CN111469926B - 用于机动车的充电设备和带有该充电设备的机动车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于机动车的充电设备(15)，具有：用于布置在机动车(10)的底侧上的非接触式充电装置(16)，其构造成为，使能量可无接触地传输给充电装置(16)；以及副车架横梁(17)，其沿第一方向(x)布置在非接触式充电装置(16)之前，且沿垂直于第一方向(x)的第二方向(y)具有纵向延伸。副车架横梁(17)朝向充电装置(16)的侧(17a)和充电装置(16)朝向副车架横梁(17)的侧(16c)构造成，使在副车架横梁(17)由于事故造成反向于第一方向(x)运动且副车架横梁(17)反向于第一方向(x)施加力到充电装置(16)朝向副车架横梁(17)的侧(16c)上时，充电装置至少部分沿与第一和第二方向(x、y)不同的第三方向(z)运动。

Description

用于机动车的充电设备和带有该充电设备的机动车

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的充电设备，其中充电设备具有：用于布置在机动车的底侧上的非接触式的充电装置，充电装置构造成为，能量可无接触地传输给充电装置。此外，充电设备具有副车架横梁，副车架横梁沿第一方向布置在非接触式的充电装置之前，且沿垂直于第一方向的第二方向具有纵向延伸。本发明也包括带有这样的充电设备的机动车。

背景技术

机动车通常具有车架和副车架，其在事故的情况下应吸收尽可能多的碰撞能且例如应通过变形而消除。在此，上述副车架横梁的走向典型地在机动车的前部区域中平行于车辆横轴。如果例如发生前部碰撞，那么也应通过该横梁或横支撑、特别是通过该横梁的变形消除尽可能多的碰撞能。

文献US 9,828,037 B2描述了一种机动车的结构式的承载构件，由该承载构件通过减小在副车架中的力水平来提供例如高压电池的负载降低。

此外，文献US 6,099,039 A描述了一种用于在事故时吸收碰撞能的副车架。

非接触式的充电装置也由现有技术已知，例如感应式充电装置。布置在机动车侧的充电装置在此通常称为次级充电装置，基础设施侧的充电装置在此通常称为初级充电装置。通过初级充电装置与次级充电装置的感应式联接可以将能量由初级充电装置传输给次级充电装置，借助于次级充电装置可以给机动车电池、例如高压电池充电。

在事故的情况下重要的是，自然除了尽可能广泛地保护机动车乘客之外也尽可能好地保护机动车的相关构件。这样的构件例如是上述充电装置以及还有机动车的高压电池。正是由于高压电池的损坏具有特别高的危险，特别是也对于机动车的乘客具有危险，例如通过火灾。在碰撞、特别是前部碰撞的情况下，值的期望的是，尽可能地也尽可能好地保护充电装置以及高压电池免于损坏且尽可能有效地消除碰撞能。为了实现这一点，通常需要昂贵的、加强的部件、变型件或诸如此类，其被安装，用以保护所述的构件以及座舱。然而这需要大量结构空间且极大地提高机动车的重量。

发明内容

因此，本发明的任务在于，揭示一种可能，即如何通过尽可能简单、成本有利、结构空间有效和减轻重量的方式提供机动车的碰撞特性的改善。

该任务通过具有相应的独立权利要求的特征的充电设备和机动车解决。本发明有利的设计方案是从属权利要求、说明书和附图的主题。

按照本发明用于机动车的充电设备具有用于布置在机动车的底侧上的非接触式的充电装置，其中充电装置构造成为，使得能量可无接触地传输给充电装置。此外，充电设备具有副车架横梁，副车架横梁沿第一方向布置在非接触式的充电装置之前，且沿垂直于第一方向的第二方向具有纵向延伸。副车架横梁朝向充电装置的侧和充电装置朝向副车架横梁的侧构造成，使得在副车架横梁由于事故造成反向于第一方向运动且副车架横梁反向于第一方向、特别是由此引起施加力到充电装置朝向副车架横梁的侧上时，该充电装置至少部分沿与第一和第二方向不同的第三方向运动，第三方向特别是在充电装置安装在机动车上的状态下从机动车指向地面的方向。

在此本发明基于如下认识：碰撞能量可特别有效地通过机动车的副车架、特别是副车架横梁的变形拦截。为此需要的是，如果充电设备位于在机动车上的其常规的安装位置上，那么该副车架横梁在碰撞、特别是前部碰撞的情况下也可以充分变形，亦即反向于上述第一方向，第一方向优选表示由机动车尾部到机动车前部的方向。换言之，如果充电设备位于在常规布置在机动车上的状态下，那么第一方向相应于机动车在向前行驶时的行驶方向。

然而正是在这样的电动车和混合动力车辆中，其具有包括感应式充电方式的高压电池，在车辆中也必须附加地设置高压电池以及充电装置自身。在此，正是沿行驶方向在横梁之后的区域证实为有利和结构空间有效的。那么如果例如由机动车前部朝车辆尾部看去充电装置设置在副车架横梁之后，而高压电池又布置在充电装置之后，那么却极大限制副车架横梁的变形路径。然而为了可以吸收尽可能多的能量，特别是通过副车架的变形，不允许通过充电装置阻隔副车架横梁。这一点现在有利地按照本发明可由此实现，即如果副车架横梁由于事故造成力施加而挤压到充电装置上，那么充电装置至少部分沿上述第三方向运动。换言之，向下从块环链(Blockkette)挤压，副车架可以变形且因此特别有效地拦截碰撞能。该改进的另一优点再者也在于，充电装置自身可几乎无损坏地从该碰撞链逃脱。那么不会通过副车架横梁压碎充电板或充电装置。由此可以显著降低这样的充电装置在碰撞之后的维修成本。再者如此也阻止：将充电装置挤压到高压电池上，而无需设有任何用于保护高压电池的附加的加固措施。此外，因为充电装置在碰撞的情况下通过副车架横梁向下、亦即沿上述第三方向运动，所以也可以特别有效地保护座舱免于多种不同构件的进入。

如上所述，副车架横梁可以是机动车的副车架的一部分，其典型地平行于机动车横轴、在此限定的第二方向延伸。可以是横支撑的副车架横梁例如连接机动车的两个在机动车的对置侧上沿车辆纵向方向延伸的车架件。

非接触式的充电装置一般可以构成为电容性的充电装置，然而优选构成为感应式充电装置，其为此设计为，通过与初级充电装置的感应式联接由初级充电装置获得能量。充电装置此外如此设计，使得该充电装置在由事故造成的作用之前是无电压地断开的，特别是在安装在机动车上的状态下已经在机动车行驶之前是无电压断开的。这例如由此实现，其方法是直接在实施在机动车的停止状态下的充电过程之后在机动车行驶之前关断充电装置，或者将充电装置与其余的机动车车载电网或至少与高压电池脱离。此外，非接触式的充电装置例如可以构成为包括充电线圈的充电板。

在本发明的另一有利的设计方案中，充电装置如此固定，使得在副车架横梁由于事故造成反向于第一方向运动且副车架横梁由此引起反向于第一方向施加力到充电装置朝向副车架横梁的侧上时，充电装置执行环绕转动轴线的转动，转动轴线的走向平行于第二方向，由此充电装置的朝向副车架横梁的部分沿第三方向运动。换言之，充电装置在前部碰撞时由于通过副车架横梁的力作用向下翻转，其中充电板也执行环绕转动轴线的转动。这可以通过充电装置的适合的固定简单地得以实现。

通过该翻转运动或转动，充电装置有利地即便如此还保持固定在机动车上，且另一方面即便如此在前部碰撞的情况下从块环链(Blockkette)逃脱。通过该翻转运动，充电板在前部碰撞的情况下保持几乎未受损伤且有利地释放用于副车架横梁变形以便拦截碰撞能的路径。

在本发明的另一有利设计方案中，副车架横梁构成为具有倾斜部。这样的倾斜部可通过不同方式和方法提供。例如倾斜部可由此形成，使得副车架横梁的厚度反向于第一方向在副车架横梁的部分宽度上减小。由此倾斜部可特别节省材料地构成。备选地，倾斜部也可以构造在副车架横梁的底侧中，而无需副车架横梁的厚度反向于第一方向在副车架横梁的部分宽度上减小。副车架横梁例如可以构成为以其朝向充电装置的端部向上拱起或弯曲，其中其厚度可保持不变或增大。副车架横梁因此在没有减小的厚度的情况下在倾斜部地区域中更稳定。

备选或附加地，充电装置也可构成为具有倾斜部，特别是同样如此使得充电装置的厚度反向于第一方向在充电装置反向于第一方向的长度的至少一部分、特别是第一部分上增大，其中第一方向在充电装置布置在机动车的底侧上的状态下从机动车的尾部朝机动车前部的方向指向。但是在此可考虑备选的构造方式以提供充电装置的倾斜部。副车架横梁和/或充电装置可以在其相对的侧上设有滑离倾斜部、特别是互补构成的相应的滑离倾斜部，其导致：在碰撞的情况下通过由副车架横梁施加力向下挤压充电装置。

在此特别有利的是，充电装置的倾斜部通过充电装置的上侧提供。充电装置的上侧在此表示充电装置的这样的侧，该侧充电装置常规安装在机动车上的位置上朝向机动车且背向地面。充电装置的对置侧相应地形成充电装置的底侧。相应地，充电装置的底侧例如可以构成为平的。在反向于第一方向观察对充电装置的情况下，充电装置的上侧相对于关于充电装置的常规安装位置的水平相应地具有正的坡度，由此提供倾斜部。如果副车架横梁反向于第一方向挤压到充电装置、特别是该倾斜部上，那么通过构造成的倾斜部将充电装置按照斜平面的作用原理自动向下、亦即沿第三方向运动。

在此非强制需要的是，不仅充电装置而且副车架横梁构成为具有这样的滑离倾斜部，也可以设定，或者仅仅充电装置或者仅仅副车架横梁具有这样的倾斜部。但是，如果不仅充电装置而且副车架横梁构成为具有这样的倾斜部，在由于事故造成通过副车架横梁施加力的情况下，充电装置沿第三方向的运动会特别有效。

副车架横梁的倾斜部在此优选地通过副车架横梁的底侧提供。副车架横梁的底侧在此表示副车架横梁的这样的侧，该侧副车架横梁的常规安装在机动车上位置上背向机动车且朝向地面。沿第一方向观察副车架横梁，副车架横梁的底侧的走向带有负的坡度，至少局部且优选在副车架横梁的底侧最接近充电装置的区域中。相应地，充电装置的倾斜部优选通过充电装置的上侧的最接近副车架横梁区域提供。在此，充电装置的倾斜部那么不必须反向于第一方向延伸经过充电装置的全部上侧，而是例如可以限于充电装置沿第一方向的长度的至少一部分，其在下文中也称为“第一部分”。充电装置也可以在充电装置反向于第一方向的长度的紧接着第一部分的第二部分中同样具有倾斜部，或者不构成为倾斜部而以任意其他方式构成。在长度的第二部分中，充电装置的上侧例如也可以构成为平的且关于常规的安装位置水平延伸。

充电装置的上侧在第一和在可选择的第二部分中的坡度可以在其走向中是相同的，也可以是不同的。正是在第一部分中，其中提供充电装置的上述倾斜部，上侧优选具有不变的坡度。这具有大的优点，即在副车架横梁的对应的倾斜部上的滑离可特别简单地且没有歪斜或诸如此类地实现。

此外，副车架横梁和/或充电装置的倾斜部、特别是滑离倾斜部可以沿第二方向——其对应于在充电设备的常规安装位置上车辆横轴——仅仅在副车架横梁和/或充电装置的部分区域上延伸或者分别在整个副车架横梁和/或充电装置上延伸。

此外，本发明涉及带有按照本发明的充电设备或其设计方案的机动车。对于按照本发明的充电设备和其设计方案所述的优点在此同样适用于按照本发明的机动车。

如上所述，充电装置在此优选如此布置在机动车的底侧上，使得第一方向从机动车尾部指向机动车前部，而第三方向从机动车指向地面。

附加地，机动车优选地具有高压电池，其中充电装置沿第一方向布置在高压电池与副车架横梁之间。由此充电装置可以关于高压电池优选地承担保护功能。因为在由于事故造成通过副车架横梁施加力的情况下从块环链向下挤压充电装置，且由此创造了对于副车架横梁的变形空间，以便消除碰撞能，而在此不会由于将充电装置由副车架横梁挤压到高压电池上而损坏高压电池，且不会在副车架横梁与附加的用于保护高压电池的保护装置之间压碎充电装置自身。

本发明还包括按照本发明的机动车的改进方案，其具有如已经结合按照本发明的充电设备的改进方案所述的特征。出于这个原因，按照本发明的机动车的相应的改进方案在此不再赘述。

按照本发明的机动车优选设计为汽车，特别是轿车或卡车，或者设计为公共汽车或摩托车。

本发明也包括所述实施形式的特征的组合。

附图说明

在下文中描述本发明的实施例。其中：

图1示出带有按照本发明的一个实施例的充电设备的机动车的示意图；以及

图2示出在按照本发明的一个实施例的前部碰撞的情况下来自图1的机动车的示意图。

具体实施方式

在下文中阐明的各实施例是本发明的优选实施形式。在各实施例中，各实施形式的所述构件各自表示本发明的各个可相互无关考虑的特征，它们也各自相互无关地改进本发明。因此本公开也应包括不同于各实施形式的特征的所公开的组合的组合。此外，所述各实施形式也可通过本发明的所述特征中的另外的特征补充。

在各附图中，相同附图标记分别表示功能相同的部件。

图1示出了机动车10的示意图，机动车10带有高压电池12和按照本发明的一个实施例的充电设备15。充电设备15在此包括充电装置16、特别是感应式充电装置16以及副车架横梁17。副车架横梁17在此是机动车10的副车架的一部分。副车架横梁17在该示例中以横截面视图示出且其纵向延伸方向沿在图1和图2中示出的坐标系的y方向延伸。此外，副车架横梁17在此沿第一方向布置在充电装置16之前，第一方向对应于在此示出的x方向。该第一方向那么对应于从机动车10的尾部到机动车前部10b的方向，尾部在此出于清晰性的原因未示出。充电装置16在此布置在机动车10的底侧10a上且具有第一侧16a——第一侧16a朝向地面18，机动车10位于该地面上——以及与第一侧16a对置的第二侧16b，第二侧16b是充电装置16的上侧。高压电池12同样布置在机动车10的底侧上，亦即在机动车10的底部区域中，特别是在机动车10的两个轮轴之间。充电装置16相应地布置在副车架横梁17与高压电池12之间。

不仅充电装置16而且副车架横梁17现在有利地在其相互相对的侧上具有滑离倾斜部。充电装置的滑离倾斜部在此以16c表示，副车架横梁17的滑离倾斜部以17a表示。如果发生前部碰撞，如图2中所示，那么将副车架横梁17反向于第一方向x挤压到充电装置16上，其中相应的滑离倾斜部17a、16a引起：由此将感应式充电板或感应式充电装置16从块环链向下——亦即沿在此示出的z方向——挤压。由此副车架横梁17可以变形且由此消除碰撞能的大部分。此外，由此在前部碰撞时不压碎充电装置16，由此在这样的碰撞之后显著降低充电装置的维修成本。而且高压电池12至少直至特定的碰撞强度保持未受影响，不仅未受副车架横梁17而且未受充电装置16的影响，亦即未损坏或几乎未损坏。

此外优选地是，充电装置16如此固定，特别是固定在机动车10的底侧10a上，使得在由于事故造成通过副车架横梁17施加力的情况下以相对于第一方向x作用的力执行翻转运动，从而将充电装置16的朝向副车架横梁17的前部分向下沿z方向挤压，而与副车架横梁17距离最远的下部分不或几乎不执行向下的偏转。因此，充电装置16执行环绕转动轴线的翻转运动且因此释放用于副车架横梁17变形的空间。

充电装置16的滑离倾斜部16c可以在整个长度L上延伸或者限于充电装置16的总长度L的第一部分l1。此外，充电装置16的上侧16可以在充电装置16的长度L的这样的第二部分l2中构成为具有任意几何结构。

此外，优选最晚在事故造成施加之前且优选已经在机动车10的行驶之前无电压地关断充电装置16。那么充电装置16至少与高压电池12脱耦。

通过副车架横梁17和充电装置16的滑离倾斜部17a、16c现在有利地可以阻止通过充电装置16的阻塞形成，且保持副车架横梁17的变形路径。由此副车架可以通过变形特别好地吸收能量、特别是碰撞能，且不被充电装置16阻塞。

总体上，各示例示出：如何可以通过本发明实现副车架和感应式充电板的连接，其中副车架横梁和感应式充电板设有滑离倾斜部，从而感应式充电板在前部碰撞的情况下可向下从块环链(Blockkette)挤压，且碰撞能可通过副车架横梁的变形、特别是几乎不受阻碍的变形吸收，由此可通过特别简单、节省重量和成本有利的方式极大地改善机动车的碰撞特性。

Claims (8)

1.一种用于机动车的充电设备(15)，该充电设备(15)具有：

·用于布置在机动车(10)的底侧(10a)的非接触式的充电装置(16)，其中该充电装置(16)构造成，使得能量能无接触地传输给所述充电装置(16)；以及

·副车架横梁(17)，该副车架横梁沿第一方向(x)布置在非接触式的充电装置(16)之前，以及沿垂直于第一方向(x)的第二方向(y)具有纵向延伸；

其特征在于，

所述副车架横梁(17)朝向充电装置(16)的侧(17a)和所述充电装置(16)朝向副车架横梁(17)的侧(16c)构造成，使得在所述副车架横梁(17)由于事故造成反向于第一方向(x)运动且所述副车架横梁(17)反向于第一方向(x)施加力到所述充电装置(16)朝向副车架横梁(17)的侧(16c)上时，所述充电装置(16)至少部分地沿与第一和第二方向(x、y)不同的第三方向(z)运动，其中，所述副车架横梁(17)朝向充电装置(16)的侧(17a)构成为具有在所述副车架横梁(17)的常规安装位置在朝向所述第一方向(x)的那侧相对于地面(18)以钝角倾斜的倾斜部，所述充电装置(16)朝向副车架横梁(17)的侧(16c)构成为具有在所述充电装置(16)的常规安装位置在朝向所述第一方向(x)的那侧相对于地面(18)以钝角倾斜的倾斜部。

2.根据权利要求1所述的充电设备(15)，其特征在于，所述充电装置(16)如此固定，使得在所述副车架横梁(17)由于事故造成反向于第一方向(x)运动且所述副车架横梁(17)反向于第一方向(x)施加力到所述充电装置(16)朝向副车架横梁(17)的侧(16c)上时，所述充电装置(16)执行环绕一转动轴线的转动，该转动轴线平行于第二方向(y)延伸，由此充电装置(16)朝向副车架横梁(17)的部分沿第三方向(z)运动。

3.根据权利要求1所述的充电设备(15)，其特征在于，所述副车架横梁(17)的所述倾斜部由此形成，即，所述副车架横梁(17)的厚度反向于第一方向(x)在副车架横梁(17)的部分宽度上减小。

4.根据权利要求1所述的充电设备(15)，其特征在于，所述副车架横梁(17)的所述倾斜部构造在所述副车架横梁的底侧，而不使该副车架横梁(17)的厚度反向于第一方向(x)在副车架横梁(17)的部分宽度上减小。

5.根据权利要求1至4之一所述的充电设备(15)，其特征在于，所述充电装置(16)的倾斜部构造成使得所述充电装置(16)的厚度反向于第一方向(x)在所述充电装置(16)的长度(L)的至少一部分(l1)上增大，其中所述第一方向在充电装置(16)布置在机动车(10)底侧(10a)上的状态下从机动车(10)的尾部朝机动车前部(10b)的方向指向。

6.一种机动车(10)，包括根据权利要求1至5之一所述的充电设备(15)。

7.根据权利要求6所述的机动车(10)，其特征在于，所述充电装置(16)如此布置在所述机动车(10)的底侧(10a)上，使得第一方向(x)从机动车(10)的尾部指向机动车前部(10b)，第三方向(z)从机动车(10)指向地面(18)的方向。

8.根据权利要求6或7所述的机动车(10)，其特征在于，所述机动车(10)具有高压电池(12)，其中所述充电装置(16)沿第一方向(x)布置在所述高压电池(12)与副车架横梁(17)之间。

Images