを含む横方向リーフスプリングを含む。左外側端部及び右外側端部の上面は、第１の平面に位置決めされる。中央部分の上面は、第１の平面の下に位置する第２の平面に位置決めされる。

他の実施形態において、横方向リーフスプリングの中央部分の上面は、第１の平面よりも５０ｍｍ下に位置する第２の平面に位置決めされる。

さらに他の実施形態において、横方向リーフスプリングの細長いボディは、長方形の断面を有する。

さらに他の実施形態において、横方向リーフスプリングの中間部分の幅は、外側部分の幅よりも広い。

なおもさらなる他の実施形態において、外側部分の高さは、中間部分の高さよりも高い。

さらに他の実施形態において、中間部分の幅は、外側部分の幅よりも１．７倍広い。

なおもさらなる他の実施形態において、外側部分の高さは、中間部分の高さよりも１．５倍高い。

追加の実施形態及び特徴は、以下の記載に部分的に記載され、部分的には、本明細書の検討により当業者に明らかになるか、又は本開示の実施により知ることができる。本開示の性質及び利点のさらなる理解は、本開示の一部を形成する本明細書の残りの部分及び図面を参照することによって実現され得る。

本記載は、本発明の例示的な実施形態として提示され、本発明の範囲の完全な説明として解釈されるべきではない以下の図を参照してより詳細に理解されるであろう。

本発明の実施形態による車両を示す。 本発明の実施形態による電気自動車プラットフォームを示す。 本発明の実施形態による、車両ボディと統合された電気自動車プラットフォームを示す。 図３Ｂ、図３Ｃは、本発明の実施形態による、車両ボディと統合された電気自動車プラットフォームを示す。 本発明の実施形態による、それと統合された車両キャビン構成の一実施形態を有する電気自動車プラットフォームを示す。 本発明の実施形態による車両プラットフォームフレーム構造を示す。 本発明の実施形態による前部圧縮ゾーンを示す。 本発明の実施形態による前部圧縮ゾーンを示す。 図６Ｃ、図６Ｄ、図６Ｅ、図６Ｆは、本発明の実施形態による前部圧縮ゾーンを示す。 本発明の実施形態による圧縮制御構成要素を示す。 本発明の実施形態による、衝撃吸収のために設計された車両プラットフォームの前部を示す。 本発明の実施形態によるプラットフォームの衝撃吸収要素の断面図を示す。 本発明の実施形態によるプラットフォームの衝撃吸収要素の断面図を示す。 図９Ａ、図９Ｂは、本発明の実施形態によるプラットフォームの衝撃吸収要素の断面図を示す。 本発明の実施形態によるプラットフォームの衝撃を受けた後部の側面図を示す。 本発明の実施形態による、機能的システムを収容するための車両プラットフォーム部分を示す。 本発明の実施形態による、機能的システムを収容するための車両プラットフォーム部分を示す。 本発明の実施形態による、エネルギー貯蔵システムを収容するための車両プラットフォームフレームの中央部分を示す。 本発明の実施形態による、上部シールプレートを組み込んだ車両プラットフォームフレーム構造を示す。 本発明の実施形態による、エネルギー貯蔵システムを収容するための車両プラットフォームフレームの中央底部を示す。 本発明の実施形態によるバッテリモジュールの近接図を示す。 本発明の実施形態によるバッテリモジュールの断面図を示す。 従来技術によるバッテリモジュールを囲むロッカーパネルを示す。 本発明の実施形態による車両プラットフォームフレーム構造を示す。 本発明の実施形態による車両プラットフォーム及び車両ボディの両方の車両プラットフォームアタッチメント点を示す。 図１３Ｃ、図１３Ｄは、本発明の実施形態による車両ボディ結合要素を示す。 本発明の実施形態による、アタッチメント点を組み込んだ車両プラットフォームを示す。 本発明の実施形態による、アタッチメント点を組み込んだ車両ボディを示す。 実施形態によるアタッチメント点要素を示す。 実施形態によるアタッチメント点要素を示す。 実施形態によるアタッチメント点要素を示す。 実施形態によるアタッチメント点要素を示す。 図１６Ａ、図１６Ｂは、従来技術による車両プラットフォームを示す。 本発明の実施形態による、支持アーム構造を有する車両プラットフォームのフロントサスペンションシステムを示す。 本発明の実施形態による、支持アーム構造を有する車両プラットフォームのフロントサスペンションシステムを示す。 本発明の実施形態による、支持アーム構造を有する車両プラットフォームのフロントサスペンションシステムを示す。 本発明の実施形態による、支持アーム構造を有する車両プラットフォームのフロントサスペンションシステムを示す。 本発明の実施形態による、支持アーム構造を有する車両プラットフォームのフロントサスペンションシステムを示す。 本発明の実施形態による、支持アーム構造を有する車両プラットフォームのフロントサスペンションシステムを示す。 本発明の実施形態による、支持アーム構造を有する車両プラットフォームのフロントサスペンションシステムを示す。 本発明の実施形態による、リーフスプリングを備えた車両プラットフォームサスペンションシステムを示す。 図１８Ｂ、図１８Ｃは、本発明の実施形態による、リーフスプリングを備えた車両プラットフォームサスペンションシステムを示す。 本発明の実施形態による、リーフスプリングを備えた車両プラットフォームサスペンションシステムを示す。 本発明の実施形態によるサスペンションアタッチメント点を示す。 本発明の実施形態によるサスペンションアタッチメント点を示す。 図２０Ａ、図２０Ｂ、図２０Ｃは、本発明の実施形態によるリーフスプリングアタッチメント点を示す。 本発明の実施形態による車両プラットフォームドライブトレイン及びサスペンションシステムの断面図を示す。 本発明の実施形態によるサスペンションシステムの移動包絡線(movement envelope)を示す。 本発明の実施形態によるサスペンションシステムのアタッチメントを示す。 本発明の実施形態による調整可能なサスペンションスペーサを示す。 図２３Ｃ、図２３Ｄは、本発明の実施形態による調整可能なサスペンションスペーサを示す。 図２３Ｅ、図２３Ｆは、本発明の実施形態による調整可能なサスペンションスペーサを示す。 図２４Ａ、図２４Ｂは、本発明の実施形態による、リーフスプリングを備えた車両プラットフォームのリアサスペンションシステムを示す。 本発明の実施形態による、リーフスプリングを備えた車両プラットフォームのリアサスペンションシステムを示す。 図２５Ａ、図２５Ｂは、サスペンションシステムの荷重図を示す。 本発明の実施形態による可変断面積リーフスプリングを示す。 図２６Ｂ、図２６Ｃは、本発明の実施形態による可変断面積リーフスプリングを示す。 本発明の実施形態による、ドライブトレイン構成要素と関連した車両プラットフォームサスペンションシステムを示す。 本発明の実施形態による、ドライブトレイン構成要素と関連した車両プラットフォームサスペンションシステムを示す。 本発明の実施形態による、ドライブトレイン構成要素と関連した車両プラットフォームサスペンションシステムを示す。 本発明の実施形態による、サスペンションシステムの様々な構成要素と関連した車両プラットフォームモータシステムの断面図を示す。 本発明の実施形態による、サスペンションシステムに関連した車両プラットフォーム駆動システムの図を示す。 本発明の実施形態による、サスペンションシステムに関連した車両プラットフォーム駆動システムの図を示す。 本発明の実施形態による、サスペンションシステムに関連した車両プラットフォーム駆動システムの図を示す。

ここで、図面を参照すると、車両プラットフォーム並びにそのシステム、サブシステム及び構成要素が記載されている。多くの実施形態は、動作可能な車両に必要な機能的システム、サブシステム及び構成要素（例えば、機械的、電気的、構造的等）の実質的にすべてを組み込んだ内蔵型車両プラットフォーム又はシャーシに向けられる。機能的構成要素は、実施形態によれば、少なくともエネルギー貯蔵／変換、推進、サスペンション及びホイール、操舵、衝突保護並びに制動システムを含み得る。様々な実施形態は、機能的構成要素が標準化されるように構成され、それにより、車両プラットフォームは、様々な車両ボディ設計と相互に接続され得、それらの間の機能的連結（例えば、機械的、構造的、電気的等）に対する修正が最小限であるか又はない。いくつかの実施形態は、機能的構成要素と、車両ボディによって画定される領域との間の物理的な重なりが最小限であるか又はないように、車両プラットフォーム内の機能的構成要素の構成を組み込む。実施形態は、内蔵型車両プラットフォームの実装を可能にするための、そのような車両プラットフォームの特定の機能的構成要素及び様々な機能的構成要素の相対的な配置にも向けられる。

多くの実施形態による特定の機能的構成要素及びシステムは、車両プラットフォームフレーム、フレームの構成、製造及び構成要素を含み得る。車両プラットフォームフレームの様々な実施形態は、構造要素の特定の配置と、そのような構造要素内、上及び間にある他の機能的構成要素の配置とを含み得る。実施形態による車両プラットフォームフレームは、クランプル又は偏向ゾーン、クラッシュカン等も含むが、これらに限定されない衝突保護要素を含み得る。いくつかの実施形態では、車両プラットフォームフレーム構造はまた、他の構成要素の損傷を最小限に抑え、且つ製品のエンドユーザへの傷害を低減するように設計された様々な安全特徴及びサブシステムと共に構成され得る。そのような安全特徴の実施形態は、車両ボディキャビン内の非従来型の位置に乗員を配置できるように構成され得る。

様々な実施形態による車両プラットフォームの機能的構成要素は、サスペンションシステム、その構成、構造及び構成要素も含み得る。いくつかの実施形態は、車両プラットフォームの水平面内に配置された前部及び後部の横方向リーフスプリングサスペンション要素を含み得るサスペンションシステムを組み込む。ドライブトレインシステムの様々な実施形態は、前輪及び／又はリアホイールの一方又は両方と動作関係にある、車両プラットフォームの水平面内に配置された１つ又は複数のモータ及び相互に関連するトランスミッション構成要素を含み得る。

機能的構成要素は、車両プラットフォームフレーム内のエネルギー貯蔵システム（例えば、車両バッテリモジュール）の実施形態も含み得る。様々な実施形態において、エネルギー貯蔵システムは、車両フレームを、シールされたエネルギー貯蔵システム区画として使用するように構成される。エネルギー貯蔵システムの多くの実施形態は、車両プラットフォームフレームに対して独立して配向可能な複数のモジュール式エネルギー貯蔵要素を含む。

記載した装置、システム及び方法は、決して限定的なものとして解釈されるべきではない。むしろ、本開示は、単独で且つ互いに様々な組み合わせ及びサブ組み合わせにおいて、開示される様々な実施形態のすべての新規且つ非自明な特徴及び態様に向けられる。開示される方法、システム及び装置は、いずれの特定の態様、特徴又はそれらの組み合わせにも限定されず、開示される方法、システム及び装置は、１つ又は複数の特定の利点が存在することも又は問題が解決されることも必要としない。

開示される方法のいくつかの作業は、都合の良い提示のために特定の連続した順序で記載されているが、以下に記載される特定の言語によって特定の順序が要求されない限り、この記載方法は、再配置を包含することを理解すべきである。例えば、順次記載された作業は、場合により再配置又は同時に実行することができる。さらに、簡単にするために、添付の図は、開示される方法、システム及び装置を他のシステム、方法及び装置と組み合わせて使用することができる様々な方法を示さない場合がある。

車両プラットフォームの考察
多くの電気自動車は、基礎となる車両プラットフォーム又は一般にスケートボードと呼ばれるものの上で動作する。図１に概略的に示すように、車両プラットフォーム１００は、車両の動作を可能にする必要な機能的フレームワーク（例えば、機械的、電気的等の構成要素）を提供し、且つモータ、サスペンション、ホイール及び乗員区画などの車両の様々な機能的システム、サブシステム及び構成要素並びに車両ボディ１０４自体を搭載することができるフレーム構造１０２を提供する。代替の燃料車では、車両プラットフォームは、典型的には、エネルギー貯蔵要素１０６（例えば、電気自動車のためのバッテリ又は燃料電池車のための燃料格納領域）が配置される場所でもある。このような車両プラットフォームを構築する際の主要な目標の１つは、多くの車両を同じ車両プラットフォーム上で設計及び構築できるようにその構造をできるだけ単純且つ柔軟に保つことである。この設計目標を達成するために、車両プラットフォームと車両ボディとの間に介在する車両構成要素の数を最小限に抑えることが重要である。理想的な車両プラットフォームにおいて、ユーザとの相互作用を特に必要としないすべての機能的構成要素は、水平な上部プラットフォーム面を定義し得る車両プラットフォーム内に配置される。それにより、任意の所望のボディ形状又は構成を有する任意の適切なサイズのボディを、基礎となる機能的要素を再配置する必要なく、車両プラットフォームに取り付けることができる。これは、ＧＭのＡＵＴＯｎｏｍｙ及びＨｙ－ｗｉｒｅのコンセプト車両の当初の構想であった。（例えば、米国特許第７２８１６００号明細書、同第７４４１６１５号明細書、同第６８９９１９４号明細書、同第６９２３２８２号明細書、同第６９３５６５８号明細書及び同第６９８６４０１号明細書を参照されたい。これらの開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる）。しかしながら、これらのコンセプト車両は、燃料電池及びインホイールモータなど、市販車での実用性が証明されていない試作技術を使用した。したがって、車両プラットフォーム設計の重要性及び内蔵型（すなわち車両のボディ内に延びる１つ又は複数の構成要素を有さない）であり、且つ最大の設計柔軟性（すなわち取り付けることができるボディの種類を制約しない）を提供する車両プラットフォームへの長年の要望にも関わらず、そのような内蔵型車両プラットフォームは、市販車で完全に実現されていない。

例えば、多くの電気自動車は、上に挙げた機能のいくつかをサポートするためにスケートボード又は車両プラットフォームを実装している。しかし、そのようなプラットフォームの多くは、依然として従来の車両の設計の伝統に従っている。例えば、多くの車両は、例えば、車両プラットフォームの平面を越えて延びるサスペンションシステム、操舵連結部及び他の構成要素などの要素を含む。このような機能的構成要素がプラットフォームの枠を越えた領域に存在すると、そのようなプラットフォームに取り付けられる車両ボディの設計の可能性が制限される。多くの場合、最終的な車両ボディ構成に例えばボンネット及びトランクなどの従来の設計要素を導入する必要があるか、又は設計の柔軟性が制限される。このような従来型の設計を採用することで、例えば従来型のサスペンションシステムの使用又は従来型の安全システムの統合を含め、車両設計の一部の要素を簡略化することができる。しかし、このようなより従来式に設計された車両プラットフォームを使用して構成された車両は、代替燃料技術の実装の可能性を完全に活用することができない。

本明細書に記載されている様々な実施形態は、本質的な快適性及び安全性の要件を維持しつつ、設計の柔軟性を劇的に向上させる車両プラットフォームを示す。また、実施形態は、様々な動作環境で使用するための様々なボディ構成へのスケートボードの適応性を示す。本開示では、車両プラットフォームの機能的要素の多くを分かりやすくするために個々のセクションに分けることができる。しかし、実施形態による車両プラットフォームは、特定の車両設計で望まれるように、記載された機能的要素のいずれかを組み合わせるか、含むか又は省略できることが理解されるであろう。

車両プラットフォームを実装する実施形態
ここで、図面を参照すると、本発明の実施形態による内蔵型車両プラットフォームが図２に示されている。これに関連して、内蔵型という用語は、車両のすべての機能が車両プラットフォーム内に含まれていることを意味するものではなく、むしろ、内蔵型という用語は、推進力を生成し、車両の制御及び安定性を維持するために必要なものを含む、特定の重要な機能的システム、サブシステム及び構成要素をそのような車両プラットフォームの実施形態のコア車両プラットフォーム構造内に含めることを意味することが理解されるであろう。換言すれば、本明細書に記載されている実施形態は、車両プラットフォーム内に備えられる機能的システム及び構成要素の再配置又は再設計を必要とせずに、それと統合され得る様々な車両ボディに適応可能であり得るスケートボードプラットフォームを示す。さらに、多くの実施形態は、本出願に記載されているすべての機能的要素を組み込んだ車両プラットフォームを示す。しかし、特定の車両設計で必要とされるように、サスペンションシステム、衝撃機能、バッテリ等などの機能的要素の様々な組み合わせを含めるか又は省略できることが理解されるであろう。

図２は、エネルギー貯蔵、ドライブトレイン、サスペンション、操舵、制動及び安全システム、サブシステム及び構成要素を含む１つ又は複数の機能的システムを車両プラットフォームの境界内に実質的に統合する、多くの実施形態による車両プラットフォーム２００の全体的なレイアウトを示す。本明細書で使用される場合、車両プラットフォームの境界は、車両プラットフォームの幅に広がり、最上部のフレーム構造２０６の上面２０４からフレーム構造２０８の底面２０７まで延びる概ね水平な車両プラットフォーム平面２０２を含むとみなされる。他の様々な実施形態において、車両プラットフォームの境界は、車両のホイール２１０及び／又はタイヤ２１１の上下の寸法内の任意の位置に位置決めされた領域も含み得る。プラットフォーム平面に関して、図２に示されるように、車両プラットフォームの多くの実施形態は、互いに異なる高さに配置された部分を有する（例えば、図２に示されるように、中央部分に対して上昇した前部及び後部部分を有する）フレームを含み得ることに留意するべきであり、そのような実施形態では、プラットフォーム平面２０２は、起伏のある平面として記載され得、それにより、いくつかの実施形態において、機能的構成要素は、車両プラットフォームフレームの対象部分の上面によって定められる起伏のある平面の上方に延びないと定義されることが理解されるであろう。車両プラットフォームの特定の境界に関わらず、このプラットフォーム平面内の機能的構成要素は、車両プラットフォームの上に固定されたとき、車両ボディによって画定される内部容積内に延びないように配置されることが理解されるであろう。さらに、上記及び全体を通して記載した主要な機能的システムは、車両プラットフォームの実施形態を車両ボディ部分に接続することを可能にし得る様々なワイヤ及び／又は他のバス並びにコネクタを含まないことを理解されたい。

実施形態によるそのような内蔵型レイアウトを可能にすることができる車両プラットフォームは、様々な内部車両プラットフォーム部分、すなわち一般的にホイール間に配置される中央部分及び中央部分の端部から車両の前端部及び後端部まで延びる前部及び後部部分を参照して記載され得る。特定のフレーム要素の記載は、後により詳細に記載する。しかし、図２に示すように、これらの部分は、細分化されており、内蔵型車両プラットフォームが実現されるように、システム、サブシステム及び構成要素は、内部に構成される。

図２に示す実施形態は、エネルギー貯蔵システム（例えば、バッテリパック）２１２）、前部２１４及び後部２１６のドライブトレイン（例えば、電気モータ及び関連するパワーエレクトロニクス、トランスミッション等）並びにサスペンション、操舵及び制動２１８などの制御システムを含む、電気自動車に適した例示的な機能的レイアウトを含む。図２の実施形態に同様に例示できるように、ドライブトレイン要素（例えば、モータ、トランスミッション等）は、ホイールと直列に車両プラットフォームフレーム２０６の前部及び／又は後部の近くに配置され得、それにより車両キャビン内の乗員スペースを増やすことができる。車両プラットフォーム２００に組み込むことができる推進システム及びサスペンションシステムに加えて、多くの実施形態では、様々な他のシステム（例えば、ブレーキ、操舵、冷却等）を動作させるように設計された制御システムなどの様々な他の構成要素を組み込み得る。多くの実施形態において、車両プラットフォーム２００のフレーム２０６は、車両プラットフォームを車両のホイールに接続し、路面保持、ハンドリング及び乗り心地の機能を提供するために様々なサスペンションシステム２１８も含む。例えば、サスペンションシステムは、独立していても又は従属していてもよく、ストラット、スプリング、制御アーム、トーションバー等を含み得る。様々な実施形態において、車両プラットフォーム２００は、サスペンション構成要素を車両プラットフォームの水平面内に閉じ込めるサスペンションシステムのレイアウトを組み込む。そのようなサスペンションシステムは、いくつかの実施形態では、キャビンと車両プラットフォームとの間の相互接続を簡素化するために、かさばる相互接続ブッシュの必要性を回避するようにキャビンを車両プラットフォームに直接又は固く取り付けることを可能にし得る。多くのそのような車両プラットフォームの実施形態は、ＨＶＡＣ構成要素（例えば、コンプレッサ、混合システム、配管等）を含む快適性制御システムも含み得る。

水平プラットフォーム平面２０２内にこれらの機能的システム及び構成要素を配置することにより、車両ボディ内からの車両プラットフォームのユーザ制御を可能にするための適切な機械的（存在する場合）又は電気的相互接続を設計が考慮する限り、車両プラットフォームフレームに沿って位置決めされた特定の固定アタッチメント点２２０での相互接続により、適切な幅及び長さの任意の車両ボディ設計を車両プラットフォームと統合することができる。

図３Ａ～図３Ｃに概略的に示すように、実施形態による車両プラットフォーム３００は、幅広い種類の車両ボディ３０２を、それにより車両ボディが基礎となる車両プラットフォームフレームに接続し得るアタッチメント点を介して車両プラットフォーム３００に取り付けることを可能にする。例えば、図３Ｂは、車両プラットフォームの上に配置されたボディ構造がバンの形態を取る実施形態を示す。図３Ｃは、同じ車両プラットフォームの上に配置されたより従来型のセダンタイプのキャビンを示す。

実施形態による車両プラットフォームのレイアウト、特にプラットフォームの上面の上に侵入する重要な要素を有さない実質的に水平なプラットフォームが車両ボディの取り付けのために提供される車両プラットフォームのこの内蔵型の性質は、車両プラットフォームの完全なホイールベースを利用することができる（例えば、乗員の位置を可能な限り前方及び後方に移動させる）車両ボディの統合を可能にする。この際、このように提供された内部空間の用途に関して大きい制約を受けることがない。この組み合わせにより、真に新規な車両内部設計を考案することができる。例えば、図４に示されているように、室内の座席４００は、任意の所望の配置（例えば、前向き４０２、横向き４０４及び／又は後ろ向きの座席）を含み得る。また、この車両プラットフォーム設計によって得られるオープンフロアスペースは、テーブル又はキャビネットなどの家具要素をそのような配置に含めることを可能にする。図４に示す車両ボディは、運転者及び前席の乗員のための従来の座席のセット４０８を依然として含む。しかし、実施形態は、完全に自律的に設計され、したがって前向きの座席のセットを備える必要がない制御システムを考えていることが理解されるであろう。そのような実施形態では、座席は、任意の所望の配置を取るように再構成することができる。図４に示すように、従来の運転構成が存在する場合でも、車両の前部セクション４１０のプラットフォームフレームの上方に配置された機能的要素がないため、従来のダッシュボード又はエンジン区画の必要性がなくなり、新規な制御配置及び窓の配置が可能になる。

基本的に、様々な実施形態の独特の車両プラットフォーム構成は、乗員輸送又は他の形態の輸送などの所望の目的のために乗員キャビン全体を再構成することができる車両ボディ設計を可能にし得る。さらに、そのような実施形態は、車両をタクシーのような公共交通機関として使用することを可能にし得る。しかし、複数の乗員が快適に乗車する一方、荷物又は持ち物を置くのに十分なスペースも提供することを可能にするであろう。図に示されていないが、車両プラットフォームのいくつかの実施形態は、ピックアップトラック、スポーツユーティリティビークル等など、追加のキャビンに対応するように変更することもできる。

以上の考察は、多様な車両設計のための機能的プラットフォームとして使用するのに適した内蔵型車両プラットフォームの実施形態の特徴を強調することに焦点を当ててきた。以下のセクションでは、所望の車両プラットフォーム機能を実現するために、別々に及び組み合わせて実装することができる機能的構成要素の特定の構成の実施形態に焦点を当てる。

車両プラットフォームフレームを実装する実施形態
図５を参照すると、様々な実施形態による車両構造フレーム５００が提供されている。示されているように、構造フレーム５００は、車両及び車両が機能することを可能にするための必要な構成要素を支持し、車両プラットフォームの機能的システム、サブシステム及び構成要素を収容するように適応可能な１つ又は複数の内部フレーム空間を画定するように構成された一連の相互接続された構造要素を全体的に含む。一般的に、これらの構造要素は、車両の前部５０４から後部５０６まで延びて車両の長さを定める左右のフレームレール５０２と、フレームレール間に延びて車両の室内幅を定める複数の横方向構造クロスメンバ要素（例えば、５０８、５１０、５１２、５１４、５１５、５１６、５１７、５１８、５１９）とに分けることができる。これらのフレームレール及び横方向構造要素は、集合的に記載されているが、多くの実施形態によれば、それらは、複数の相互接続された構造要素から形成され得、また多くの場合に形成されることが理解されるであろう。

様々な実施形態において、図５に示すように、フレームレール５０２は、車の前端部と後端部との間で長手方向に延びる複数の一体型又は別個の相互接続された構造部材に分割され得る。車両プラットフォームの前部５０４から始まり、左右の前部フレームレール５２２は、前部モータ支持クロスメンバ５１０の近傍から後方に延び得る。前部モータ支持クロスメンバ５１０の後方で、前部フレームレールは、外側に向かって傾斜し、前部トルクボックス５２３を通過して後方に延び、左右の中間ボディサイドレール５２４と交わる。中間ボディサイドレールの後方で、左右の後部フレームレール５２６（中間ボディサイドレールの延長線上にあるか又は中間ボディサイドレールと一緒に接合されている）が内側に向かって傾斜し、後部モータ支持クロスメンバ５１８の近傍まで延びる。追加の強度及び剛性のために、多数の横方向に配置されたクロスメンバ構造要素５１２、５１４、５１５、５１６及び５１７が中間ボディサイドレール及び前部／後部フレームレール（例えば、５２２、５２４、５２６）間で延び得る。図５では、特定の数の横方向クロスメンバ構造要素が中間ボディサイドレールにまたがって示されているが、実施形態は、車両プラットフォームフレームに十分な横方向の支持を提供するのに適した任意の数のそのようなクロスメンバ構造要素を組み込み得ることが理解されるであろう。さらに、正面又は背面衝撃の場合、中間ボディの内部空間が潰れないようにさらに強化するために、さらなる内側長手方向構造部材５２８及び５３０を設けることができる。様々な実施形態において、レール及び構造部材は、様々な構造部材の製造に必要な工具を減らすことができるように共通の構造部材（例えば、要素５２４及び５３８）で形成することができる。

さらに、乗員の十分な安全性を提供するために、車両プラットフォームフレーム５００の実施形態は、様々な正面／背面及び側面衝撃クランプルゾーンを組み込み得る。例えば、前部５３２及び後部５３３のフレームレールは、前部５０８及び後部５１９のクロスメンバと連動して、衝撃吸収／偏向ゾーンとして協働して、車両の前部又は後部のいずれかに発生した衝撃を吸収又は方向転換し得る。衝撃吸収／偏向ゾーンは、エネルギー吸収材料で作られているもの又は衝撃を受けたときに砕けるか若しくは変形するように別の方法で構成されるものを含むが、これらに限定されない、当技術分野で知られている様々な特徴を組み込み得る。車両プラットフォームフレーム５００の製造には、例えば、鋼、アルミニウム、チタン、金属合金、複合材料、プラスチック、炭素繊維及びそれらの様々な組み合わせを含む様々な材料を使用することができる。多くの実施形態は、例えば、溶接及び／又はボルト締めなどの様々な結合技術を利用して様々な構成要素を接続し得る。さらに、いくつかの構成要素は、強度、機能及び／又は外観の点で所望の結果を満たすフレームワークの一部を製造するのに適した任意の方法で製造することができる。

特定の配置の構造部材、材料及び製造方法を上述したが、複数の内側フレーム容積の形成をもたらす構造部材の多くの可能な配置が実施され得ることが理解されるであろう。具体的には、図５に示すように、左右の前部フレームレール要素５２２間に延びる横方向構造要素５０８～５１２は、車両プラットフォームの前車軸内及びその周囲に前部ボディ空間５３４を画定する。同様に、左右の後部フレームレール要素５２６間に延びる横方向構造要素５１７～５１９は、車両プラットフォームの後車軸内及びその周囲に後部ボディ空間５３６を画定する。前部ボディ空間と後部ボディ空間との間において、サイドレール５２２～５２６間に延びる横方向要素５１２～５１７が中間ボディ空間５３８を画定する。この中間ボディ空間５３８自体は、多くの実施形態において、内部の横方向及び長手方向の構造要素（図５に示される実施形態において要素５２８及び５３８によって示されるような）によって複数の別個の容量から形成され得る。様々な実施形態において、前部５２２及び後部５２６のレール要素の一部並びにそれぞれの前部５３４及び後部５３６のボディ空間は、機能的なドライブトレイン構成要素を収容するために、車両フレームの残りの部分に対して上昇し得する。フレームは、エネルギー変換システムを取り囲んで保護するための他の要素を含み得る。車両プラットフォームフレームの一部が互いに異なる高さに配置される場合、先に述べたように、水平プラットフォーム平面が起伏のある構造を取り得ることが理解されるであろう。

多くの実施形態が記載されているが、車両プラットフォームフレームは、図５に描かれている実施形態のケージ状の構造に加えて、多くの異なる形態を取り得ることが認識されるであろう。様々な実施形態において、車両プラットフォームフレームは、車両プラットフォームの機能的構成要素を配置するのに十分な内部空間が形成されるように、互いに距離を隔てて離間された２つ以上の長手方向構造部材と、互いに離間され、その端部で両方の長手方向構造部材に取り付けられた２つ以上の横方向構造部材との任意の配置を全体的に含み得る。代わりに、車両プラットフォームフレームは、金属又は他の適切な材料の座席で形成された一体化されたレール及びクロスメンバでも形成され得る。ここでも、その配置は、様々な機能的構成要素を収容するのに適するようにする。さらに、実施形態によるフレーム構造は、本開示の先行するセクション及び後続するセクションの１つ又は複数に記載された機能的要素の１つ又は複数を組み込むように構成され得る。

衝撃制御特徴を実装する実施形態
上述したように、車両プラットフォームの実施形態に統合することができる様々な特徴及び特性に関して、車両プラットフォームフレームは、クランプルゾーン又は偏向ゾーン、クラッシュカン等を含むが、これらに限定されない衝突保護要素も含み得る。図５は、図６Ａ～図１０と併せて、様々な車両プラットフォームのフレームワーク内に実装することができる衝撃特徴の様々な実施形態を示す。

図５を参照すると、車両プラットフォームの多くの実施形態は、フレームワークの前部空間５０４及び後部空間５０６に組み込まれた様々な安全特徴及び／又は要素を有し得る。例えば、前部空間５０４は、車両衝撃時にそれぞれ異なる荷重を受ける上部荷重経路５４５及び下部荷重経路５５０を有し得る。本明細書に記載されている荷重経路とは、衝撃事象時にエネルギーが向けられる経路を指す。車両は、あらゆる種類の衝撃にさらされる可能性があるため、異なる荷重経路が、衝撃のエネルギーを吸収又は偏向するのに役立つよう、様々な方法で動作するように設計することができる。例えば、米国道路安全保険協会（ＩＩＨＳ）及び米国道路交通安全局（ＮＨＴＳＡ）は、車両の安全特徴を評価するために日常的に多くの車両衝撃試験を行っている。一般的には、車両の助手席側及び運転席側に対して０度の全正面衝撃試験及び部分的なオーバーラップ試験を行う。ＩＩＨＳでは、このような試験の中でもとりわけ乗員区画への侵入量を評価し、その侵入を防止するのに役立ったか又は防止しなかった様々な構造要素を調べる。さらに、ＩＩＨＳは、同様の側面衝撃試験を実施し、同様の侵入の態様を調べる。

多くの正面衝撃試験は、車両の前部が高エネルギー吸収を経験できることを示しており、したがって、多くの実施形態は、前部エンジン区画のサイズが小さくなることに起因して短い距離でより高いエネルギー吸収を必要とする可能性がある。したがって、多くの実施形態は、正面衝撃の早い段階で高エネルギー吸収を実行するために、上部レール要素５３２などの剛性バリアを実装し得る。しかしながら、事象全体を通してエネルギー吸収要素の底入れをもたらすスタックアップを荷重経路が経験することは、望ましくない。そのため、多くの実施形態では、衝撃の初期に所望の位置まで係合し、その後、衝撃方向から離脱するように構成された下部荷重経路構造要素５５５を利用し得る。離脱は、例えば、衝撃の偏向により、衝撃の方向から車両を取り除くことを支援し得る。多くの実施形態による下部荷重経路要素５５５は、正面衝撃だけでなく、オフセット又は部分的なオフセット衝撃時にフレームとの全体的な接続及び一体性を維持することができるため、典型的な剥離機能のように機能しない場合がある。そのような特徴は、乗員区画への侵入を防止又は低減するのに役立ち得る。

ここで、図６Ａ及び図６Ｂを参照すると、下部荷重経路要素６００の一実施形態が提示されている。多くの実施形態において、下部荷重経路要素６００は、固定長を有するフレーム６０２の一部に接続することができ、異なる方法で衝撃からのエネルギーを吸収するように設計された複数の重要な要素を有し得る。例えば、下部荷重経路の前部は、衝撃時に圧潰するように設計された下部荷重経路の圧潰ゾーン６０４を備えて構成され得る。圧潰ゾーン６０４は、従来のクランプルゾーンに類似した制御された変形を有し得る。しかし、圧潰は、所望の範囲又は距離にわたってのみ発生し得る。多くの実施形態によれば、所望の圧潰距離は、圧潰制御要素６０６などの様々な要素によって制御することができる。多くの実施形態によれば、圧潰制御要素６０６は、衝撃力を任意の追加要素に伝達する前に、圧潰を所望の圧潰ゾーン６０４内に維持するように設計される。これは、典型的なクランプルゾーンで多くの場合に発生し得る望ましくないスタックアップを防止するのに役立ち得る。下部荷重経路圧潰ゾーン６０４が所望の圧潰距離に達すると、次に、曲げ要素６０８は、衝撃の方向から離れて車両を移動又は調整するのに役立ち得る方向に下部荷重経路要素６００を曲げるように設計される。さらに、このような要素は、フレーム構造６０２への衝撃を低減又は除去するのに役立ち、それにより安全性の向上を可能にする。多くの実施形態によれば、圧潰ゾーン６０４及び制御要素６０６の長さは、車両が想定し得るトップハット構成の数に応じて変化し得る力の変化を考慮して調整することができる。図６Ｂは、衝撃を受けた後の下部荷重経路要素６００を示す。圧潰ゾーン６０４が圧縮され、曲げ要素６０８は、車両の損傷を最小限にするように変形していることが分かる。

図６Ｃ～図６Ｆは、多くの実施形態に従って発生し得る衝撃エネルギー吸収のシーケンスの説明図を提供する。例えば、図６Ｃは、衝撃エネルギーが導入される前の下部荷重経路６００と、衝撃エネルギーの方向を示す矢印６１０とを示す。図６Ｄは、圧潰ゾーン６０４で発生し得る初期の潰れの一実施形態と、エネルギーが曲げ要素６０８に伝達される前に制御要素６０６が、発生し得る潰れの量をどのように制限できるかとを示す。図６Ｅは、衝撃エネルギーがフレーム構造６０２の部分に悪影響を与えないように、曲げ要素６０８が所望の範囲で曲げを発生することを可能にすることをさらに示す。最後に、図６Ｆは、衝撃エネルギー６１０の吸収後の下部荷重経路の最終状態の実施形態を示す。

図６Ａ～図６Ｆに示されているような下部荷重経路要素は、本明細書に例示されている多くの実施形態に記載されているように、電気自動車及び／又は電気自動車プラットフォームに見られる多くの事項を活用するのに役立ち得る。例えば、いくつかの実施形態に示されているように、上部ボディをプラットフォームの両端近くまで拡張して、乗員区画内の空間の容積を増加させることができる。下部荷重経路要素は、多くの実施形態において、より短いモータ区画からの短い距離で乗員区画の侵入を防止するのに役立ち得る。これにより、車両の全体的な設置面積を小さくしつつ、その設置面積内の利用可能な空間を活用し、プラットフォームのためのボディの設計能力を劇的に向上させることができる。

ここで、図６Ｇを参照すると、圧潰制御要素６０６の実施形態を下部荷重経路内に見ることができる。上述したように、圧潰制御要素６０６は、衝撃時に車両フレームの部分が最終的に見ることになる圧縮の量を減らすことを促進するように、下部荷重経路６００内に位置決めすることができる。さらに、先に述べたように、圧潰制御要素６０６は、様々な異なる車両構成を考慮して調整可能であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、圧潰制御要素は、上部６１２及び下部６１４の構成要素から構成することができる。上部６１２及び下部６１４の構成要素のそれぞれは、多くの実施形態に従い、軽量化及び強度の向上を可能にする様々な設計を有するように構成することができる。さらに、多くの実施形態は、圧潰制御要素６０６が圧潰ゾーン部分６０４を下部荷重経路に沿って車両フレームの部分に固定することを促進することができるように、圧潰制御要素を貫通する１つ又は複数の取り付け穴６１６を組み込み得る。いくつかの実施形態では、圧潰制御要素６０６は、ブッシュ若しくはボルト又は圧潰ゾーンの所望の動作に十分な任意の数の固定要素で固定することができる。

図５を参照し直すと、フレームの前部ゾーン５０４の多くの実施形態は、先に記載したように、様々な衝突特徴又は衝撃保護特徴を有し得る。例えば、上部荷重経路５４５は、上部前部フレームレール５３２などの様々な構造要素内に構築されたクランプルゾーン又は圧潰構成要素を有し得る。このような要素は、正面衝撃に不可欠であり得、複数の圧潰要素を有することは、正面衝撃からのエネルギーを迅速に吸収するのに役立ち得る。しかしながら、前述したように、一部の衝撃は、車両の前面に対してオフセットして発生することがある。そのため、ＩＩＨＳは、乗員区画への衝撃を評価するためにオフセット衝突試験を実施している。したがって、多くの実施形態は、偏向要素（５６０及び５６５）を上部及び下部荷重経路構成要素に組み込み得る。多くの実施形態によれば、偏向要素は、荷重経路に沿って衝撃の一部を吸収するが、その後、衝撃の主な方向から車両をそらすように主に作用することができる。浅いオフセットの剛性バリアとの相互作用を制限し、車両をバリアから可能な限り迅速に離脱させることがより好ましい。したがって、多くの実施形態は、偏向システムを実装し得る。

ここで、図７を参照すると、電気自動車プラットフォームのフレームワークの前部の実施形態を見ることができる。図７は、上部及び下部荷重経路の偏向要素の実施形態の近接図を示す。多くの実施形態における上部偏向要素７０２は、上部衝撃ビーム７０４に取り付け可能であり、上部衝撃ビーム７０４から外側に延び得るか、又は車両の中心線から離れる方に延び得る。多くの実施形態において、上部偏向要素７０２は、車両のボディに一致するように輪郭を形成することができる。図７に示すように、多くの実施形態は、上部偏向要素７０２の外側部分と上部衝撃ビーム７０４との間に空間７０６を維持し得る。いくつかの実施形態では、この空間７０６は、スペーサ要素７０８によって低減され得る。多くの実施形態におけるスペーサ要素７０８は、上部偏向要素７０２に形成又は取り付けられ得る剛性要素であり得る。スペーサ７０８は、様々な所望の形状を取り得るが、いくつかの実施形態では、三角形の形状を組み込み得る。スペーサの目的は、オフセット衝突による衝撃エネルギーが、スペーサが上部衝撃ビームに影響を与える地点まで、上部偏向要素に曲げモーメントを与えることを可能にすることである。スペーサ７０８と上部衝撃ビーム７０４との間で一部の衝撃エネルギーを吸収した後、全体的な衝撃からのエネルギーを方向転換して、剛性バリアなどの衝撃源から車両をそらすか、又は遠ざけるように作用することができる。

いくつかの実施形態における上部偏向要素７０２は、下部偏向要素７１０と連携して作用するように設計することができる。多くの実施形態における下部偏向要素７１０は、下部荷重経路衝撃ビーム７１２に取り付けられた剛性要素であり得る。多くの実施形態において、下部偏向要素７１０は、下部荷重経路衝撃ビーム７１２の前部と係合する成形前の部分７１４を有し得、前部クロスビーム７１６と接続することができ、車両の前部から離れる角度で後方及び外側に延び得る。いくつかの実施形態では、下部偏向要素７１０は、接続ブラケット７１８を介して下部荷重経路衝撃ビーム７１２に取り付けることができる。下部偏向要素の多くの実施形態は、オフセット衝撃からのエネルギーを方向転換して、車両を衝撃源から可能な限り迅速に遠ざけるように設計することができる。多くの実施形態では、下部偏向要素の角度は、曲げられた上部偏向要素の角度と平行であり得る。換言すれば、上部偏向要素７０２が、スペーサ７０８が上部衝撃ビームに影響を与える地点まで変形された又は曲げられたとき、残りの衝撃力の矛先は、下部偏向要素７１０及び下部衝撃ビームに向けることができる。上部及び下部偏向要素の角度をペアにすることは、車両を衝撃源から素早く遠ざけるのに役立つことができ、最終的に乗員区画への潜在的な侵入を減らすのに役立つことができる。偏向要素の特定の実施形態が示されているが、使用する上部ボディ構成要素の数に応じて、確認できる衝撃荷重の数に対応するように偏向要素を調整できることを理解するべきである。さらに、多くの実施形態によれば、スペーサ７０８及び他の偏向要素などの衝撃構成要素は、金属、複合材、炭素繊維等を含む様々な材料から製造することができる。さらに、多くの実施形態において、フレームワークの他の部分と同様の材料で製造された要素を有し得る。電気自動車プラットフォームの多くの実施形態は、前部衝撃ゾーンに関連して記載された１つ又は複数の衝撃特徴を組み込み得ることを理解すべきである。

図５を参照し直すと、いくつかの実施形態は、後部及び／又は前部フレームレール（それぞれ５２２及び５２６）に組み込むことができる追加の衝突又は衝撃保護要素を組み込むこともできる。例えば、ここで、図８Ａ及び図８Ｂを参照すると、前部レール８００の実施形態の断面図が提示されている。図８に示されるようなそのような実施形態は、上部レール８１２と中間ボディレール８１４との間の移行点８１０の近くでレール要素の中央に位置決めされる多数の隔壁要素（８０２、８０４、８０６及び８０８）を含み得る。隔壁要素（８０２、８０４、８０６及び８０８）は、隔壁のそれぞれの中央面８１０間に空間８１６が存在するように位置決めされ得る。隔壁は、多くの実施形態によれば、衝撃による曲げ又は潰れを低減する停止機構として機能することができる。例えば、正面からの衝撃により、レールの長さに沿って曲げ又は潰れが引き起こされる可能性がある。隔壁は、多くの実施形態において、レールに強度と剛性を加えることができ、衝撃中に前部及び後部隔壁がぶつかるように設計することができる。それにより、衝撃の影響を止めるか又は低減することができる。基本的に、隔壁は、乗員区画への侵入を制御し、低減するのに役立ち得る。前後の隔壁要素間の特定の間隔が示されている。しかし、様々な衝撃荷重に対応するために様々な方法で間隔を調整できることを認識すべきである。したがって、車両のボディの変化に応じて空間も調整することができる。

図８Ａに示されるように、隔壁は、複数の構成要素から構成することができる。前部隔壁は、２つの部品（８０２、８０４）を有し得る。これらの部品は、一方が他方に協働して係合するように設計されている。しかし、衝撃時、前部の２つの隔壁要素（８０２、８０４）は、ほとんど接触しないか又は全く接触しない可能性がある。他の実施形態では、２つの隔壁構成要素は、衝撃前及び衝撃中に互いに接触した状態を維持するような方法で接合され得る。いくつかの実施形態では、２つの前部隔壁構成要素は、２つの構成要素間の様々な相互接続点に重なるように設計された１つ又は複数のフランジ（８１８、８２０）を有し得る。例えば、一方又は両方は、隔壁要素とレールとの間の接続点を形成し得るような、レールの一部と重なるフランジ部分を有し得る。このような取り付けフランジは、前部及び後部の隔壁要素の両方に存在し得る。前後の隔壁要素の特定の設計を示しているが、隔壁の設計、重なり、レイアウト、接続及び／又は使用される材料は、安全要件に応じて変化し得ることを理解すべきである。他の正面衝撃要素と同様に、レール内に隔壁要素を使用することは、所望の安全要件を維持しつつ、乗員区画内の空間を最大限に利用することを含む電気自動車の多くの特性を活用するのに役立ち得る。

他の実施形態は、レール内に追加又は修正された隔壁要素を実装し得る。例えば、図８Ｂは、修正された隔壁構成要素８２２を有するレール要素の断面図を示す。いくつかの実施形態は、修正された隔壁内に移行点８１０又は曲げ点を組み込み得る。様々な実施形態において、修正された隔壁は、上部及び中間ボディレール（８１２及び８１４）間に延びることができ、それにより、レール内の衝撃吸収装置だけでなく、強化構成要素としても機能できる接続要素として作用する。いくつかの実施形態は、レールの長手方向軸に沿って延在する長手方向の隔壁８２４も使用し得る。他の実施形態では、長手方向の隔壁８２４は、潜在的な衝撃が発生する可能性があるレールのいずれか１つに配置することができる。さらに、多くの実施形態では、本出願に記載されているような車両プラットフォームに含まれるか又は省略され得る車両衝撃特徴が示されているが、このような特徴の様々な組み合わせが様々な車両設計に使用され得ることが理解されるであろう。

後部衝撃ゾーンを実装する実施形態
車両プラットフォームの一実施形態の全体的なフレームに関連して図５を参照し直すと、多くの実施形態は、後部衝撃からのエネルギーを吸収及び／又は偏向するように設計された後部圧潰レール５３３及び左右の後部フレームレール５２６を有する。後部衝撃は、移動若しくは停止している間に接近してくる車若しくは他の移動体又は静止体への後方移動など、様々な事象から生じる可能性がある。そのため、乗員区画を後方からの侵入から守ることは、前方からの侵入と同様に重要であり得る。これは、乗員スペースを最大化する車両プラットフォームの多くの実施形態に関連して特に当てはまる。前述したように、スペースの最大化は、適切な安全特徴を設計する際に独特の課題をもたらす短い前部及び後部ドライブトレイン区画を作り出す。前方及び後方部分５０４、５０６は、いくつかの実施形態では、安全性の向上を提供するために強化され得るが、車両動作の効率に劇的な影響を与える可能性のある追加の重量を伴わない。

ここで、図９Ａ及び図９Ｂを参照すると、後部フレームレールの一実施形態がいくつかの断面図で示されている。いくつかの実施形態では、車両全体の機能的構成要素に必要な強度を維持しながら、車両プラットフォームの全体的な重量を低減することが望ましい場合がある。いくつかの実施形態は、後部フレームレール９００の内側部分の長さに沿って複数の補強隔壁９０２を組み込み得る。実施形態による補強隔壁９０２は、２つの異なるシナリオでフレームレール９００を強化し、剛性を高めるのに役立ち得る。まず、車両の後部付近に位置決めされ得る隔壁９０２は、後部サスペンションシステムを支持するために、レール９００に追加の剛性及び強度を提供するように位置決めされ得る。さらに、最後部の隔壁は、後部衝撃からの衝撃エネルギーを吸収するのに役立つ剛性材料を追加することができる。同様に、後部フレームレール９００の長さに沿って前方に延在する他の隔壁９０８を、後部フレームレール９００に強度及び剛性を追加するために様々な間隔で位置決めすることができる。多くの実施形態による追加の隔壁は、後部レールに追加の強度及び剛性を追加して、後部衝撃時にレールの長さに沿った曲がり及び圧縮を最小限に抑えることができる。補強隔壁９０２は、レール９００の中心線に沿って位置決めされ得、外壁と内壁との間に挟まれ得ることが図９Ａ及び図９Ｂから理解され得る。隔壁の特定の配置が図示されているが、後部フレームレール９００内の隔壁の任意の構成は、車両の重量を劇的に増加させることなく、レールを強化し、剛性を高めるために使用され得ることを理解することができる。多くの実施形態において、隔壁は、打抜き、モールディング、鋳造及び／又は冷間及び熱間の両方の成形を含む様々な方法によって製造することができる。同様に、隔壁は、金属、炭素繊維、複合材等を含む様々な材料から作ることができる。

衝撃エネルギーは、衝撃時、様々な方法において且つ様々な構成要素を介して吸収することができる。したがって、全体を通して強調されているように、乗員区画の保護は、車両の安全特徴における重要な要素である。図９Ａ及び図９Ａに図示されており、後部フレームレールは、レール９００の長さに沿ってオフセットされた起伏９０５を有する。これは、図５に示すように、車両の前部の実施形態にも当てはまることができる。様々な実施形態による起伏９０４は、追加の機能的要素を支持するために車両プラットフォームに十分なスペースを提供しながら、乗員区画内のスペースを拡大するのに役立ち得る。しかしながら、起伏９０４は、フレームレール９００の長さに沿って応力点を作る可能性があり、追加の剛性を必要とする場合がある。従来の車両は、レールに厚みを加えることがある。しかし、プラットフォームの多くの実施形態は、重なる補強パッチ９０６を組み込み得る。補強パッチは、後部衝撃時にレール９００の補強材として機能することができる。追加された剛性は、多くの実施形態において、後部ドライブトレイン及び他の機能的構成要素が上に曲がって乗員区画に入るのを防止するのに役立ち得る。同様に、そのようなパッチは、後部衝突時にレールによって見られる座屈を低減するのに役立ち得る。多くの実施形態による補強パッチの成功例を図１０で示すことができる。示されるように、後部衝突をシミュレートした後のフレームの起伏には、小さい座屈領域又は最小の座屈が示されている。このような座屈の減少は、乗員区画への損傷の防止に関して非常に望ましいものである。多くの実施形態は、衝撃エネルギーの吸収を改善し、それにより乗員区画への衝撃の影響を低減するように機能する。これは、乗員にとってより安全な車両を保証するのに役立つ。さらに、多くの実施形態は、車両の後部のための車両衝撃特徴を示すが、それは、特定の車両設計で必要とされるように、そのような特徴の様々な組み合わせを含めるか又は省略できることが理解されるであろう。

区画化されたエネルギー貯蔵システムを実装する実施形態
車両プラットフォームの多くの実施形態で実装することができる構造的要素及び又は衝撃特徴の特定の配置に関わらず、車両プラットフォームは、例えば、ドライブトレイン構成要素、エネルギー貯蔵システム、ホイール（各ホイールはタイヤを有する）を備えたサスペンションシステム、操舵システム及び制動システムが取り付けられているなど、必要な機能的システム及び構成要素のすべてを支持するための剛性構造も提供し得る。ここでも、実質的に水平な車両プラットフォーム上面を達成するために、多くの実施形態は、これらの機能的システムを車両プラットフォームのオープンスペース全体に分散させ、図１１Ａ及び図１１Ｂに示されるように、車両プラットフォームフレームの最高点よりも実質的に高く延びるか又は突出しないように、そのような構成要素及びシステムを構成した。実質的により高いとは、車両のホイール及び／又はタイヤのいずれかの最頂部よりも大きい量として定義することができる。ここで、ホイールは、リム及びホイールハブのサイズによって定義される。タイヤは、ホイールの外周に配置されていると定義される。

具体的には、図１１Ａは、車両プラットフォーム１１００の中間ボディ空間１１０２の内部空間内に配置されたエネルギー貯蔵システム１１００（例えば、区画化されたバッテリパック）の実施形態を示す。図１１Ｂは、車両プラットフォーム１１００のプラットフォーム平面内に配置された前部及び後部サスペンションシステム１１０６の実施形態を示す。実装されているように、サスペンションシステム１１０６の実施形態は、車両プラットフォームのフレーム１１０８内又は車両ボディのホイール１１１０のプロファイル内にすべての機能的構成要素をパッケージングすることを可能にする。同様に、図１１Ｂに示すように、前部及び後部のモータ及びトランスミッション１１１２を含むすべてのドライブトレイン要素は、車両プラットフォーム１１００の前部１１１４及び後部１１１６におけるプラットフォーム平面の上昇した部分内に閉じ込められるように構成される。なお、図ではデュアルドライブトレインシステムが示されているが、実施形態は、シングル（前部又は後部）ドライブトレインを有する車両プラットフォームの実装を企図している。前述のように、そのような実質的に水平な上部車両プラットフォームは、内燃機関に典型的に見られるエンジン及びトランク区画など、密封された機械的、電気的等の区画を必要とせずに、取り付けられた車両ボディが、車両プラットフォームの長さに延びるボディ内に乗員エリアを組み込むことを可能にする。

車両プラットフォームの多くの実施形態は、図１１Ａ～図１２Ｆに示されたものと同様のエネルギー貯蔵システムを実装し得る。様々な実施形態は、図１１Ａに見られるように、エネルギー貯蔵システムを車両プラットフォームフレーム１１０８の中間ボディ内部空間１１０２内に位置決めし得る。車両の中間点及び車両の最下点にあるこのような配置は、いくつかの理由で有利である。ほとんどの代替燃料車（純粋な電気式又は燃料電池）のエネルギー貯蔵システムは、通常、車両の重量の大きい割合を占める。この重い構成要素を車両の中間部及びできるだけ地面に近いところに配置することで、車両の重心は、道路のより近くにシフトされる。この低い重心は、車両の操縦性を向上させる傾向がある。しかしながら、このようにエネルギー貯蔵システムを地面近くに配置すると、潜在的な危険性が生じる。燃料電池及びバッテリの両方で、電気自動車、エネルギー貯蔵構成要素は、衝突時又は格納容器への物体の侵入など、道路障害物に起因する衝撃で損傷すると、燃焼する可能性がある。この問題に対処するために、多くの電気自動車製造業者は、エネルギー貯蔵システムを一体型のシール前ユニットとして設計する。このユニットは、フレームの中間ボディ内部空間に挿入され、個別にシールされる。この二重外殻構造は、バッテリ区画に貫入するのに必要な力を増加させ、エネルギー貯蔵システム容器のフレームは、広いオープンフレーム内で剛性の横方向の安定化要素として機能し得る一方、その欠点は、このような容器を車両に含めると、エネルギー貯蔵システムの重量が大幅に増加し、最終的に車両の安全性の改善を最小限に抑えながら、車両の航続距離に悪影響を及ぼす可能性があることである。

車両プラットフォームの多くの実施形態によるエネルギー貯蔵システムは、設計及び使用の簡素化並びに電気自動車及び車両プラットフォームの様々な構成への全体的な適応性を促すために、様々な構造的及び機能的特徴を備えて設計される。様々な実施形態において、図１２Ａに示すように、車両プラットフォーム１２００は、ワイヤ及び／又はバス１２０４の適切な構成を介して一緒に、且つドライブトレインの他の要素と相互に接続された多数の別個のモジュール式車両バッテリ要素１２０２及びバッテリ支持システム１２０６（例えば、冷却、バッテリ切断及び電力管理構成要素）から構成される車両バッテリシステムエネルギー貯蔵システムを組み込む。これらのモジュール式車両バッテリ要素１２０２は、フレーム１２１０の構造要素及び車両フレームの上下（図１２Ｂの１２１２／１２１４）のカバープレートが組み合わさって、車両バッテリ要素のためのシール式バッテリ格納容器を直接形成するように、車両プラットフォームフレーム１２１０の中間ボディ空間１２０８内に配置される。実施形態に従い、エネルギー貯蔵システムの格納容器としてフレーム１２１０の要素を使用することにより、かなりの軽量化を実現することができる。

前述のように、従来の電気自動車が剛性容器内に配置されたエネルギー貯蔵システムを利用する理由の１つは、そうでなければ広い開放された中間セクションを有することになるであろう車両プラットフォームフレームに追加の構造的安定性を提供することである。実施形態は、フレーム１２１０に様々なクロスメンバ構造要素を統合することで、そのような剛性容器本体の損失に対処する。クロスメンバ構造要素は、車両プラットフォームの中間ボディの内部空間を多数の分離された内部空間に細分化する。これに関連して、クロスメンバ構造要素は、横方向のクロスメンバ１２１６及び長手方向のメンバ１２１８の両方を含む可能性があることに留意すべきである。構造要素の特定の構成が示されているが、十分なフレーム安定性が創出されるように、そのような構造部材の任意の数及び配置が実装され得ることが理解されるべきである。車両プラットフォームに追加の安定性を付与することに加えて、そのような内部構造部材は、後続のセクションで詳細に考察されるように、フレームのバッテリ区画内に配置されたバッテリ要素１２０２及び／又は支持構成要素１２０６の１つ又は複数のための支持要素及び車両プラットフォームに取り付けられた車両ボディ要素のための支持要素も提供する。

内部支持部材に加えて、車両プラットフォームは、電気自動車の構造的支持として機能するだけでなく、外部の損傷からエネルギー貯蔵システムを確実に保護することを促進するために様々な他の特徴を組み込み得る。例えば、いくつかの実施形態は、車両フレームのサイドレール１２１９に配置された追加の衝撃吸収構成要素（例えば、図示されていないクラッシュカン）を使用して、衝撃から生じるエネルギーを吸収又は方向転換することを組み込み得る。前部及び後部の構造部材１２２０も、上述した実施形態と同様に変形するように構成することができ、これにより前方及び／又は後方の衝突時のエネルギー貯蔵システムへの影響損傷を低減する。

さらに、多くの実施形態は、車両プラットフォームの下にある物体からエネルギー貯蔵区画を保護するために、図１２Ｂに示されているものと同様の底部カバープレート１２１４を使用し得る。いくつかの実施形態は、バッテリ格納区画への望ましくない侵入を防止するために追加の安全対策及び／又は装置を組み込み得る。例えば、従来のアプローチは、衝撃のエネルギーを完全に吸収するのに十分な厚さの底部カバープレートを設置することであり得る。しかし、この解決策は、高い質量というペナルティをもたらす。したがって、多くの実施形態は、図１２Ｃに示されるように、底部カバープレート１２１４が衝撃を受けたときにせん断されるように構成された、エネルギー貯蔵システム区画の下に取り付けられた犠牲的なせん断パネル／層１２２２を採用する。

実施形態による車両用バッテリ要素のモジュール性は、従来のモノリシックバッテリに比べて他の利点を与える。そのようなモジュール式バッテリの実装は、製造又は保守のいずれかの間にその構成を容易に調整することを可能にする。具体的には、モジュール性により、車両の機能に必要な蓄電のサイズと量に応じてエネルギー貯蔵量を調整することを可能にする。例えば、様々な実施形態は、エネルギー貯蔵システムに挿入されるバッテリモジュールの数を変えるのみで、車両の異なる航続距離のバージョンを作り出すことが可能になり得る。他の実施形態は、適切な機能のために追加のエネルギーを必要とする可能性のあるより大きいトップハット構成に追加のバッテリモジュールを使用することを可能にし得る。さらに、多くの実施形態におけるエネルギー貯蔵システムのモジュール性は、エネルギー貯蔵システム全体を取り外す必要なく、故障する可能性のある個々の要素を交換することを可能にし、それにより車両の寿命を通してバッテリ交換のコストを削減する。

実施形態に従って実装されたバッテリのモジュール性の別の利点は、個々のモジュール式バッテリ構成要素を要望通りに配向することができる能力である。したがって、多くの実施形態は、バッテリの効率を改善し、且つ車両プラットフォーム内のバッテリモジュールのパッケージングを改善又はより効率的にすることができる。図１２Ｄ及び図１２Ｅに示すように、多くの実施形態によるバッテリモジュール１２０２は、１つ又は複数の統合された冷却要素１２２４と一緒にパッケージ化することができる。冷却要素の実施形態の主な機能は、バッテリの温度を維持し、バッテリ要素からの熱を車両プラットフォームの他のシステム又はより広範な車両に伝達して再利用するための熱伝達手段として機能することである。しかし、車両プラットフォームの様々な実施形態では、それらは、二次的な構造構成要素として機能し得る。

具体的には、多くの実施形態によれば、冷却要素１２２４は、冷却及び／又は他の熱伝達要素の動作を支援するために使用することができる様々なチャネル及び熱プレート１２２８がその中に配置された細長い剛体１２２６を含む。これらの熱伝達要素及びバッテリ支持プレートは、極めて剛性が高く、典型的には熱伝達を促進するために金属から作られる。したがって、様々な実施形態において、例えば図１２Ａに示すように、バッテリモジュール１２０２は、これらの剛性冷却要素１２２４が二次的な構造要素として機能し得るように様々な幾何学的形状で配向することができる。具体的には、図１２Ａに示すように、エネルギー貯蔵システムの前部及び後部のバッテリモジュールは、潜在的な前部又は後部の衝撃によるエネルギー貯蔵システムへのフレーム１２１０の変形に対する構造要素として機能するように、車両プラットフォームの長手方向軸１２３０に幾何学的に平行に配置される。対照的に、エネルギー貯蔵システムの中央部分内に配置されたバッテリモジュール１２０２は、車両の長手方向軸１２３０に対して幾何学的に横向きに配置されているため、側面衝撃の場合、バッテリモジュールは、車両プラットフォームフレームのさらなる横方向の構造的支持体として機能することができる。いくつかの実施形態では、そのようなバッテリモジュールを配置することにより、十分な追加の安定性を提供することができる。それにより、内部構造フレーム要素１２１６／１２１８の除去が可能になる。したがって、車両重量をさらに低減し、車両プラットフォームフレーム内に配置可能なバッテリモジュールの数を増加させることができる。

図１２Ｆは、従来のバッテリ区画と、車両ボディの隣接するフレームワークとを示す図である。従来、追加の側面衝撃吸収装置が組み込まれていないことが分かる。電気自動車の場合、側面衝突（特にポール衝撃）時にバッテリを保護することは、利用可能な圧潰スペースを考えると困難である。さらに、効率的な軽量化を実現することは、さらに困難である。例えば、多くの自動車会社は、衝撃エネルギーを吸収するために非常に重い長手方向のビームを有するロッカーを組み込むことでこの問題に対処している。これらのビームは、高価で重く、非常に高い減速度をもたらす。

多くの実施形態によれば、例えば、側面衝撃エネルギー吸収装置など、様々な安全特徴は、車両ボディへの取り付け時に車両プラットフォームと一体化するように設計され得る。そのような実施形態では、側面衝撃吸収装置は、車両ボディの内壁と車両プラットフォームフレームの外壁との間に置かれるように配置することができる。側面衝撃吸収装置の実施形態は、側面衝撃時、バッテリ区画を損傷から保護するように設計される。

バッテリ要素自体の構造に注目すると、実施形態によるバッテリ要素は、様々な形態（例えば、鉛蓄バッテリ、ニッケル金属水素（ＮｉＭＨ）、Ｚｅｂｒａ（高温塩）、リチウムイオン及びリチウムポリマー）等で構成され得る。バッテリの選択は、電気自動車の所望の用途に加えて、潜在的な環境リスクに基づいて変化し得ることが理解されるであろう。さらに、多くの実施形態では、車両プラットフォームの実施形態内にエネルギー貯蔵システムを呈しているが、このようなシステムとその構造的及び機能的構成要素の様々な組み合わせは、車両プラットフォームの多くの実施形態に含まれる様々な設計に含めるか又は省略できることが理解されるであろう。

車両ボディ結合部を実装する実施形態
実施形態において、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、車両フレームは、取り付けられたボディを支持するようにさらに構成することができる。車両ボディの実施形態は、図１３Ｂに示すように、複数の相互接続された耐荷重結合部１３０２を介して車両プラットフォームフレーム１３００に柔らかく又は固く取り付けることができる。図１３Ｂに示すように、車両フレーム結合部１３０２は、車両ボディ１３０６上の結合部１３０４と協働し、共に車両ボディを車両プラットフォームに物理的に相互接続するように機能する。適切な結合部の実施形態は、例えば、ボルト、ねじ、ラッチ等などの解放可能な結合部と、溶接フランジ又はリベット面などの解放不可能な結合部とを含む任意の形態を取り得る。様々な実施形態において、結合部は、関連するボルト穴を有する協働ブラケットを含む。図１３Ｃ及び図１３Ｄは、車両ボディ結合用金具の様々な実施形態を示す。示されているように、結合部は、車両プラットフォーム上の対応する結合部と相補的に係合するように構成された１つ又は複数のブラケット設計１３０８から構成され得る。他の実施形態では、結合部は、関連する取り付けブラケットを覆うための１つ又は複数の結合部キャップ１３１２も組み込み得る。

上記の図１１Ａ及び図１１Ｂの考察を再び参照すると、機能的システム及び構成要素（例えば、ドライブトレイン、エネルギー貯蔵、操舵、制動システム等）は、車両プラットフォームの全体的な垂直高さを最小化し、実質的に水平な車両プラットフォーム上面（例えば、車両プラットフォームフレーム及びその中に配置された機能的システム及び構成要素の上向きの輪郭に沿った面）を維持するように、車両プラットフォームのフレーム内に構成及び位置決めされる。図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、実施形態による車両ボディは、上向きの車両プラットフォーム輪郭１３１６の露出した輪郭に実質的に従うように構成された対応するボディ下面１３１４を有する。

示されていないが、車両プラットフォーム及び組み合わせ可能な車両ボディの実施形態は、車両プラットフォームの様々なシステム及び構成要素の制御及び機能を可能にするために必要な相補的な機能的コネクタ（例えば、機械的、電気的、流体的等）も含むことが理解されるであろう。そのようなコネクタは、様々な実施形態によれば、基部又はプラットフォームと車両ボディとの間を切り離すように構成される。換言すれば、制動及び操舵などのための接続は、２つの車両構成要素間で機械的に切り離すことができる。様々な実施形態において、１つ又は複数の電気コネクタは、電力コネクタ（例えば、車両プラットフォームと車両ボディとの間で電力を伝送する）及び信号導管（例えば、車両プラットフォームと車両ボディの機能的システムとの間で制御信号又は情報信号を伝送する）として機能し得る。そのような電気コネクタの実施形態は、１つ又は複数の電気配線を他の電気配線と接続するのに適した任意の装置を含み得る。様々な実施形態では、１つ又は複数の流体コネクタ又は排出口が車両プラットフォームと車両ボディとの間に配置されて、その間の液体又は気体の流れを可能にし得る。また、多くの実施形態では、車両プラットフォームと車両ボディとの間で物理的な制御を伝達するように構成されたより機械的な１つ又は連結部も含み得る。多くの実施形態では、車両ボディ及びプラットフォームは、機械的な制御連結部が使用されないように構成される。特定の実施形態では、「コントロールバイワイヤ」接続を利用することができ（例えば、ステアバイワイヤ、ブレーキバイワイヤ等）、機械的な制御連結部の必要性をさらに低減又は排除する。バイワイヤシステムは、制御信号の伝送によって特徴付けられ、車両プラットフォームと車両ボディとの間で制御信号を介して電子形式の制御信号を受信して応答するように構成されたシステムを含む。当技術分野で知られているであろう多くの適切なバイワイヤシステムをこのような実施形態で使用することができる。

様々な実施形態において、プラットフォーム／ボディの結合部及び必要な機能的システムの結合部に加えて、実施形態は、車両ボディ内の要素（例えば、乗員用座席又は他の室内要素）を車両プラットフォームフレームの上面に直接相互接続するための固定点を実装する。そのような相互接続の実施形態は、図１４Ａ及び図１４Ｂに示されている。示されているように、様々な実施形態において、車両プラットフォームフレーム１４００は、基礎となる構造部材上に配置されたアタッチメント点１４０２を組み込むことができる。様々な実施形態では、これらのアタッチメント点は、車両ボディ内に位置決めされた要素と協働して係合し得るように、車両プラットフォームフレームの上部カバープレート１４０４に形成された開口部を通過する。そのような実施形態では、車両プラットフォームの上部カバープレート１４０４が車両ボディの床又は底部としても機能するか、又は図１４Ｂに示すように、車両ボディが別個の床を有する場合、車両プラットフォームへの車両ボディ内部の要素（例えば、座席、コンソール等）の直接的な係合を可能にするために車両ボディの底部床１４１０を通過する協働的なアタッチメント点１４０６が車両ボディ１４０８上に配置される。アタッチメント点自体は、例えば、関連するボルト穴を有するブラケット、溶接フランジ、リベットプレート等を含む、車両ボディ要素のための安全な取り付け点を提供するのに適した任意の形態を取ることができる。

そのような実施形態は、車両プラットフォーム自体内にそのようなアタッチメント点を統合することにより、車両ボディの重量及び複雑さを大幅に低減することができる、単純化された汎用的に適応可能な車両プラットフォームを可能にする。しかし、アタッチメント点は、潜在的に危険な状態を防止するために特別に設計されなければならない。エネルギー貯蔵システムの考察を参照し直すと（例えば、図１２Ａ～図１２Ｆを参照されたい）、考察したように、エネルギー貯蔵システムを含む区画は、一般的に外部環境からシールされるべきである。従来の電気自動車の設計では、独立してシールされたバッテリ容器を使用することでこの問題に対処している。このバッテリ容器は、容器が配置されたフレームの内部空間にどのような構成要素が貫入する可能性があるかに関わらず、保護層を提供している。しかしながら、本発明の多くの実施形態では、フレームの構造要素及び上下のカバープレートは、エネルギー貯蔵システムを外部環境からシールする唯一の容器として動作するように構成される。したがって、上部カバープレートを通過してこのエネルギー貯蔵システムの区画に貫入するアタッチメント点を有することは、問題となり得る。図１５Ａ及び図１５Ｂに関連して考察されるように、多くの実施形態では、シール要素としても機能するフレームアタッチメント点１５００を組み込む。

図１５Ａに示すように、アタッチメント点１５００の様々な実施形態は、車両フレームの基礎となる構造支持体１５０２に取り付けられるように構成される。先に図１４Ａに示したように、これらのアタッチメント点は、次に、フレームの上部カバープレート１４０４に配置された協働穴を介して上方に延びる。これらの穴を介してエネルギー貯蔵システム区画が環境にさらされることを防止するために、アタッチメント点は、上部カバープレートとアタッチメント点との組み合わせがエネルギー貯蔵システム区画をシールするように構成される。

図１５Ｂは、多くの実施形態によるシール可能なアタッチメント点の実施形態を示す。示されているように、様々な実施形態において、アタッチメント点１５００は、車両フレームの構造部材１５０２と相互に接続され、上部カバープレートの周縁部１５０８がアタッチメント点の側面に隣接して配置されるように、フレームの上部カバープレート１５０６の穴１５０４を通して上向きに延びる。車両プラットフォームの要素がこの構成で配置されると、アタッチメント点１５００の外側輪郭に協働的に係合するように構成されたシールキャップ１５１０は、シールキャップがアタッチメント点１５００を覆い、上部カバープレート１５０６の周縁部１５０８と重なるように配置される。このようにして所定の位置に固定されると、アタッチメント点、上部カバープレート及びシールキャップの層は、エネルギー貯蔵区画を環境からシールするように機能する。アタッチメント点及びシールキャップの実施形態は、全体的な要素の周りを円周方向に延在し、カバープレートの穴１５０４の周縁部１５０８を固定してシールする役割を果たす一体型のフランジ（それぞれ１５１２及び１５１４）を有し得ることが理解されるであろう。様々な実施形態によるシールキャップ１５１０は、アタッチメント点に別個に接合される単一の要素であり得る。溶接又は追加の接合材料の使用を含む様々な方法が接合を達成するために使用され得る。いくつかの実施形態では、シールキャップは、フレームの構造支持体に固定された１つの部品であるように、アタッチメント点及び上部カバープレートと共形成され得る。

次に、図１５Ｃ及び図１５Ｄを参照すると、いくつかの実施形態では、上部プレート１５０６は、シールキャップ１５１０のフランジ１５１４と重なり得る。換言すれば、いくつかの実施形態は、上部プレート１５０６が位置決めされる前に、シールキャップ１５１０をアタッチメント点１５００の上に配置し得る。したがって、いくつかの実施形態では、上部プレート１５０６は、バッテリ区画だけでなく、アタッチメント点もシールするシールプレートとなることができ、バッテリ区画への望ましくない露出を防止する。これは、トップハット構成要素の取り外し及び／又は取り付け中にバッテリ区画への露出を防止するために、多くの実施形態に当てはまり得る。多くの実施形態は、１つ又は複数のトップハット構成に適応するように構成され得るため、トップハットのあらゆる種類の交換又は単純な保守でさえバッテリ区画への潜在的な露出を生じさせるであろうと考えるのが妥当である。したがって、多くの実施形態では、使用可能なアタッチメント点を可能にし、且つバッテリ区画のシール性をなおも維持するために、前述の取り付け／シール技術の１つ又は複数を採用し得る。さらに、多くの実施形態では、ボディ１５１６の底部又は床が車両フレームワークの上に配置されるとき、さらなるシール又は保護を追加することができる。多くの実施形態では、追加のシール要素１５１８を使用して、アタッチメント点１５００内及びその周辺の継ぎ目をシールすることができる。シール要素１５１８は、異なる構成要素間のシールを提供する接着剤又は発泡体などの様々な材料であり得る。

車両ボディへの接続の数及び種類に関わらず、多くの実施形態によれば、相補的な接続構成要素は、位置修正なしに製造中に互いに整列するように構成されることが理解されるであろう。様々な実施形態では、一部又はすべての相互接続部（例えば、機械的、構造的、電気的等）は、要素のわずかなずれを修正できるように移動可能であり得る。さらに、実施形態による車両プラットフォームは、複数の車両ボディと共に使用されるように構成されるため、車両プラットフォーム又は車両ボディの一方又は両方が、冗長な又は使用されない結合部又はアタッチメント点を有し得ることが理解されるであろう。さらに、多くの実施形態では、車両プラットフォーム及び関連する車両ボディのための接続点が示されているが、車両接続点の様々な組み合わせは、様々な車両プラットフォーム設計及び又は複数の構成要素を接合するために使用される様々な設計で使用できることが理解されるであろう。

サスペンションシステムの実施形態
車両のサスペンションシステムは、車両の全体的な機能にとって極めて重要なものであり得る。低性能サスペンションシステムは、他の構造及び特徴に損傷を与える可能性がある一方、適切に調整されたサスペンションシステムは、車両の寿命を確保することができる。電気自動車製造業者は、様々な方法でサスペンションシステムを代替燃料車とパッケージ化してきた。その多くは、ストラット、コイルスプリング又はブッシュを実装する従来型のサスペンションシステムを採用している。これらのサスペンション設計の欠点は、フォルクスワーゲン（図１６Ａ）及びテスラ（図１６Ｂ）の車両プラットフォームの画像に示されているように、車両の基礎となるプラットフォームのフレーム内にパッケージ化することが困難であることである。本開示による車両プラットフォームの多くの実施形態では、車両プラットフォームの上に固く取り付けられた車両ボディを実装することにより、サスペンション設計の課題が増加する。そのような固い取り付けは、車両プラットフォームと車両ボディとの間にバルクブッシュを導入する必要性（そのような要素を車両ボディの内部空間に侵入させる必要がある）を取り除く。しかし、そのトレードオフは、そのようなボディ／シャーシの相互接続によってもたらされる乗り心地とロールとの両方の問題に対処するためにサスペンションに膨大な要求が課されることである。

車両プラットフォームの実施形態によるサスペンションシステムは、複雑さを最小限に抑えて車両プラットフォームの制約内でパッケージ化できるように構成される。様々な実施形態によれば、スケートボード構造のサスペンションシステムは、ホイールのそれぞれに対する独立型サスペンションシステム又は車両の前部又は後部のいずれかの２つのホイール間でまとめて動作する従属又は半独立型サスペンションシステムを含む様々な形態を取り得る。そのような多くの実施形態では、乗り心地用スプリング及びロール防止スプリングの両方の役割を果たす横方向に取り付けられたリーフスプリングを組み込んだダブルウィッシュボーン式独立型サスペンションを実装して、車両プラットフォームの平面の上方に延びるであろう追加のコイルスプリング又はストラットの必要性を回避し、いくつかの実施形態では追加のロール防止バーの必要性を排除し得る。

図１７Ａ～図１７Ｃは、そのようなサスペンションシステムの特定の実施形態を示す。示されているように、様々な実施形態において、車両プラットフォーム１７００のフロントサスペンション制御アームシステムは、ホイールマウント１７０４の周りに配置されたダブルウィッシュボーン構造１７０２を含む。ダブルウィッシュボーン構造は（図１７Ｂに見られるように）、一般に、上部ウィッシュボーン支持アーム１７０６及び下部ウィッシュボーン支持アーム（図１７Ｃの要素１７０８）と、２つのウィッシュボーン間に取り付けられたダンパ１７１０とを含む。理解されるように、２つのウィッシュボーンアーム１７０６／１７０８は、フレームに対するウィッシュボーンアームの相対的な垂直方向の移動を可能にする回動接続部１７０７（上側）及び１７０９（下側）の対を介して一端がプラットフォームフレーム１７００に固定され、回動可能に接続される。ウィッシュボーンアームは、車両を操舵するために適切な制御要素によってステアリングナックルが相対的に回転することができるように、回転コネクタ１７１２及び１７１４（それぞれ上側及び下側）を介してステアリングナックル又はホイールマウント１７０４に回転可能にさらに接続される。これらの接合を組み合わせることにより、ホイールは、互いに独立して動き、車両に誘導を提供し得る。実施形態では、ホイールごとに少なくとも１つのダンパ１７１０は、ステアリングナックルの垂直方向の動きを減衰させて、ウィッシュボーンアームを介して車両に伝達される路面の衝撃及び振動を低減するように、下部ウィッシュボーンアーム１７０８とフレーム１７００との間に確実に配置される。

ダブルウィッシュボーンサスペンションの構成は、当技術分野で知られているが、車両プラットフォームの平面から外れたサスペンション要素の位置を最小化するような方法で、実施形態による車両プラットフォーム上にそのようなサスペンションシステムを統合することは、これまで記載されていない。多くの実施形態によれば、図１７Ｄ及び図１７Ｅに示すように、フロントサスペンションに割り当てられた空間内に上部ウィッシュボーン支持アーム１７０６をパッケージするために、上部ウィッシュボーン支持アームの回動式相互接続部は、関連するフレームレールのボディによって定められる垂直面内に位置付けられる。一実施形態では、図１７Ｄに示すように、上部ウィッシュボーン支持アーム１７０６の前方回動式相互接続部１７１６は、車両プラットフォームのフレームレール１７００に形成された受入れ開口部１７１８内に配置される一方、後方回動式相互接続部１７２０は、フレームレールボディ１７００の切り欠き部１７２２内に部分的に配置される。したがって、多くの実施形態では、上部ウィッシュボーン１７０６は、ウィッシュボーンの前部及び後部の両方でブラケット１７２４に接続されるように構成される。いくつかの実施形態では、フレームレールボディ１７００の周囲を越えて位置決めされるそのようなブラケット１７２４が提供される。実施形態に従い、前部上部ウィッシュボーン支持アームの回動点をフレームレールボディ内に車内に移動させることにより、そうでない場合に可能であろうよりもコンパクトなサスペンションシステム形状を実現することができる。それにより、プラットフォーム平面内にサスペンションシステムを統合することが可能になる。図１７Ｅは、フロントダンパ１７１０の上部接続点も示す。多くの実施形態によれば、様々なアタッチメント点／開口部／ブラケットは、当技術分野で知られている様々な方法で製造することができる。さらに、それらは、適切な様々な方法で、フレームワーク上の様々な地点に取り付けることができる。

示されているように、実施形態において、ダンパ１７１０は、車両プラットフォームの上面よりもわずかに上に延び、車両プラットフォームの上面よりも上にアタッチメント点１７２８を提供する１つ又は複数のブラケット１７２６に取り付けることができる。また、他の実施形態では、フレームの上面の下にあるか、又はブラケットを車両プラットフォームフレームの側面に取り付けることを可能にする二次的なアタッチメント点１７３０を有するブラケットを有し得る。いくつかの実施形態は、フレームの上面を越えて延びるブラケットを提供するが、多くの実施形態に準拠すると、サスペンションシステムのいかなる部分も車両ホイールの上部周囲を越えて延びない。したがって、実施形態によるサスペンションシステムは、従来のシステムに比べて大幅にコンパクト化される。図１７Ｆ及び図１７Ｇに見られるような他の実施形態では、車両フレームワークの横側にあるアタッチメント点１７３２を可能にし得るブラケット１７３０を利用する。そのような実施形態は、サスペンションシステム全体が依然として低プロファイルの車両プラットフォームフレームワーク内に構成され得るように、低プロファイルのブラケット１７３０を提供する。

このコンパクトな形状を達成するために、ストラット又はコイルスプリングの必要性を排除することも必要である。これは、これらのバルク要素が、（図１６Ａ及び図１６Ｂに描かれた従来技術のシステムによって示されているように）プラットフォーム平面をはるかに越えてサスペンションシステムの一部を延長する必要があるであろう形状に典型的に配置されているためである。したがって、多くの実施形態では、独立型サスペンションシステムを相互に接続する追加のサスペンション構成要素を組み込む。例えば、様々な実施形態では、横方向リーフスプリングを実装してホイールを相互に接続し、乗り心地用スプリング及びロールスプリングの両方の機能を提供し、それにより追加のコイルスプリング又はストラット及びロール防止バーの必要性を同時に回避する。図１８ａは、横方向リーフスプリング１８０２がサスペンションシステムに組み込まれている車両プラットフォーム１８００の下側の一実施形態の図を提供する。示されているように、横方向リーフスプリング１８０２は、右及び左の下部ウィッシュボーンアーム１８０４にまたがり、それと相互に接続される。また、横方向リーフスプリングは、リーフスプリング１８０２の長さに沿って配置された２つ以上の回動又はアタッチメント点１８０６で車両プラットフォームのフレームと相互に接続され得る。図１８Ａで提供される図において、回動点の１つは、図１８Ｂ及び図１８Ｃに関連してさらに記載されるカバー要素１８０８によって視界から遮蔽されていることに留意すべきである。また、横方向リーフスプリングを実装する実施形態は、ロール防止バーを省略し得るが、図１８Ａに示すように、追加の安定性が望まれる実施形態により、ロール防止バー１８１０が含まれる可能性もあることに留意すべきである。

次に、図１８Ｂ及び図１８Ｃに移動すると、多くの実施形態に従い、リーフスプリング１８０２は、回動点１８０６で車両プラットフォーム１８００のフレームに取り付けられることができる。様々な実施形態では、カバープレート１８０８を使用して、回動点を生じ得る損傷から保護し得る。いくつかの実施形態では、カバープレート１８０８は、複数のアタッチメント点１８１２でフレームに取り付けられる。カバープレート１８０８の特定の実施形態が示されているが、様々な設計が使用され得ることを認識することができる。さらに、いくつかの実施形態は、別個のカバープレートを利用しなくてもよく、リーフスプリング１８０２及び回動点１８０６の設計内に統合された保護カバーを有し得ることも理解されたい。例えば、いくつかの実施形態は、リーフスプリング１８０２を車両フレームに取り付けるのを補助する取り付けツールとして機能し、同時に回動点１８０６をカバーして保護するカバーとして機能するカバーを有し得る。図１８Ｄは、いくつかの実施形態によるリーフスプリング１８０２及び関連する回動点１８０６とカバープレート１８０８との相互接続の断面図を示す。

次に、図１９Ａ～図２０Ｃを参照すると、リーフスプリングタイプのサスペンションシステムを他の構成要素及び車両プラットフォームフレームに接続する様々な実施形態がさらに示され得る。例えば、図１９Ａは、ホイール１９０６を接続することができるホイールナックル１９０４に接続されたリーフスプリング１９０２を有するホイールアセンブリ１９００の実施形態を示す。様々な実施形態において、リーフスプリング１９０２は、接続機構１９０８を介してナックル１９０４に接続することができる。いくつかの実施形態では、接続機構は、ゴムブッシュであり得る。しかし、他のものは、ボールジョイントを使用し得る。様々な接続機構があることを理解することができる。そのような取り付け方法及び構成の実施形態は、ホイール案内機能を引き継ぐことができる、制御アームとして機能する横方向リーフスプリングを提供することができる。したがって、そのような実施形態は、リーフスプリング１９０２がホイールの力及び動きを打ち消すことを可能にすることができる。いくつかの実施形態では、追加の制御アーム１９１０をリーフスプリングと組み合わせて使用することができる。これは、全体的な車両プラットフォーム及び関連するボディ又はトップハットの様々な実施形態で発生する可能性のある増加した負荷要件を説明することができる。さらに、多くの実施形態は、リーフスプリングを車両プラットフォームフレームワークに取り付けるための修正された回動／アタッチメント点１９１２を組み込み得る。

調整可能性及び適応性は、車両プラットフォームの多くの実施形態において十分に統合された構成要素である。したがって、サスペンションシステムの接続は、車両プラットフォーム及び関連するボディの多様な実施形態に基づいて適応させ得ることを理解することができる。図１９Ｂは、図１９Ａと同様のホイールアセンブリの実施形態を示すが、制御アーム１９１０の構成が改善されている。例えば、制御アーム１９１０は、コネクタプレート１９１４を介してリーフスプリング１９０２に接続することができる。多くの実施形態において、コネクタプレート１９１４は、ホイールアセンブリのナックル部分１９０４と同様に、リーフスプリング１９０２への接続を提供することができる。様々な実施形態において、異なる構成要素間の接続は、ブッシュ、ボールジョイント、ヒンジ又はホイールの機能を適切に制御することを可能にする任意の方式の接続であり得る。ホイールアセンブリ１９００との接続に加えて、制御アーム１９１０は、独立した接続点１９１６を介して車両フレームワーク（図示せず）に接続することができる。様々な実施形態によれば、独立接続点１９１６は、ブッシュ、ボールジョイント、ヒンジ又は任意の様々な適切な接続装置であり得る。車両プラットフォームの多くの実施形態の改善された適応性により、制御アーム１９１０と他のサスペンション構成要素との間の接続は、上述のように移動可能であり得るが、車両プラットフォーム及び関連するボディの最終的な機能性要件に基づいて剛性又は半剛性であり得ることを理解することができる。

図２０Ａ～図２０Ｃは、リーフスプリング構成要素を車両プラットフォームフレームワークに接続するために使用することができる接続機構の様々な実施形態を示す。そのような多くの実施形態は、図１８Ａ～図１８Ｄの回動／アタッチメント点に関連して前に考察したカバー又は他の要素と組み合わせて使用することができる。図２０Ａは、リーフスプリング２００２が使用中に回転又は屈曲することができる回動点としても機能する取り付け点２０００の上面図及び側面図を示す。多くの実施形態によれば、取り付け点２０００は、ブッシュ２００４の中心軸２００６がリーフスプリングの長手方向軸に垂直であり、且つリーフスプリング２００２の優勢な運動面に垂直であるように、リーフスプリング２００２の両側に配置された円筒形ブッシュ２００４を有し得る。様々な実施形態において、ブッシュ２００４は、スプリング２００２に接続されるブラケット２００８によって支持され得る。いくつかの実施形態では、ブッシュのコアは、ブラケット２００８のボディに固定することができるクレビス２０１０によってブラケットに接続することができる。

いくつかの実施形態では、リーフスプリング２００２は、図２０Ｂ及び図２０Ｃに見られるように、対応する取り付けブラケット２０１４とインタフェースする台形セクション２０１２を有し得る。台形セクション２０１２は、多くの実施形態において、取り付けブラケット２０１４を介して横方向の力を伝達するために使用することができる。様々な実施形態において、取り付けブラケット２０１４の位置は、クランプ機構２０１６の使用を通してさらに保証することができる。リーフスプリング２００２に沿った所望の位置にアタッチメント点２０００を保持するために、任意の数のクランプ機構２０１６を様々な実施形態で使用できることを理解すべきである。

実施形態によるサスペンションシステムにリーフスプリングを組み込むことの１つの利点は、車両プラットフォーム及び関連する車両ボディの所望の乗り心地及びロール剛性を提供するために、様々な方法でスプリングを適応させ得ることである。この適応性により、車両プラットフォームの様々な実施形態で様々な車両ボディ又はトップハットの設計に対応することが可能になり得る。図２１は、例えば、車両プラットフォーム２１００上のサスペンションシステムの断面図を示す。回動点２１０２をリーフスプリング２１０４に沿った異なる位置に位置決めして、リーフスプリングの柔軟性及び動きを調整することができる。それにより、この調整可能性は、車両が直面する可能性のある多数の異なるシナリオに対応するための制御手段として機能することができる。いくつかの実施形態では、回動点２１０２の位置は、リーフスプリングの回動点間の距離を変更することによって達成することができる。例えば、回動点２１０２は、リーフスプリング１２１０４の長さに沿った様々な位置２１０６に位置決めされ得る。多くの実施形態において、回動点２１０２の位置を変更することは、乗り心地及びロール剛性を増加又は減少し得る。したがって、これは、所望の性能を達成することができる各回動点２１０２の所望の空間範囲内で行うことができる。リーフスプリング２１０４の端部２１０８の下部ウィッシュボーンアーム２１１０への取り付けの形状を変更することにより、さらなる調整を行い得る。実施形態によるそのような調整可能性は、異なる重量及び所望の運転特性を有する広範な異なる車両ボディにわたって共通のリーフスプリングを使用することを可能にし得る。

考察してきたように、横方向リーフスプリングのアタッチメント点の調整可能性は、車両の所望の乗り心地及びロール剛性を維持できるようにするために、サスペンションシステムの全体的な応答に、単純でありながら劇的な効果をもたらすことができる。図２２は、例えば、本発明の実施形態によるリーフスプリングの断面図を示す。リーフスプリング２２０２は、多くの実施形態において、リーフスプリング２２０２の特定の移動包絡線２２０４を有し得る。移動包絡線２２０４は、スプリングの材料、端部２２０６の取り付け位置並びにスプリング２２０２の長さに沿ったアタッチメント点又は回動点２２０８などの様々な要因によって決定することができる。図２２は、取り付け範囲２２１０内の取り付け／回動点２２０８の位置の変化がリーフスプリング２２０２の移動包絡線２２００にどのように影響するかも示す。最も内側の取り付け点２２０８は、最も低い乗り心地及びロール剛性を提供する一方、最も外側の取り付け点２２０６は、リーフスプリングの実施形態内で最も高いロール及び乗り心地剛性を提供する。リーフスプリングの実施形態は、乗り心地及びロール剛性を修正するために、取り付け点をある程度調整できる共通の設計であることが好ましいことに留意されたい。したがって、内側取り付け点２２０８は、使用するボディ派生体に応じて全体の乗り心地及びロール剛性を調整するために、リーフスプリング２２０２の長さに沿って長手方向に所望の範囲２２１０内で調整することができる。

多くのボディ派生体は、寸法及び重量の変化を伴うため、一方のボディが取り外され、他方のボディが車両プラットフォームに取り付けられると、車両の全高が影響を受ける可能性がある。したがって、調整可能なサスペンションシステムに対する要望及び必要性が高まっている。しかしながら、ボディの変化に応じて車高が変化するのをそのままにしておくと、車両の全体的な効率に著しく影響する可能性がある。例えば、地上高に影響が出て、車両の足回りに損傷を与える可能性がある。さらに、車両の空力特性にも悪影響を及ぼし、電気自動車の航続距離が大幅に短くなる可能性がある。したがって、多くの実施形態は、変化に伴うサスペンションの応答性を向上させることができる追加の特徴を組み込み得る。例えば、図２３Ａは、ボディ又はトップハット特有のスペーサ２３０２を組み込んだサスペンションシステムのホイールアセンブリ２３００の断面図を示す。ボディ特有スペーサ２３０２は、使用されるボディに応じて様々な高さを有することができる。例えば、アクスル重量のキャパシティに達するボディは、最も外側の取り付け点２３０８で制御アーム構造２３０４とリーフスプリング２３０６との間の距離を橋渡しするために最大のスペーサを必要とし、これによりリーフスプリング２３０６が所望の移動包絡線内で動作することを促進する。対照的に、最小のアクセル重量をもたらすボディは、最小のスペーサを必要とするであろう。いくつかの実施形態では、スペーサ２３０２は、高さが５０ｍｍまでのサイズであり得る。他の実施形態は、スペーサを必要としない場合がある一方、車両全体の構成に基づいて大きくなる場合もある。例えば、ピックアップトラック又はバンのようなより大きいトップハットを有するより重い車両は、サスペンションシステムの追加された動きに対応するためにより大きいスペーサを必要とする場合がある一方、より小さいスポーツセダンと同様の車両構成では、スペーサの使用を全く必要としない場合がある。多くの実施形態において、スペーサは、外側取り付け点と制御アームアセンブリ２３０４との間の接続として機能することができる。また、多くの実施形態において、スペーサは、車両に最良の全体的な乗り心地を提供するために、サスペンションシステムの必要な／望ましい張力を維持することを促進することができる。

ここで、図２３Ｂ～図２３Ｇに移動すると、サスペンションシステムの高さを調整するためのスペーサ及びスペーサシステムの実施形態を見ることができる。図２３Ｂは、制御アーム構造２３０４に接続されるリーフスプリング２３０６を有するサスペンションシステムの一部の実施形態を示す。様々な実施形態において、スプリング２３０６は、前述したように、ブッシュ２３１０及びスペーサ２３０２によって接続され得る。多くの実施形態によるスペーサ２３０２は、車両全体の構成の様々なタイプを考慮して調整可能である。例えば、図２３Ｃ及び図２３Ｄは、機械的な調整機構を介して高さを調整することができるスペーサ２３０２を示す。いくつかの実施形態におけるスペーサ２３０２は、長手方向軸２３１６に沿って互いに協働的に係合するように設計された外側チューブ２３１２及び内側チューブ２３１４を有し得る。外側チューブ２３１２は、ブッシュ２３１０に接続され得、図２３Ｄに示すように内側チューブの外側部分を取り囲む。さらに、前記実施形態は、外側チューブ２３１２と内側チューブ２３１４との間に配置されたねじ２３１８を有し得る。

多くの実施形態では、内側チューブ２３１４は、ナット又はねじに接続された他の装置などの回転装置２６２０に接続することができる。回転装置２３２０は、スペーサの高さを調整する機能に適した六角タイプのプロファイル又は他のプロファイルを有し得る。様々な実施形態によれば、回転装置２３２０の回転は、長手方向軸に沿って内側チューブ及び外側チューブの延び又は分離を駆動し、それによりスペーサ２３０２の全体的な高さを増加させることができる。様々な実施形態によれば、スペーサの高さは、スプリング及びブッシュの構成によって阻止又は制限することができる。このような実施形態によれば、使用可能な車両ボディの多くの実施形態に応じて、スペーサの高さを容易に調整することができる。さらに、サスペンションシステムの他の構成要素が使用と共に摩耗するのに伴って経年的に発生し得るスペーサの整備を容易に行うことができる。

ここで、図２３Ｅ及び図２３Ｆを参照すると、調整可能なスペーサの他の実施形態を見ることができる。例えば、いくつかの実施形態は、ギア駆動装置２３２４に接続されたモータ２３２２を組み込み得る。多くの実施形態では、ギア駆動装置２３２４は、図２３Ｃ及び図２３Ｄに示されるような回転装置の代わりとなるか又はそれと均等である。様々な実施形態において、ギア駆動装置２３２４は、１つ又は複数のギアであり得る。いくつかの実施形態では、モータ２３２２は、その回転がねじを回転させ、内側チューブと外側チューブとの分離を駆動するようにギア２３２４をターン又は回転させるように構成することができる。いくつかの実施形態では、モータは、制御アーム２３０４に接続され得、制御アーム２３０４の上又は下のいずれかで静止することができる。いくつかの実施形態では、モータは、調整可能なスペーサの近くでモータ２３２２を支持するように設計された取り付けブラケット２３２６を有する。多くの実施形態では、モータ２３２２は、車両情報システム又はモバイルデバイスアプリケーションからの直接制御を含む多くの方法及び又は外部デバイスによって制御することができる。これにより、ユーザは、必要に応じてスペーサの高さを調整することができるか、又は多くの実施形態では、整備技術者は、車両ボディの定期的な保守又は調整のために必要に応じて高さを調整することができる。

上記の考察は、フロントサスペンションシステムの設計及び構成に焦点を当ててきた。しかし、図２４Ａ～図２４Ｃに示すように、横方向リーフスプリングを組み込んだ同様のサスペンションシステムをリアホイールに実装できることが理解されるであろう。具体的には、図２４Ａ及び図２４Ｂに示すように、リアサスペンションシステム２４００は、フレーム２４０６とリアホイールマウント２４０８との間で回動可能に相互接続された複数の支持アーム２４０２、２４０３及び２４０４も組み込み得る。なお、２つのアームの代わりに、いくつかの実施形態では、（図２４Ａ及び図２４Ｂに示すように）３つの別個の回動アームを組み込み得ることに留意されたい。このようなサスペンションシステムは、フロントエンドサスペンションで使用されるものと同様のダンパ２４１０をさらに組み込む。ダンパ２４１０は、図２４Ｃに示すように、例えば協働ブラケットなどの適切な取り付け要素２４１２を介して下部サスペンションアーム２４０４とフレーム２４０６との間で相互に接続することができる。リアサスペンションシステムの実施形態は、図２４Ａ及び図２４Ｂに示すように、横方向リーフスプリング２４１４を組み込むこともできる。したがって、車両プラットフォームの実施形態は、フロント及びリアサスペンションの両方に横方向リーフスプリングを組み込んだ独立したサスペンションを装備することができる。さらに、リアサスペンションシステム２４００の多くの実施形態は、車両の全体的な乗り心地及びロール剛性及び制御を改善するために、スペーサ及びリーフスプリングの長さに沿った多数の異なる回動／アタッチメント点を用いて適応可能であり得る。さらに、多くの実施形態では、車両プラットフォームの様々な実施形態と関連して車両サスペンションシステムを提示するが、このようなサスペンションシステムの様々な構造的及び機能的要素の任意の組み合わせを様々な車両設計に含めることができ、且つ又は省略できることを理解すべきである。

横方向リーフスプリングの実施形態
サスペンションシステムの実施形態、より具体的には横方向リーフスプリングの実施形態に組み込まれているすべての調整可能性では、横方向リーフスプリング自体が、快適で安定した乗り心地を確保するために乗り心地及びロール剛性を改善するのに役立つ様々な実施形態を有する可能性があることを考慮すべきである。所望のロール及び乗り心地剛性を実現するためには、横方向リーフスプリングは、マクファーソンストラットのような従来のコイルスプリングシステムで見られるのと同じ又は同様の乗り心地及びロール剛性を提供することができなければならない。さらに、ロール及び乗り心地剛性の比率は、車両のタイプ（自動車、トラック、ＳＵＶ等）及び所望の走行性能の両方に依存する。リアサスペンションシステムの典型的な値は、１～１．５であるのに対して、フロントサスペンションの値は、通常見られるより大きい荷重のために２．５～３．５である。多くの実施形態において、リーフスプリングは、乗り心地剛性の２．５～３．５倍のロール剛性を維持し得る。

図２５Ａ及び図２５Ｂは、車両の所与の乗り心地（２５Ａ）及びロール（２５Ｂ）に対して横方向リーフスプリングが見る可能性のある従来の荷重図を示す。リーフスプリングの両端に加わる力が乗り心地率又は荷重を決定する。このような荷重は、リーフスプリング２５０２に曲げモーメント又は力を生じさせる。ロール率又は荷重は、一端に力が加えられて反対側の端部周りで回転モーメントを引き起こすため、スプリングのねじり力に、より相当する。横方向リーフスプリングの偏向及びそれによる剛性は、局所的に現れる曲げモーメント（分布曲線図２５Ａ及び図２５Ｂを参照されたい）と、関連する断面の面的な慣性モーメントとに大きく依存する。長方形の断面における慣性モーメントは、断面の高さ及び幅に依存する。リーフスプリングの多くの実施形態は、端部から見たときに主に長方形の断面を維持し得る。しかしながら、多くの実施形態は、乗り心地及びロール剛性を確実に維持するために、リーフスプリングの可変幅の断面を組み込み得る。

例えば、図２６Ａ～図２６Ｃは、可変幅の断面を有する横方向リーフスプリング２６００の実施形態を示す。中間セクション２６０２が外側セクション２６０４よりも幅広であり、取り付け点２６０６の位置よりも幅広であることが分かる。図２６Ｂ及び図２６Ｃは、リーフスプリングの様々な実施形態をよりよく示すために、中央部２６０２及び外側部２６０４の両方におけるリーフスプリング２６００の拡大図を示す。

いくつかの実施形態は、リーフスプリングの端部の断面の特定の高さ及び幅を有することが図２６Ｂで分かる。いくつかの実施形態は、端部の特定の断面の高さ及び幅を組み込み得るが、他の実施形態は、リーフスプリングの所望の機能性に応じて断面の高さ及び幅を変化させ得ることを理解すべきである。

図２６Ｃは、スプリングの長さに沿った様々な地点におけるリーフスプリングの断面の幅及び高さの１つのそのような変化を示す。図２６Ａ～図２６Ｃに例示されているような実施形態は、スプリングのセクション及び目的に応じて断面の高さ及び幅を変化させ得る。例えば、いくつかの実施形態では、取り付け点におけるスプリングの断面の高さは、リーフスプリングの中央における断面の高さの少なくとも１．７倍であり得る。対照的に、いくつかの実施形態では、中央セクションの断面の幅が取り付け位置の断面の幅の少なくとも１．５倍になるようにし得る。したがって、これらの設計上のバリエーションは、最終的に車両全体の乗り心地及びロール剛性を維持することを目的としている。しかしながら、バリエーションは、無制限でなくてもよい。いくつかの実施形態では、リーフスプリングの長さに沿った断面積は、最小のセクションから最大のセクションまでの比率が１．５を超えないように提供され得る。ここでも、このような比率は、最終的に使用されるボディ派生体に応じて、所望のロール及び乗り心地剛性を維持する上で重要となる場合がある。可変断面リーフスプリングの具体的な構成を示したが、示された実施形態は、拘束するものではなく、一実施形態を例示するものに過ぎないことを理解すべきである。さらに、実施形態では、断面リーフスプリングは、所望の乗り心地及びロール剛性に応じてリーフスプリングに所望の強度及び特性が示されるように、鋼、複合材、炭素繊維、アルミニウム、様々な合金等を含む様々な材料から製造することができる。さらに、多くの実施形態では、車両のサスペンションシステムに関連して横方向リーフスプリングの設計を示しているが、特定の車両又はサスペンションシステムの設計で必要とされるように、横方向リーフスプリングの構造的及び機能的な要素の様々な組み合わせを含めるか又は省略できることを理解すべきである。

サスペンションシステムに対するモータの位置
電気駆動装置を備えた車両に横方向リーフスプリングを組み込むことの潜在的な利点にも関わらず、実施形態による車両プラットフォームにそのようなサスペンションシステムを実装する場合、多くの複雑さが生じる。１つは、ドライブトレイン要素（例えば、モータ／トランスミッション）とリーフスプリングとの間の空間的な関係である。図２７Ａに示すように、高価で重いギアの配置を避けるために、ドライブトレイン２７００の実施形態は、モータ出力軸２７０２がホイール中心２７０４と一致するように構成される。したがって、多くの実施形態は、同軸のドライブトレイン構成を実装する。前述したように、車両プラットフォームのフラットなパッケージングを維持するために横方向リーフスプリング２７０６サスペンションを実装する場合、乗り心地快適性及びロール安定性を提供するために、リーフスプリングをホイール中心２７０４にできるだけ近づけて位置決めする必要がある。具体的には、長手方向のオフセット２７０８は、車両プラットフォームの効率の損失及び乗り心地及びハンドリング性能の悪化をもたらすであろう。多くの実施形態において、これは、リーフスプリング２７０６を、モータ２７１０及びトランスミッション構成要素２７１２を含む多数のドライブトレイン要素の真下にそれらと一致して配置する。

従来のリーフスプリングは、垂直方向に平面的になるように構成される。しかしながら、従来のリーフスプリングが、本明細書に記載された車両プラットフォームの様々な実施形態に実装された場合、様々なドライブトレイン要素が実質的な垂直方向の調整を必要とし、ドライブトレイン要素をキャビン空間にさらに押し込む可能性がある。この解決策は、実施形態による車両プラットフォームの設計目標、すなわち車両プラットフォームを可能な限り平坦に設計することにより、乗員のために最大の車両キャビンスペースを作り出すことに適さないであろう。したがって、図２７Ｃは、様々なドライブトレイン構成要素２７１０／２７１２に関連するリーフスプリング及び関連する移動包絡線２７１４の実施形態を示す。動作中、移動包絡線２７１４によって示されるように、リーフスプリング２７０６は、リーフスプリングとドライブトレイン要素２７１０／２７１２との間に必要なクリアランスの量をさらに増加させる偏向を受ける。

図２７Ｃに示すように、リーフスプリング２７０６は、ドライブトレイン要素２７１０／２７１２の真下に配置された中間セクション２７１８及び回動点２７２２の外側に配置され、下部支持アーム結合部２７２４で終端する左右の外側端部２７２０の３つの異なるセクションに関連して記載することができる。示されているように、様々な実施形態において、リーフスプリング２７０６は、ドライブトレイン要素のための追加のクリアランスを作り出し、ホイール走行中のスプリングの偏向を可能にするために、直線から逸脱する（モーション包絡線２７１４を参照されたい）。より具体的には、下部支持アーム結合部２７２４と回動点２７２２との間の外側端部２７２０は、リーフスプリングの少なくとも中間セクションがリーフスプリングの外側セクションに対して垂直方向に低く配置されるように、下向きの曲げを有するように構成される。様々な実施形態において、リーフスプリングの外側端部２４２４の位置によって確定される直線２７２６からの下向きの偏向は、リーフスプリング２７０６の中央部２７１８がドライブトレイン要素２７１０／２７１２に最も接近する完全なリバウンド状態（例えば、車両プラットフォームが地面から十分に上昇してホイールが自由にぶら下がることができる状態）中、リーフスプリングとドライブトレイン要素との間に隙間を提供するのに十分である。

様々な実施形態において、ドライブトレイン要素は、リーフスプリングとモータ／トランスミッション構成要素との間に追加のクリアランスが作られるようにも構成される。そのような実施形態では、モータ／トランスミッションの構成は、車両全体の所望のピークトルク特性の関数であり得る。図２８は、様々なモータ構成要素とサスペンション構成要素との間の位置関係を示す断面図である。図２８に示すように、モータハウジング２８０２は、車両の所望の走行特性によって決定される（例えば、ギア比は車両要件によって決定される）トランスミッションのギア２８０４のサイズ及び形状に適合しなければならない。図２８の実施形態に示すように、トランスミッションが必要とするギア２８０４の組み合わせは、８の字の形状を形成する。ドライブトレインの実施形態は、モータハウジング２８０２のくぼみ部分２８０６を作る、ギアの輪郭（例えば、「８の字」の形状）に適合する少なくとも１つの側面を有するモータハウジングを形成する。様々な実施形態において、モータハウジングは、３～７ｍｍの最大クリアランスがギア２８０４とハウジング２８０２との間に形成されるように構成される。多くの実施形態によれば、モータハウジングの慎重な角度位置決め（例えば、８の字の細長い軸２８０８が水平軸２８１０に対して高くなるようにモータハウジングをタイリングすること）により、スプリングの移動中にリーフスプリング２８１２とモータハウジング２８０２との間に最大のクリアランス２８１４を達成しながら、ケーシング２８０２の下にリーフスプリング２８１２を位置決めすることができる。したがって、リーフスプリング２８１２は、その動きの全範囲にわたってモータハウジングに接触しない。さらに、リーフスプリング２８１２の最大の偏向は、完全なリバウンド状態下でスプリングの中央部で発生する。多くの実施形態では、最下点がスプリング２８１２のこの中央部分から空間的に分離されるように、モータハウジング２８０２を位置決めする。様々な実施形態では、リーフスプリングの中心面からのモータハウジングの空間的な分離は、１００ｍｍよりも大きい。他の実施形態では、空間的分離は、５０ｍｍと小さいことができる。いくつかの実施形態では、リーフスプリングの中心面は、車両の中心面と同一である。

図２９Ａ～図２９Ｃは、サスペンションシステムに関連して、様々なドライブトレイン要素の配置及びギアの構成の実施形態をさらに示す。例えば、図２９Ａは、車両プラットフォームのホイールベース部分２９００の断面図を示す。このような実施形態は、車両プラットフォームの前部若しくは後部のいずれか又は前部及び後部の両方に実装できることを理解することができる。多くの実施形態では、リーフスプリング２９０２は、モータ２９０４及び他のドライブトレイン要素の下側を横切り、ホイール２９０６に相互接続するように位置決めされる。さらに、いくつかの実施形態では、ギア２９０８を有するモータシステム２９０４を利用するが、ここで、モータ及び出力リングは、モータハウジング内に収まるように同等の直径である。そのような実施形態は、モータシステム２９０４が、平面的な車両プラットフォームの多くの実施形態内で容易に適応できるようにすることができる。さらに、それらは、スプリングの移動中、モータ２９０４とリーフスプリングサスペンション２９０２との間に適切なクリアランスが存在することを可能にし得る。

リーフスプリング２９０２の長手方向軸を見下ろすホイールベース２９００の断面が図２９Ｂに示され得る。ここでは、モータシステム２９０４がリーフスプリング２９０２の真上に位置するように構成されることが理解できる。様々な実施形態によれば、モータシステム２９０４は、モータを車両プラットフォームフレームワーク（図示せず）上の１つ又は複数の場所に取り付けることを可能にし得る１つ又は複数の取り付けブラケット２９１０を備えることができる。同様の取り付けブラケット２９１０は、ホイール２９０６だけでなく、他のサスペンション構成要素２９１２にさらに関連して図２９Ｃで見ることができる。

多くの実施形態によれば、全体を通して開示されているような電気自動車プラットフォームは、１つ又は複数の電気駆動システムと共に構成することができる。したがって、多くの実施形態の駆動システムは、全体を通して示されている実施形態と同様に、車両プラットフォームの前部及び／又は後部に位置決めすることができる。したがって、いくつかの実施形態では、前部及び／又は後部の駆動モータのそれぞれを利用して、１つ又は複数のホイールに動力を供給することができる。例えば、いくつかの実施形態は、フロントホイールに動力を供給する前部駆動モータのみを有し得る一方、リアホイールは、比較的受動的である。他の実施形態は、フロントホイールを受動的にしたまま、リアホイールにのみ動力を供給するリア駆動システムのみを有し得る。他の実施形態は、車両を駆動するために前部及び後部の両方のモータを利用し得る。駆動モータは、様々な実施形態によれば、電気自動車プラットフォームの概ね平面的なプロファイル内に収まるように設計することができる。さらに、図に具体的に示されていない多くのドライブトレイン要素を車両プラットフォームの多くの実施形態において利用できることを理解することができる。例えば、いくつかの実施形態は、特定の時間にトランスミッションシステムをロックアウトするように設計されたロック機構を組み込み得る。トランスミッションロックは、様々な構成を取ることができるが、車両が停止又は駐車した構成にあるとき、車両が動かないように構成することができる。これは、本質的に常にオンになっており、いつでも係合可能な電気モータに関して特に評価することができる。多くのトランスミッションロックシステムは、車両の動きを防止するために、様々なギアとドライブトレインの他の部分との係合を防止することができる。さらに、多くの実施形態は、車両推進システム及びサスペンションシステムのポジショニングを呈示しているが、そのようなシステムの機能的及び構造的特徴の様々な組み合わせを車両設計の必要に応じて使用又は省略できることが理解されるであろう。

要約及び均等物の教義
上記の考察から推測できるように、上述の概念は、本発明の実施形態に従い、様々な配置で実施することができる。具体的には、実施形態による電気自動車は、車両の下部構造（例えば、車両プラットフォーム又はスケートボード）を車両ボディ（例えば、乗員キャビン）から分離して、モジュール式の車両プラットフォームを作り出すという考えに基づいている。車両プラットフォームとボディとを分離することで、１つの車両プラットフォームから複数の車両タイプを派生させることができる。したがって、車両ボディは、車両ごとに変化させることができるが、車両プラットフォームは、すべての車両派生体でほぼ共通のままである。したがって、実施形態による車両プラットフォームは、車両の走行を可能にするすべての構成要素（パワートレイン、バッテリ、スプリングダンパ構成、シャーシ制御アーム、操舵、ブレーキ、ホイール及びタイヤ等）を本質的に含むドライビングシャーシと理解することができる。様々な実施形態では、乗員のための最大のスペースを作るために、車両プラットフォームは、可能な限り平坦になるように構成される。実施形態によれば、このような機能性を達成するには、上述のサブシステム間の特別な手配／設計及びそれらの均等物の実施が必要となる。

したがって、本発明を特定の具体的な態様で記載してきたが、多くの追加の修正形態及び変形形態が当業者に明らかであろう。したがって、本発明は、具体的に記載した以外の方法で実施できることを理解されたい。したがって、本発明の実施形態は、すべての点で例示的なものであり、限定的なものではないと考えるべきである。

Claims (27)

1. 内蔵型車両プラットフォームであって、
   上部要素、底部要素及び側部要素を備えるボディをそれぞれ有する様々な相互接続された構造構成要素であって、相互接続されると、前部、後部及び中央部を有し、且つそれぞれ前記上部要素及び底部要素に対応する上部及び底部をさらに含む概ね平坦な平面構造を構成する、様々な相互接続された構造構成要素を有するフレーム構造、前記フレームの前記前部及び後部の少なくとも一方に配置され、且つ前記相互接続された構造構成要素の少なくとも１つに接続され、且つトランスミッションシステムにさらに相互接続される駆動モータを有する推進システムであって、前記トランスミッションシステムは、駆動ホイールの少なくとも１つの組に接続される、推進システム、
   前記フレームの前部及び後部内に配置された複数のサスペンションシステムであって、それぞれ近位端及び遠位端を有する制御アームアセンブリの組であって、それぞれの前記近位端は、前記フレームに接続され、及び前記遠位端は、前記駆動ホイールの組のホイールに接続される、制御アームアセンブリの組をそれぞれ有する複数のサスペンションシステム、
   前記フレーム構造の前記中央部内に配置されたエネルギー貯蔵システムであって、前記推進システムに電子的に接続されたインバータシステムに電子的に接続された複数の独立したバッテリモジュールを含むエネルギー貯蔵システム
   を含み、
   前記車両プラットフォームの構成要素システムは、前記構成要素システムの実質的な部分が前記駆動ホイールの上方の実質的な部分に延びることがないように、前記車両プラットフォームの前記フレーム構造によって画定された前記概ね平坦な平面構造の境界内に配置される、内蔵型車両プラットフォーム。
2. 前記駆動サスペンションシステムは、複数の接続点を通して前記制御アームアセンブリ及び前記フレームワーク構造のそれぞれに接続された横方向リーフスプリングをさらに含む、請求項１に記載の車両プラットフォーム。
3. 前記横方向リーフスプリングは、前記駆動モータの下に配置され、かつ
   前記リーフスプリングは、前記リーフスプリングの変形が前記推進システムに干渉しないように、前記駆動モータに対して十分に垂直下方向に輪郭を付けられる、請求項２に記載の車両プラットフォーム。
4. 前記横方向リーフスプリングと前記フレームワーク構造との間に配置された１つ又は複数のスペーサをさらに含む、請求項３に記載の車両プラットフォーム。
5. 前記フレームワーク構造の前記中央部は、１つ又は複数の構造支持要素により、複数の隔離された区画に細分化され、
   前記車両用バッテリは、複数の前記隔離された区画に分配された複数のモジュール要素を含む、請求項１に記載の車両プラットフォーム。
6. 前記構造支持要素は、前記独立したバッテリモジュールに接続される、請求項５に記載の車両プラットフォーム。
7. それぞれ前記フレームワークの前記上部及び下部と平面である上部及び下部と、第１及び第２の端部とを備える細長いボディを有する、前記フレームワーク構造の前記中央部に配置された複数の横方向及び／又は長手方向の構造支持要素をさらに含む、請求項５に記載の車両プラットフォーム。
8. １つ又は複数の構造支持要素に関連して前記フレームワーク構造の前記上部要素に配置された複数の取り付け点をさらに含み、
   前記取り付け点は、少なくとも１つの上部ボディ構成要素上の協働する取り付け開口部に対応する、請求項５に記載の車両プラットフォーム。
9. 前記フレームワーク構造の前記上部要素は、前記複数の取り付け点のそれぞれに対応する複数の取り付けオリフィスをさらに含み、
   前記取り付けオリフィスのそれぞれは、前記対応する取り付け点を取り囲む、請求項８に記載の車両プラットフォーム。
10. 外面と、内面であって、対応する取り付け点と協働して係合するような内面とを備える、輪郭を付けられたボディをそれぞれ有する複数のシールキャップをさらに含み、
    前記輪郭を付けられたボディは、フランジ部を含み、
    前記フランジ部は、前記フランジの寸法が、対応するオリフィスの寸法を超えるような寸法だけ前記ボディの底部付近で前記ボディから外側に延びる、請求項８に記載の車両プラットフォーム。
11. 前部及び後部クランプルゾーンをさらに含み、
    前記フレーム構造の前記前部及び後部の前記相互接続された構造構成要素は、方向性のある衝撃からのエネルギーを吸収し、且つ前記フレーム構造のさらなる部分への前記エネルギーの伝達を防止する、請求項１に記載の車両プラットフォーム。
12. 複数の横方向エネルギー吸収ユニットをさらに含み、前記エネルギー吸収ユニットは、前記横方向エネルギー吸収ユニットが横方向の衝撃からのエネルギーを吸収し、且つ前記フレームワーク構造の前記中央部への損傷を低減するように、前記フレーム構造の前記中央部の外側に沿って配置される、請求項１に記載の車両プラットフォーム。
13. 前記横方向エネルギー吸収ユニットは、前記フレームワーク構造の前記中央部内に配置された前記バッテリモジュールへの損傷を低減するように配置される、請求項１２に記載の車両プラットフォーム。
14. 前記バッテリモジュールは、前記バッテリモジュールと関連して配置された複数の剛性の平面状加熱及び冷却要素をさらに含む、請求項１に記載の車両プラットフォーム。
15. 前記バッテリモジュールは、前記剛性の平面状加熱及び冷却要素が前記フレーム構造に対して横方向及び長手方向の双方に配置されるように、前記フレームワーク構造の前記中央部内に配置される、請求項１４に記載の車両プラットフォーム。
16. 前記駆動モータは、モータハウジング内に配置され、前記モータハウジングは、輪郭を付けられた外周を有し、前記輪郭を付けられた外周の下面の少なくとも一部は、前記モータハウジングのくぼみ部分が形成されるように、前記トランスミッションシステムの複数のギアの外側輪郭の少なくとも一部に対応するように構成され、前記横方向リーフスプリングは、それが前記くぼみ部分の下に且つ前記くぼみ部分と並んで位置するように配置される、請求項３に記載の車両プラットフォーム。
17. 前記複数のギアの外周は、８の字を画定し、前記モータハウジングは、前記８の字が垂直軸に対して傾くように配置され、前記横方向リーフスプリングの中央部は、前記傾いた８の字の最上部に対応する前記モータハウジングの周囲の下に配置される、請求項１６に記載の車両プラットフォーム。
18. 前記フレームワーク構造の前部及び後部は、前記概ね平坦な平面構造が起伏のある輪郭を有するように、前記フレームワーク構造の前記中央部に対して垂直方向に高くなっている、請求項１に記載の車両プラットフォーム。
19. 複数の固定点であって、前記フレーム構造上に配置され、且つそれに車両ボディを固く取り付けるために協働する複数の固定点をさらに含む、請求項１に記載の車両プラットフォーム。
20. 前記バッテリモジュール及びインバータシステムは、前記フレームワークに接続された上部及び底部シールプレートにより、前記フレームワーク構造の前記上部及び底部内に囲まれる、請求項１に記載の車両プラットフォーム。
21. 前記横方向リーフスプリングは、乗り心地用スプリングと、ロール防止バーに代わるか又は少なくともそれを補うロール防止支持要素との両方として動作するように構成される、請求項２に記載の車両プラットフォーム。
22. 前記横方向リーフスプリングの張力は、異なる重量及び運転特性を有する車両ボディに対応するように調整可能である、請求項２に記載の車両プラットフォーム。
23. 前記取り付け点は、少なくとも部分的に乗員用座席を前記車両プラットフォームに直接固定するように構成される、請求項８に記載の車両プラットフォーム。
24. 前記推進システムは、前記駆動モータ内に配置され、且つ前記モータ内の少なくとも１つのギアと係合するトランスミッションロック装置をさらに含み、それにより、前記トランスミッションロックの作動は、少なくとも１つのギアが、前記車両プラットフォームの移動を引き起こすように係合することを防止し、前記トランスミッションロックは、解除設定を有し、それにより、前記トランスミッションロックは、前記少なくとも１つのギアから解除され、それにより、前記ギアが、その後、前記車両プラットフォームの移動を引き起こすように係合することを可能にすることができる、請求項１に記載の車両プラットフォーム。
25. 対向する車両ボディ構造上の対向する相互接続部と協働して係合する複数の相互接続要素をさらに含む、請求項１に記載の車両プラットフォーム。
26. 前記相互接続要素は、機械的要素である、請求項２５に記載の車両プラットフォーム。
27. 前記相互接続要素は、操舵要素、制動要素、電子制御要素及び電子ディスプレイ要素からなる群から選択される、前記対向する車両ボディ構造の機能的要素に対応する、請求項２５に記載の車両プラットフォーム。

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