技术领域
[0001] 本
发明涉及具有牵引
电动机的车辆，更具体地涉及这种车辆的底盘。 背景技术
[0002] 如今一些车辆至少部分地由一个或多个电动机驱动。这些车辆包括向所述一个或多个电动机提供动
力的一个或多个电池组。为了增加车辆的行程，会使电池组很大且很重，这又不利于车辆的行程。针对于市场增长的接受程度，这些车辆的行程是尤为重要。 [0003] 这将是有利于增加这些车辆的行程。
发明内容
[0004] 第一方面，本发明涉及一种用于车辆的车辆底盘与电池组的组合件，该车辆至少部分地由电动机驱动。该电池组作为结构化构件与底盘结合抵抗一个或多个扭力、横向向内指向的作用力和向下指向的弯力。在一个实施方式中，该底盘包括横向上间隔开的第一和第二轨道，电池组呈大致矩形并且具有横侧面，该横侧面被
定位接近于轨道的内侧从而增强轨道抵抗横向向内指向的作用力，例如侧向冲击。
[0005] 更具体地，该车辆的底盘可以包括沿纵向延伸的第一和第二轨道，它们在横向上被相互间隔开并且各自具有内侧和外侧。该车辆的底盘还包括由壳体
支撑的具有多个电池单元的电池组。该电池组呈大致矩形并且被安装在轨道上，并具有支撑轨道的第一和第二内侧的第一和第二横侧，从而抵抗横向向内指向的作用力。
[0006] 在另一个实施方式中，该底盘包括横向上间隔开的第一和第二轨道，并且电池组被安装在第一和第二轨道的底部的多个下部点的
位置，这些点在纵向上被间隔开，且包括最接近前部横向构件(或横梁)的第一点和最接近后部横向构件的第二点。 [0007] 更具体地，该车辆的底盘具有沿纵向延伸的第一和第二轨道，它们在横向上被间隔开并且各自具有内侧和外侧。该车辆的底盘包括一个前部横向构件、一个后部横向构件和由壳体支撑的多个电池组成的电池组。第一和第二轨道具有底部，并且电池组在多个下部点处被安装在第一和第二轨道中的每一个的底部，所述多个下部点在纵向上被间隔开，且包括最接近前部横向构件的第一点和最接近后部横向构件的第二点。
附图说明
[0008] 现在，将以结合附图的实施方式来描述本发明，其中：
[0009] 图1是根据本发明的一个实施方式的具有电动机、底盘和电池组形成结构化构件的车辆的侧视图；
[0010] 图2是图1中的车辆下方的车辆透视图，其示出了电池组的安装方式； [0011] 图3是不同于图2中电池组安装在车辆底盘的安装方式的电池组的前部局部端视图；图3a是图3的局部放大视图；
[0012] 图4是车辆底盘的透视图，其示出了图3中的电池组安装方式； [0013] 图5是不同于图2中电池组安装在车辆底盘的安装方式的电池组的后部局部端视图；
[0014] 图6a是用于测试图2中所示车辆的试验模型的透视图，其示出了车辆的计划路径的决定；
[0015] 图6b、6c和6d是图6a中的所示的试验模型的透视图，其示出了车辆没有电池组、电池组安装在轨道的底部和电池组既安装在轨道底部又安装在
底板上的
角偏移； [0016] 图7a、7b和7c是图6a中的所示的试验模型的局部端视图，其示出了车辆没有电池组、电池组安装在轨道的底部和电池组既安装在轨道底部又安装在底板上的角偏移； [0017] 图8是不同于图3中电池组安装在车辆底盘的安装方式的电池组的前部局部端视图；和
[0018] 图9是不同于图2中电池组安装在车辆底盘的安装方式的电池组的前部局部端视图。
具体实施方式
[0019] 参照图1，其示出了至少部分地由牵引电动机12驱动的车辆10。该车辆可以由电动机12单独驱动，或部分地由电动机12部分地由
内燃机(未示出)驱动。备选地，提供内燃机(虽然未示出)用于生成电力而驱动电动机12。除了其它部件，车辆10还包括车辆底盘11(图2)、牵引电动机12和电池组14。如所示的车辆10不包括
汽油机，但是在其它的实施方式中其也可包括汽油机。该牵引电动机12可以是居中定位的牵引电动机，如图1所示，或者备选地，其也可以是多个牵引电动机中的一个(例如，
轮毂电动机)。 [0020] 参照图2，除了其它部件，该车辆底盘11包括第一轨道16、第二轨道18和底板32。第一和第二轨道16和18沿纵向延伸并且在横向上被间隔开。如图3所示，第一和第二轨道16和18中的每一个具有一个顶部20(其直接安装在底板32上)、底部22、外侧24和内侧26。参照图2，前部和后部横向件28和29沿横向延伸并且能防止底盘11横向
变形，它们都位于乘客舱的区域(即，车辆上容纳驾驶员和乘客的部分)。在该实施方式中示出了前横向构件28连接于第一和第二轨道16和18。在该实施方式中，后横向构件29由在30和
31处所示的后轴构成，并且它们支撑整个结构。
[0021] 该电池组14以增强底盘11的强度的方式连接于底盘11。底盘11的强度由一个或多个参数决定，举例来说，例如扭转
刚度，或例如弯曲刚度，或例如横向抵抗在乘客舱的区域中的侧向冲击。在图2所示的实施方式中，电池组14增加了上述三个参数。参照图3，电池组14由多个电池34、控制系统36和壳体38构成。该壳体可以38包括结构件40、下部壳体构件42和上部壳体构件44。由于与电池34一起具有相对大的重量，该结构化构件40用于增强电池组14的刚度。该结构化构件40可以包括，例如，2”×3”矩形管，其沿下部壳体42的下表面延伸，除此之外，还包括多个1”的正方形管和其它更小的管，其沿着上部壳体42和下部壳体44之一或两者的表面延伸。该结构化构件40可以由任何合适的材料制造，例如
碳钢。
[0022] 该下部和上部壳体构件42和44自身可以是结构化构件并且从而可以与结构化构件配合以支撑电池34。该下部和上部壳体构件42和44可以是任何合适的结构。例如，它们可以由内外环
氧层和中间的轻木层组成的三 明治形状的镶嵌板构成。该结构化构件40可以以任何合适的方式被连接到上部和下部壳体构件40，例如通过机械紧固。另外，上部和下部壳体构件42和44以任何合适的方式相互连接，例如通过机械紧固。该结构化构件40和壳体构件42和44至少一部分被选择来支撑电池34的重量，根据其中包含的电池34的数目其可能会相对重。因此，壳体38可以相对坚固。
[0023] 该电池组14，或更具体地电池组壳体38，可以是任何合适的形状。例如，该电池组的壳体38具有矩形的截面，其具有基本上沿着电池组的整个长度、优选还在前部和后部横向构件28和29之间基本沿着第一和第二轨道16和18的整个长度，接近于第一和第二轨道16和18内侧26的横向侧面41和43。由于壳体38的强度，壳体38增强了第一和第二轨道16和18的抵抗车辆10的侧向冲击和其它会使侧边的轨道在向内的方向上弯曲的冲击的能力。
[0024] 该电池组14，或更具体地电池组壳体38，可以以任何合适的方式连接到车辆底盘11上。例如，如图2所示，该电池组壳体38的底部可以是多个
焊接(或其它方式连接)的横向撑条46。该横向撑条46延伸到轨道16和18的底部22。螺钉或其它机械
紧固件50穿过撑条46进入到轨道16和19的底部22。
[0025] 在图3所示的备选的实施方式中，壳体38自身包括横向延伸件52，其经过第一和第二轨道16和18的下方。结构化构件40(例如，2”×3”钢梁)沿着横向延伸件52延伸。机械紧固件50穿过结构化构件40，穿过间隔件54，最后进入轨道16和18。 [0026] 可以提供任何合适的数目紧固件50以将电池壳体38连接到轨道16和18。例如，在图2所示的实施方式中，沿着轨道16和18上的每个设置纵向间隔的八个点，在这些点上八个紧固件50用于将电池组壳体38连接至轨道16和18，该八个点包括接近于前部横向构件28的第一点58和接近于后部横向构件29的第二点60，和其它位于第一和第二点58和
60之间的合适的位置上的其它六个点62。在本实施方式中示出的八个点被设置成四个组，彼此其间距相等。
[0027] 在图4所示的实施方式中，电池组壳体38被六个纵向间隔开的点连接至第一和第二轨道16和18的底部，这些点包括第一接近于前部横向构件 28的第一点58，接近于后部横向构件29的第二点和四个位于第一和第二点之间的其它点62。在图4所示的实施方式中，该六个点彼此间距相等，然而，它们可以具有任何适合的距离。
[0028] 图3示出了接近于电池组14的前端的电池组14连接于轨道16和18的安装方式。图5示出了接近于电池组14的后端的电池组14的安装方式。如图5所示，电池组14更高，从而如果该车辆具有内燃机的话，就可以利用车辆10中油箱通常会坐落处的空间。 [0029] 在该实施方式中，车辆10一般被设计为具有内燃机，每个轨道16和18由一个OEM轨道元件66和一个轨道延伸件70构成。当车辆10具有内燃机时，按原来的计划，该OEM轨道元件是车辆10的底盘的基本轨道。在68所示的该OEM轨道元件66的底部，其高度不适合安装电池组14。为了使电池组壳体38能安装在轨道元件66上，每个OEM轨道元件66具有轨道延伸件70，其有效地降低了OEM轨道元件66的底部68，从而能获得一个适合的用于连接电池组壳体38的横向延伸件52的位置。
[0030] 此外，为了在每个轨道16和18的底部安装电池组壳体38，也有可能在电池组壳体38的后端的一个或多个(在该种情况下为两个)点72(图4)安装电池组壳体38。如该实施方式所示，该两个点位于底板32上。任选地，该电池组壳体38的前端可以在一个或多个点(图4未示出)连接到车辆的底盘11。
[0031] 如图3-5所示，也可以任选地将电池组14的顶部连接至车辆底盘11。如图4所示，电池组壳体38的顶部可以在五个纵向间隔开的点连接至底板32和轨道16和18的顶部，该五个点包括接近于前横向构件28的第一点74、接近于后横向构件29的第二点76和位于第一点74和第二点76之间的三个其它点78。
[0032] 该电池组14的顶部可以以任何适合的方式安装至底盘11。参照图3，第一
支架80安装于电池组壳体38的顶部的每一侧并且延伸穿过底板32上的孔81。第二支架82通过紧固件84(在图3中仅仅示出了在每个第二支架82上的一个)固定安装在第一支架80上。在点74、76和78处，孔88设置在第二支架82中(图3a中最佳地示出)，并且大致与底板
32和轨道16、18的上凸缘上的孔90对准。孔88和90一起形成了一对大致对准的孔， 其接收穿过其中的紧固件92。至少一个孔88或90比紧固件92的本体大，从而使第二支架82在该位置上有余隙，同时仍然能使紧固件92从中穿过。当电池组14安装在轨道16和18的底部时，孔88和90充分对准以使得紧固件92可以被从中穿过并且被紧固从而将电池组
14的上部固定安装至底板32和轨道16和18的上凸缘。由于孔88和90中的一个或两个被扩大，因此孔88和90的相对位置(即，电池组14和底盘11(更具体的是底板32)的相对位置)的纵向和横向上会有一些公差，同时仍然允许电池组14的顶部安装于底盘11上，而没有在其中一个或另一个中引起
应力。在该实施方式中示出的孔88是被扩大的孔。以
93示出的盘形
垫圈位于紧固件92的端部和孔88之间。
[0033] 与仅在下方点连接电池组14相比，将电池组14同时安装于下方点(即，点58、60和62)和位于上方点的竖直方向的下方点(即点74、76和78)，由电池组14提供的扭转阻抗的增加量被进一步增大。
[0034] 参照图8，其示出了一个备选地将电池组壳体38的顶部安装至底板32的安装方式，在电池组14和底盘11(更具体的是底板32)之间的相对位置的纵向、横向和竖直方向上允许有公差，同时仍然允许电池组14的顶部安装至底盘11，而没有在其中一个或另一个中引起应力并且不需要
垫片。在该实施方式中，在点74、76和78处，电池组壳体38的顶部具有一个固定安装于其上的支架94，其具有一个定位孔96。该定位孔96的尺寸被设计为可以刚好容纳一个定位销98。一个紧固件100(在该实施方式中是一个螺杆)从定位销98中穿过，通过底板32上被扩大的孔102并且延伸进入
螺母104上的
螺纹孔。当电池组14被安装至轨道16和18的底部时，紧固件100与被扩大的孔102充分对准以使得该紧固件100能穿过该孔并且能充分旋入螺母104，从而使定位销98和螺母104成为一体并且夹紧底板32(采用一对盘形垫圈106)，由此相对于底板32固定定位销98的位置。由于孔102被扩大，在电池组14和底盘11(更具体的是底板32)的相对位置的纵向和横向方向上会有公差，同时仍然允许电池组14的顶部安装至底盘11，而没有在其中一个或另一个中引起应力。该定位销98不被安装在相对于定位孔96的垂直方向上的位置，并且结果，在电池组14和底盘11(更具体的是底板32)之间的相对位置上有一定的垂直公差。
[0035] 为了确定安装和不安装电池组14时的车辆10的相对扭转刚度，要采用如图6a所示的有限的元件进行测试。从图6a中可以看出，力F被施加于驾驶员侧的前轮的减震器的安装点，同时其它三个轮的等效点也被固定。图6b所示出的没有电池组14的测试结果，图6c示出了具有电池组14并且将其安装于车辆底盘11的测试结果。在车辆10没有安装电池组14的测试中，(图6a)车辆10的最大位移是29.675mm。在车辆10具有电池组14，且其在12个点处安装在轨道16和18的底部22上和在个2点处安装在(在电池组14的后端)底板上，最大位移如图6b所示是13.888mm。因此，由增加电池组14所改进的扭转刚度接近于118％。扭转刚度的增加可以用于很多方式。由于具有电池组14，在车辆可接受的刚度范围内，该车辆10可以被设计为具有更轻的轨道16和18(和可能具有其它更轻的底盘元件)。这些更轻的元件至少部分弥补了车辆10负担电池组14所产生的额外重量。图
6d示出了当电池组14的下部在12个点处被安装至轨道16和18的底部22上和在电池组
14的后端在两个点上被安装至底部32上时的车辆10，并且其中电池组14的顶部被安装至沿着底板32的10个点上，如图4所示。可以看出，最大的
角位移是13.690。这对应角位移的另外的3％的减小量。因此，利用如图4所示的安装方式，则相对于不具有电池组14的车辆在扭转刚度上会增大121％。
[0036] 图7a示出了车辆10的截面图，其描述了不具有电池组14的
车身在经历图6a中的测试模型时发生的扭曲。图7b示出了具有电池组14的下部在12个点处安装于轨道16和18和在两个点处安装于底板32的车辆10。图7c示出了当电池组14的下部安装于上述的14点处时以及当电池组14的顶部安装于底部32的其它10点处时发生的车身扭曲。图7a、7b和7c示出的车辆10的车身扭曲被夸大并且能更好地表示在车辆10上提供电池组14的效果。可以看出，不具有电池组14时，车辆10会产生更大的扭曲。 [0037] 参照图9，其示出了具有经改进的壳体38的电池组14，用于具有替换整体式车身设计的
框架车身设计的车辆。如图8所示的车辆具有车身110，其包括由紧固件113安装至底盘114的底板112。该底盘包括轨道116和118。隔振安装件119位于轨道116和118和车身110之间。轨道116和118在图9中被示出为沟槽，然而，其可以呈任何合适的形状，例如封闭的盒 子截面形状。该电池组壳体38具有更低的类似于图3和8中所示的横向延伸件112，其由紧固件124(例如，螺钉)安装至轨道116和118的底部122。该电池组壳体
38的顶部具有上部横向延伸件126，其延伸并且安装于轨道116和118的顶部120。该上部延伸件126还可以通过其它紧固件(未示出)被安装至轨道16和18的顶部。 [0038] 该电池组14可以以在任何合适的数目的点处安装，并可以被安装接近于前部横向构件(未示出)和接近于后部横向构件(未示出)，并且可以具有如此形状，其沿着位于在所述前部和后部横向构件之间的长度延伸至轨道116和118的内部边缘130。因此该电池组14提供给具有框架车身设计的车辆与整体式车身设计的车辆类似的扭转刚度、侧向冲击阻抗和弯曲阻抗的优点。
[0039] 尽管以上描述构成了本发明的多个实施方式，但可以理解的是在不脱离所附的
权利要求的公正含义的情况下允许本发明有进一步的
修改和变形。
