CN107128373B - 具有至少部分电驱动的机动车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有至少部分电驱动的机动车辆，该机动车辆具有机动车辆车身(1)的地板结构(2)和牵引电池(4)，该牵引电池(4)被设置在地板结构(2)的底侧上并且与其连接，其中地板结构(2)具有在车辆纵向方向上延伸并且具有朝向底部开口的轮廓的中央通道(3)。多个增强支柱(5、6)被设置在中央通道(3)上，该多个增强支柱(5、6)增强中央通道(3)并且与其固定连接。牵引电池(4)被附接到增强支柱(5、6)中的至少一些。

Description

具有至少部分电驱动的机动车辆
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的具有至少部分电驱动的机动车辆。
背景技术
在例如具有内燃发动机的混合动力电动车辆、插电式混合动力车辆或纯电动车辆这样的机动车辆中，大型牵引电池必须被容纳在机动车辆中，其大体上保证电力供应到用于驱动机动车辆的一个或多个电动马达。已知的是，将这样的牵引电池设置在机动车辆的车身的地板结构下方并且将这样的牵引电池连接到机动车辆的车身的地板结构，如例如在US 8702161 B2和US 2015/0239331 A1中所公开的。
在机动车辆车身的开发中的特定挑战是优化利用受机动车辆的离地间隙和乘客舱严重限制的安装空间。而且，车身必须提供足够的刚度以便保证乘客舱和牵引电池在机动车辆与障碍物发生碰撞的情况下保持尽可能完好。此外，车辆车身必须提供例如用于牵引电池和车辆座椅的固定设施。
US 8 646 790 B2还公开了一种用于保护牵引电池免受在车辆与障碍物发生正面碰撞的情况下损坏的电动车辆的车辆上部结构。在发生正面碰撞的情况下，车辆车身的副车架的一部分被牵引电池下方的斜坡状元件推动，保护其免受损坏。
DE 10 2012 108 816 A1描述了一种用于车辆的电池托架设备，使用该电池托架设备，车辆电池可以被设置在车辆车身下方并且与其连接。车辆电池包含设置在地板通道的左侧的电池组和设置在地板通道的右侧的电池组。在发生侧面碰撞的情况下，电池托架设备允许电池组在车辆横向方向上移动，保护它免受由于侧面冲击力而导致的变形或损坏。
US 7 836 999 B2公开了容纳在车辆车身的中央通道中的燃料电池。
此外，US 2013/0229030 A1描述了一种具有设置在地板结构下方的大型电池单元的机动车辆的地板结构，其中地板结构被配置为保护电池单元免受在发生侧面碰撞的情况下变形或损坏。为此，设置在车辆横向方向上延伸的上部横向支柱以及在车辆横向方向上延伸的下部横向支柱，上部横向支柱和下部横向支柱中的每一个在其外端部处被连接到在车辆纵向方向上延伸的纵向元件。电池单元被设置在两个横向支柱之间使得在发生侧面碰撞的情况下，作用于纵向元件之一上的侧面冲击力被横向支柱接收和消散。所公开的地板结构还包含中央通道，上部横向支柱在车辆横向方向上延伸通过该中央通道，其中上部横向支柱的中间部分由穿过中央通道并且附接到其的横向支柱元件形成。
发明内容
在此背景下，本发明是基于提供一种具有至少部分电驱动的机动车辆(例如混合动力、插电式混合动力或电动车辆)的目的，该机动车辆具有机动车辆车身的地板结构和牵引电池，其中牵引电池可以被紧凑且节省空间地附接到地板结构上，并且在很大程度上保护牵引电池免受在机动车辆与障碍物发生碰撞的情况下变形以及因此损坏。并且，牵引电池可以通过非常少的装配工作而被安装到地板结构上。
这个目的是通过一种具有权利要求1的特征的机动车辆来实现的。此外，本发明的特别有利的实施例在从属权利要求中公开。
应当指出的是，在权利要求中单独列出的特征可以以任何技术上合理的方式彼此组合并且公开本发明的另外的实施例。本说明书特别是结合附图表征和说明本发明。
根据本发明，一种具有至少部分电驱动的机动车辆包含机动车辆车身的地板结构和牵引电池，该牵引电池被设置在地板结构的底侧上并且与其连接。地板结构具有在车辆纵向方向上延伸并且具有朝向底部开口的轮廓的中央通道。中央通道优选具有大体上U形横截面。此外，根据本发明，多个增强支柱被设置在中央通道上，其增强中央通道并且与其固定地连接。这里，牵引电池被至少附接到一些增强支柱。从本发明的意义上说，这意味着牵引电池可以被直接附接到增强支柱，但还可以通过接收并且大体上保持牵引电池的副车架的***固定。在后一种情况下，此外或作为对牵引电池的替代，副车架可以被附接到相应的增强支柱。
因此，增强支柱首先使中央通道稳定并且同时提供用于将牵引电池固定到地板结构的(附加)固定可能性。在机动车辆与障碍物发生碰撞的情况下，在很大程度上增强支柱保护中央通道免受变形，因为增强支柱提供用于消散在碰撞中引入到机动车辆车身和地板结构中的碰撞力的附加载荷路径。以这种方式，在很大程度上有效地保护牵引电池免受由于碰撞而导致的变形和任何可能的损坏。
在牵引电池由于其结构本身提供用于消散碰撞力的载荷路径(例如，通过设置在电池或电池壳体中的载荷支架)的情况下，碰撞力可以被分布在由牵引电池提供的载荷路径上和由中央通道上的增强支柱提供的载荷路径上，使得在发生碰撞的情况下牵引电池上的机械载荷被大体上减少。
牵引电池在机动车辆的地板结构上的节省空间的布置是这样实现的：通过将牵引电池设置在中央通道的至少一些增强支柱上，附加固定装置可以被省略，在机动车辆车身的地板结构或牵引电池上，附加固定装置原本将是需要的，例如固定板和/或固定凸缘，由此机动车辆的制造复杂性以及因此制造成本和其重量可以被降低。而且，与设置在中央通道上的增强板相比，增强支柱具有重量较小的优点。
根据本发明的有利实施例，中央通道的开口底侧至少通过一些增强支柱桥接。这里，增强支柱可以大体上在车辆横向方向上(例如，如横向增强支柱)以及在与车辆横向方向成角度的方向上(例如，如斜向增强支柱)桥接中央通道。因为中央通道的开口底侧通过至少一些增强支柱来桥接，所以其开口横截面是封闭的，这导致中央通道的刚度的进一步增加。而且，横向和/或斜向延伸的增强支柱增强中央通道，特别是对于碰撞力大体上在车辆横向方向上被引入到车身和地板结构中的障碍物与车辆车身的侧面碰撞。这些然后可以通过大体上在车辆横向方向上设置在中央通道上的增强支柱来消散，并且保护中央通道免受变形。
本发明的另一有利实施例提供的是，至少一些增强支柱大体上在车辆纵向方向上延伸。因此，特别是，在中央通道的纵向方向上，通过在车辆纵向方向上延伸的至少一个增强支柱提供至少一个附加载荷路径。这增强中央通道，特别是对于机动车辆与障碍物的正面碰撞，因为在发生正面碰撞的情况下，碰撞力大体上在车辆纵向方向上作用于车辆车身以及其地板结构，并且可以通过大体上在车辆纵向方向上延伸的中央通道上的至少一个增强支柱来消散。
本发明的另一同样有利的实施例提供的是，增强支柱被螺栓连接到中央通道。特别是为了在中央通道上更容易地安装增强支柱，螺栓连接提供由于可用于安装的非常有限的装配空间的显著优点。而且，螺栓连接保证增强支柱与中央通道之间在任何作用方向上的足够的力传递。
根据本发明的另一个有利的实施例，牵引电池被螺栓连接到其所附接的增强支柱。而且，在这种情况下，特别是为了在增强支柱上更容易地安装牵引电池，螺栓连接提供由于可用于安装的非常有限的装配空间的显著优点。而且，螺栓连接保证牵引电池与增强支柱之间在任何作用方向上的足够的力传递。
在本发明的另一有利实施例中，地板结构在中央通道的两侧上具有至少一个横向元件，该至少一个横向元件大体上在车辆横向方向上延伸并且其面向中央通道的端部被固定地连接到中央通道。这里，至少一个增强支柱被设置成桥接中央通道，使得其将在中央通道的两侧上的横向元件的相应的端部连接在一起。以这种方式，从中央通道的一侧上的一个横向元件到中央通道的另一侧上的横向元件形成封闭的载荷路径，由此特别是，作用于车辆车身和地板结构上的侧面冲击力可以被横向元件和增强支柱消散，这有利地帮助避免地板结构在发生碰撞的情况下的早期变形。
横向元件可以是用于将座椅固定在机动车辆的乘客舱中的座椅横向元件。座椅横向元件是车辆的安全相关的部件，并且因此在机动车辆与障碍物发生碰撞的情况下必须保证座椅的位置。而且，座椅横向元件构成用于在发生侧面碰撞的情况下引入到车辆车身中的侧面碰撞力的横向载荷路径的主要部分。因此，它们必须保持地板结构尽可能小的变形，以便确保用于机动车辆的乘员的足够的生存空间。这可以通过如上所述根据本发明至少一个增强支柱相对于横向或座椅横向元件的布置得到保证。
根据本发明的另一有利实施例，增强支柱形成梯形框架结构，该梯形框架结构包含大体上在车辆纵向方向上延伸的至少两个纵向增强支柱以及将这些纵向增强支柱连接在一起并且桥接中央通道的多个横向增强支柱。这种梯形框架结构为中央通道提供对于正面碰撞和侧面碰撞的足够刚度，使得在车辆纵向方向上的碰撞力可以经由纵向增强支柱来有效地消散，并且在车辆横向方向上的碰撞力可以通过梯形框架的横向增强支柱来有效地消散。
以与横向增强支柱成一定角度延伸并且还桥接中央通道的斜向增强支柱还可以形成梯形框架的一部分，以便进一步增强中央通道。还可以想到的是，代替横向增强支柱，仅设置经由相应的纵向增强支柱连接在一起的斜向增强支柱。在这种情况下，牵引电池优选被附接到斜向增强支柱，例如螺栓连接到斜向增强支柱。
为了简单安装，在上述增强支柱的梯形框架布置中，纵向增强支柱可以以特别有利的方式被附接(优选螺栓连接)到中央通道，并且牵引电池被附接(优选螺栓连接)到至少一些横向增强支柱。
本发明的另一有利实施例提供的是，牵引电池在车辆横向方向上延伸到中央通道的两侧，并且中央通道的该区域具有在车辆纵向方向上延伸并且在中央通道下方的通道状凹槽。优选的是，机动车辆的内燃发动机的排气***在凹槽中延伸。该实施例构成车辆车身的地板结构上的牵引电池的特别紧凑的布置，虽然它延伸到中央通道的两侧并且被设置在中央通道下方；当牵引电池被安装时，它阻止自由通向可能容纳排气***(例如排气管)的中央通道的内部。然而，牵引电池的凹槽为排气***提供大体上与中央通道本身可以提供的相同仅稍低于中央通道的空间。
特别有利的是，其他管线状元件(例如制动管线、燃料管线和/或电力线，其优选具有比排气***——特别是排气管——更小的直径)可以被容纳在在车辆纵向方向上延伸的中间或通道空间中，该中间或通道空间在牵引电池或桥接中央通道的增强支柱的顶侧与中央通道本身之间形成。
优选的是，牵引电池中的凹槽的高度的尺寸被设置成使得排气***——特别是排气管——被完全接收在牵引电池的凹槽中并且因此不向下突出超过牵引电池的底侧。因而，机动车辆的离地间隙可以被进一步提高。
附图说明
本发明的进一步特征和优点从本发明的示例性实施例的以下描述中显露出来，本发明的示例性实施例不应被限制性地解释并且以下参照附图进行更详细地说明。附图示意性地示出了：
图1是根据本发明的示例性实施例的机动车辆的车身特别是地板结构的仰视透视图；
图2是图1中的车身的地板结构的仰视透视图；
图3是图2的地板结构的仰视平面图；
图4是图3的地板结构的仰视平面图和沿着平面图中标记的剖面线A-A截取的局部剖视图；
图5是图3的地板结构的仰视平面图和沿着平面图中标记的剖面线B-B截取的局部剖视图；
图6是图3的地板结构的仰视平面图和沿着平面图中标记的剖面线C-C截取的局部剖视图；
图7是图6的地板结构的中央通道中的管线状元件的第一布置；以及
图8是图7的管线状元件的第二布置。
在各个附图中，相同功能的部件具有相同的附图标记，因此这些部件通常仅被描述一次。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的示例性实施例的机动车辆(未详细示出)的车身1的仰视透视图。在此处所描述的示例性实施例中，机动车辆是混合动力或插电式混合动力车辆，其具有内燃发动机(未示出)以及至少一个电动马达(也未示出)。
车辆车身1包含地板结构2，该地板结构2进而具有在车辆纵向方向上延伸并且在底部处开口的轮廓的中央通道3。在安装状态下，牵引电池4(图1中未示出)被设置在地板结构2下方(参见例如图6)并且被连接到地板结构2。如图1所示，多个增强支柱5和6被设置在中央通道3上，其增强中央通道3并且与其固定连接。特别是，在图1所示的示例性实施例中，增强支柱包含两个纵向增强支柱5和五个横向增强支柱6。在图1所示的示例性实施例中，增强支柱5和6形成梯形框架结构，该梯形框架结构包含纵向增强支柱5和将这些纵向增强支柱5连接在一起的横向增强支柱6。如下面更详细地说明的，在该示例性实施例中，牵引电池4被附接到增强支柱6中的至少一些。
如图1所示，纵向增强支柱5大体上在车辆纵向方向上延伸，并且横向增强支柱6大体上在车辆横向方向上延伸。因此，中央通道3的开口底侧通过一些增强支柱5、6——即，这里通过五个横向增强支柱6——来桥接，使得中央通道3的开口横截面通过横向增强支柱6来封闭，实现中央通道3的刚度的大幅增加。特别是，在碰撞力大体上在车辆横向方向上被引入到车身1和地板结构2中的障碍物与车辆车身1发生侧面碰撞的情况下，横向增强支柱6提供在车辆横向方向上的附加载荷路径，碰撞力可以沿着该附加载荷路径来消散，使得在这种情况下保护中央通道3免受大幅变形。
此外，纵向增强支柱5为中央通道3提供在车辆纵向方向上的附加载荷路径，特别是对于机动车辆与障碍物发生正面碰撞，使得作用于车辆纵向方向上的碰撞力也可以利用纵向增强支柱6来有效地消散。
图2示出了图1的车身1的单独的地板结构2的仰视透视图。在图2所示的示例性实施例中，在中央通道3的两侧上，地板结构2具有大体上在车辆横向方向上延伸的三个横向元件7。如在图2中明显的是，横向元件7面向中央通道3的相应的端部被固定地连接到中央通道3。根据图2，横向元件7的相对的端部各自被连接到车辆左侧和右侧上的纵向元件8。在所示的示例性实施例中，横向元件7是用于将座椅(未示出)固定在机动车辆的乘客舱(也未示出)中的座椅横向元件。
在图3中，图3示出了图2的地板结构的仰视平面图，很明显的是，在所示的示例性实施例中，特别优选的是，桥接中央通道3的一些增强支柱6被设置成使得它们将在中央通道3的两侧上连接到中央通道3的横向元件7的相应的端部连接在一起。因而，从在中央通道3的一侧上的横向元件7到在中央通道3的另一侧上的各个相应的横向元件7形成封闭的载荷路径，由此特别是作用于车身1和地板结构2上的侧面冲击力可以通过横向元件7和将这些横向元件7连接在一起的增强支柱6来消散，这有利地帮助避免地板结构2在发生碰撞的情况下的早期变形。因此，在机动车辆与障碍物发生碰撞的情况下，特别是在侧面碰撞的情况下，横向元件7将座椅的位置固定在乘客舱中并且因而在这种情况下保证用于机动车辆的乘员的足够的生存空间。
此外，图3示意性地示出了两个纵向增强支柱5如何通过总共八个螺栓连接9被各自附接到中央通道3，四个螺栓连接用于每一个纵向增强支柱5。此外，示出了用于每一个横向增强支柱6的两个螺栓连接10，其用于将牵引电池4(参见例如图6)螺栓连接到增强支柱6。
图3所示的底板11封闭朝向底侧(面对观察者)的地板结构2。由于在图中横向元件7被底板2覆盖，所以这些横向元件7在图3中相应地用虚线绘制。
图4示出了图3的地板结构2的仰视平面图(图像的左半部)和沿着平面图中所示的剖面线A-A截取的局部剖视图(图像的右半部)。由于地板结构2的纵向对称结构，局部剖视图仅示出了沿着剖面线A-A截取的总剖视图的左半部。图4的局部剖视图明显示出的是，横向元件7(座椅横向元件)在其面向中央通道3的端部处被固定地连接到中央通道3，优选焊接到其上。根据图4的局部剖视图，在横向元件7与中央通道3的固定点处，总共三个面板(横向元件7的端部、底板11和中央通道3)被连接在一起，优选焊接在一起。
图5示出了图3的地板结构2的仰视平面图(图像的左半部)和沿着平面图中所示的剖面线B-B截取的局部剖视图(图像的右半部)。由于地板结构2的纵向对称结构，局部剖视图仅示出了沿着剖面线B-B截取的总剖视图的左半部。图5的局部剖视图示出了焊接螺母12被设置在中央通道3的顶部上，用于纵向增强支柱5的螺栓连接9(参照图3)。因此，在该点处，中央通道3的形状偏离原本大体上U形横截面成为焊接螺母12被附接的相应的凸起部分。焊接螺母12允许相应的纵向增强支柱5从中央通道3的底侧简单安装或螺栓连接到中央通道3。
图6示出了图3的地板结构2的仰视平面图(图像的左半部)和沿着平面图中所示的剖面线C-C截取的局部剖视图(图像的右半部)。图6的局部剖视图示出了牵引电池4如何被连接到多个横向增强支柱6之一，优选通过螺栓连接10螺栓连接到多个横向增强支柱6之一。为此，横向增强支柱6在其顶侧上具有用于每一个螺栓连接10的焊接螺母13。如图6的局部剖视图所示，在所示的示例性实施例中，螺栓连接10优选由在该点处桥接牵引电池4的间隔衬套14形成。该焊接螺母13允许牵引电池4从横向增强支柱6的底侧简单安装或螺栓连接到相应的横向增强支柱6。
从图6的局部剖视图中还可以清楚的是，牵引电池4在车辆横向方向上延伸到中央通道3的两侧，并且在中央通道3的区域中具有通道状凹槽15，该通道状凹槽15在车辆纵向方向(垂直于局部剖视图的图像平面)上延伸并且在中央通道3下方。在所示的示例性实施例中，该凹槽15容纳机动车辆的内燃发动机(未示出)的排气***16，特别是排气管16。如图6的局部剖视图所示，在所示的示例性实施例中，排气***16不突出超过牵引电池4的底侧，这保证机动车辆的改进的离地间隙。
在图6所示的示例性实施例中，有利的是，管线状元件18，例如制动管线、燃料管线和/或电力线，可以被紧凑且节省空间地容纳在中间或通道空间17中，该中间或通道空间17由中央通道3的向下开口轮廓形成，，在牵引电池4或横向增强支柱6的顶侧与在其上方延伸的中央通道3的圆弧之间。
图6的局部剖视图还示出了在螺栓连接9的位置处在牵引电池4的顶侧中形成的凹陷19。这些用于形成用于接收从增强支柱5或6突出的螺栓连接9的一部分(例如螺栓头)的足够的空间。
图7示出了图6中的管线状元件18在中央通道3中的第一特定布置。图8示出了图6中的管线状元件18的第二特定布置。从图7中可以清楚的是，管线状元件18(例如制动管线、燃料管线和/或电力线和/或类似物，其优选具有比图6的局部剖视图中所示的排气***16更小的直径)被附接到中央通道3的内部。相比之下，图8中的线18被附接到增强支柱5和/或6，并且优选在增强支柱5和/或6被安装到中央通道3上之前被预装配到增强支柱5和/或6上。
根据本发明的机动车辆已参考附图中示出的示例性实施例进行了详细地说明。然而，机动车辆并不限于本文所描述的实施例，而是包含具有类似功能的另外的实施例。
附图标记列表：
1 车身
2 地板结构
3 中央通道
4 牵引电池
5 纵向增强支柱
6 横向增强支柱
7 横向元件，座椅横向元件
8 纵向元件
9 5与3的螺栓连接
10 4与6的螺栓连接
11 底板
12 3上的焊接螺母
13 6上的焊接螺母
14 间隔衬套
15 凹槽
16 排气***
17 中间/通道空间
18 线
19 凹陷

Claims (9)

1.一种具有至少部分电驱动的机动车辆，所述机动车辆具有机动车辆车身(1)的地板结构(2)和牵引电池(4)，所述牵引电池(4)被设置在所述地板结构(2)的底侧上并且与其连接，其中所述地板结构(2)具有中央通道(3)，所述中央通道(3)在车辆纵向方向上延伸并且具有朝向底部开口的轮廓，其中多个增强支柱(5、6)被设置在所述中央通道(3)上，所述多个增强支柱(5、6)增强所述中央通道(3)并且与其固定连接，其中所述牵引电池(4)被附接到所述增强支柱(5、6)中的至少一些，其中所述地板结构(2)在所述中央通道(3)的两侧上具有至少一个横向元件(7)，所述至少一个横向元件(7)大体上在车辆横向方向上延伸并且其面向所述中央通道(3)的端部被固定地连接到所述中央通道(3)，其中至少一个增强支柱(6)被设置成桥接所述中央通道(3)使得其将在所述中央通道(3)的所述两侧上的所述横向元件(7)相应的端部连接在一起；
其中所述牵引电池(4)在所述车辆横向方向上延伸到所述中央通道(3)的所述两侧。
2.根据权利要求1所述的机动车辆，其中所述中央通道(3)的开口侧至少通过所述增强支柱中的一些(6)桥接。
3.根据权利要求1或2所述的机动车辆，其中所述增强支柱中的至少一些(5)大体上在所述车辆纵向方向上延伸。
4.根据前述权利要求中任一项所述的机动车辆，其中所述增强支柱(5、6)被螺栓连接到所述中央通道(3)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的机动车辆，其中所述牵引电池(4)被螺栓连接到其所附接的所述增强支柱(5、6)。
6.根据权利要求1所述的机动车辆，其中所述横向元件(7)是用于固定座椅的座椅横向元件。
7.根据前述权利要求中任一项所述的机动车辆，其中所述增强支柱(5、6)形成梯形框架结构，所述梯形框架结构包含大体上在所述车辆纵向方向上延伸的至少两个纵向增强支柱(5)和将这些所述纵向增强支柱(5)连接在一起并且桥接所述中央通道(3)的多个横向增强支柱(6)。
8.根据权利要求7所述的机动车辆，其中所述纵向增强支柱(5)被附接到所述中央通道(3)并且所述牵引电池(4)被附接到至所述横向增强支柱(6)中的至少一些。
9.根据前述权利要求中任一项所述的机动车辆，其中所述牵引电池(4)在所述中央通道(3)的区域中具有通道状凹槽(15)，所述通道状凹槽(15)在所述车辆纵向方向上延伸并且在所述中央通道(3)下方并且容纳内燃发动机的排气***(16)。
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