能量吸收下边梁总成的制作方法
【专利摘要】一种示例下边梁总成包括位于车辆横向侧的车辆下边梁以及位于车辆的电池组横向侧的电池下边梁。示例能量吸收方法包括将侧负荷的第一部分引导通过第一负荷路径以及将侧负荷的第二部分引导通过第二负荷路径，第一负荷路径延伸通过位于车辆横向侧的车辆下边梁，第二负荷路径延伸通过位于电池组横向侧的电池下边梁。
【专利说明】
能量吸收下边梁总成
技术领域
[0001]本发明针对一种电动车辆的电池组并且更具体地针对在侧碰撞期间吸收施加到电动车辆的能量以及附接电池组。
【背景技术】
[0002]电动车辆使用电动马达来推进。电动车辆、混合动力电动车辆(HEV)和插电式混合动力电动车辆(PHEV)是示例类型的电动车辆。电池组为电动马达供电。一些电池组被容纳在电动车辆的底板附近。
【发明内容】
[0003]根据本发明示例性方面的下边梁总成，除其它方面外包含位于车辆横向侧的车辆下边梁，以及位于车辆的电池组横向侧的电池下边梁。
[0004]在上述总成的进一步非限制性实施例中，车辆下边梁纵向地延伸第一距离，并且电池下边梁纵向地延伸第二距离，第二距离小于第一距离。
[0005]在任一上述总成的进一步非限制性实施例中，该车辆下边梁从邻近前车轮轮室的前部位置纵向地延伸到邻近后车轮轮室的后部位置。电池下边梁纵向地延伸电池组的纵向长度。
[0006]在任一上述总成的进一步非限制性实施例中，电池下边梁直接地固定于车辆下边
Wi
O
[0007]在任一上述总成的进一步非限制性实施例中，电池下边梁直接地固定于电池组。
[0008]在任一上述总成的进一步非限制性实施例中，电池下边梁直接地固定于车辆下边梁向下的表面。
[0009]在任一上述总成的进一步非限制性实施例中，电池下边梁可相对于电池组压溃以吸收部分碰撞能。
[0010]在任一上述总成的进一步非限制性实施例中，车辆下边梁从车辆的中心横向地延伸比电池下边梁更远。
[0011]在任一上述总成的进一步非限制性实施例中，电池下边梁位于所述车辆下边梁的竖直下方。
[0012]在任一上述总成的进一步非限制性实施例中，电池下边梁直接固定于电池组的横向侧和电池组向下的表面。
[0013]在任一上述总成的进一步非限制性实施例中，车辆下边梁、电池下边梁或两者是被挤出的。
[0014]在任一上述总成的进一步非限制性实施例中，车辆下边梁、电池下边梁或两者是被冲压的。
[0015]根据本发明示例性方面的能量吸收方法，除其它方面外包括，将侧负荷的第一部分引导通过第一负荷路径以及将侧负荷的第二部分引导通过第二负荷路径，第一负荷路径延伸通过位于车辆横向侧的车辆下边梁，第二负荷路径延伸通过位于电池组的横向侧的电池下边梁。
[0016]在上述方法的进一步非限制性实施例中，该方法包含当施加侧负荷时独立于车辆下边梁地压溃电池下边梁。
[0017]在任一上述方法的进一步非限制性实施例中，该方法包括将车辆下边梁固定到电池组的横向侧和电池组向下的表面。
[0018]在任一上述方法的进一步非限制性实施例中，该方法包括将电池下边梁固定于车辆下边梁向下的表面。
[0019]在任一上述方法的进一步非限制性实施例中，车辆下边梁纵向地延伸第一距离并且电池下边梁纵向地延伸第二距离，该第二距离小于第一距离。
[0020]在任一上述方法的进一步非限制性实施例中，车辆下边梁从邻近前车轮轮室的前部位置纵向地延伸到邻近后车轮轮室的后部位置，并且电池下边梁纵向地延伸电池组的纵向长度。
[0021]根据本发明的一方面，提供一种下边梁总成，包含:
[0022]位于车辆横向侧的车辆下边梁；以及
[0023]位于车辆的电池组横向侧的电池下边梁，该电池下边梁与电池组分开并且区别于电池组。
[0024]根据本发明的一个实施例，其中车辆下边梁纵向地延伸第一距离，并且电池下边梁纵向地延伸第二距离，该第二距离小于第一距离。
[0025]根据本发明的一个实施例，其中车辆下边梁从邻近前车轮轮室的前部位置纵向地延伸到邻近后车轮轮室的后部位置，并且电池下边梁纵向地延伸电池组的纵向长度。
[0026]根据本发明的一个实施例，其中电池下边梁直接地固定于车辆下边梁，电池下边梁和车辆下边梁各设置有与电池组分开并且区别于电池组的周向连续的横截面。
[0027]根据本发明的一个实施例，其中电池下边梁直接地固定于电池组并且固定到车辆下边梁向下的表面，以使电池下边梁的周向连续的横截面与电池组的横向外壁横向地分开，从而提供位于电池下边梁横向外壁和横向内壁之间的开放区域。
[0028]根据本发明的一个实施例，其中电池下边梁直接地固定于车辆下边梁向下的表面。
[0029]根据本发明的一个实施例，其中电池下边梁可相对于电池组压溃以吸收部分碰撞會K。
[0030]根据本发明的一个实施例，其中车辆下边梁从车辆的中心横向地延伸比电池下边梁更远。
[0031]根据本发明的一个实施例，其中电池下边梁位于车辆下边梁的竖直下方。
[0032]根据本发明的一个实施例，其中电池下边梁在第一位置和与第一位置分开的第二位置直接地固定到电池组，第一位置位于电池组横向侧，并且第二位置位于电池组向下的表面，电池下边梁仅在第一位置处接触横向侧并且在除第一位置以外的区域与横向侧横向地分开。
[0033]根据本发明的一个实施例，其中车辆下边梁和电池下边梁是相同的材料并且两者都是被挤出的。
[0034]根据本发明的一个实施例，其中车辆下边梁和电池下边梁是相同的材料并且两者都是被冲压的。
[0035]根据本发明的一方面，提供一种能量吸收方法，包含:
[0036]将侧负荷的第一部分引导通过第一负荷路径，该第一负荷路径延伸通过位于车辆横向侧的车辆下边梁；以及
[0037]将侧负荷的第二部分引导通过第二负荷路径，该第二负荷路径延伸通过位于电池组的横向侧的电池下边梁，侧负荷的第二部分独立于电池组地压溃电池下边梁。
[0038]根据本发明的一个实施例，该方法进一步包含当施加侧负荷时独立于车辆下边梁地压溃电池下边梁以及电池组的所有部分。
[0039]根据本发明的一个实施例，该方法进一步包含将电池下边梁固定到电池组的横向侧和电池组向下的表面，电池下边梁设置有位于电池组横向外侧的周向连续的横截面。
[0040]根据本发明的一个实施例，该方法进一步包含将电池下边梁固定于车辆下边梁向下的表面。
[0041]根据本发明的一个实施例，其中车辆下边梁纵向地延伸第一距离并且电池下边梁纵向地延伸第二距离，该第二距离小于第一距离。
[0042]根据本发明的一个实施例，电池下边梁包含在界面处彼此连接的外部和内部，从而提供位于电池组横向最外层壁外侧的周向连续的横截面。
[0043]根据本发明的一个实施例，其中内部在第一位置和与第一位置分开的第二位置直接固定到电池组，第一位置位于电池组横向侧，并且第二位置位于电池组向下的表面，电池下边梁仅在第一位置和第二位置接触电池组，内部在除第一位置以外的区域与横向侧横向分开。
[0044]根据本发明的一方面，提供一种包含前述下边梁总成的车辆总成，并且该车辆总成进一步包含容纳多个电池单元的电池组，其中电池下边梁包含在界面处彼此连接的外部和内部，从而提供位于电池组横向最外层壁外侧的周向连续的横截面。
[0045]根据本发明的一方面，提供一种包含前述下边梁总成的车辆总成，并且该车辆总成进一步包含电池组，该电池组具有面向横向的壁，该面向横向的壁具有从该面向横向的壁横向延伸的凸缘，下边梁总成至少部分地固定于该面向横向的壁，以使该凸缘横向地重叠于下边梁总成的一部分。
[0046]可以单独地或任意组合地使用前述段落、权利要求或下列附图和说明书中的实施例、示例以及替代形式，包括它们任意的各种方面或各自的独立特征。关于一个实施例所描述的特征可以应用于所有的实施例，除非这样的特征是不兼容的。
【附图说明】
[0047]所公开示例的各种特征及有利之处将从下列【具体实施方式】中对本领域的技术人员而言是显而易见的。伴随【具体实施方式】的附图可以简要描述如下:
[0048I图1示出了示例电动车辆的示意图；
[0049]图2示出了图1的电动车辆和柱的透视图；
[0050]图3示出了图2的电动车辆和柱的仰视图；
[0051 ]图4示出了沿图3的线4-4的剖视图；
[0052]图5示出了图4的剖面的透视图。
【具体实施方式】
[0053]本发明总体涉及吸收施加到电动车辆的负荷。更具体地，本发明涉及吸收施加到电动车辆的侧负荷。
[0054]参考图1-3，示例电动车辆10包括用于为电动马达18供电的电池组14。车辆10包括由电动马达18驱动的车轮22。电动马达18从电池组14接收电能且将电能转换为用于驱动车轮22的扭矩。
[0055]示例车辆10是全电动车辆。在其他示例中，车辆10是混合动力电动车辆，该车辆使用内燃发动机代替电动马达18或除电动马达18之外使用内燃发动机来选择性地驱动车轮22。在混合动力电动车辆示例中，电动马达18可以选择性地作为发电机运行以为电池组14再充电。
[0056]示例电池组14安装于车辆10的底板26的下方或邻近车辆10的底板26且位于车辆1的乘客舱28的下方。示例电池组14包括容纳多个电池单元的电池外壳。示例车辆1包括用于吸收施加的负荷的结构以阻止负荷扰乱电池组14和车辆10的其他部件。
[0057]施加到车辆10的负荷的类型可以是侧碰撞负荷。侧碰撞负荷的一个示例包括在车辆10的侧面接触柱30时施加到车辆10的负荷。为了模拟该接触，车辆10可以相对于柱30移动直至柱30与车辆10的横向侧面34接触。
[0058]示例车辆10包括帮助车辆10吸收与柱30接触所产生的负荷的下边梁总成38。下边梁总成38与横向侧面34相连。另一下边梁总成38'与和侧面34相对的横向侧面34'相连。
[0059]在该示例中，下边梁总成38表示车辆结构40的横向最外侧的部分。在一些示例中，下边梁总成38被认为是梁。下边梁总成38和下边梁总成38'关于车辆10的中心线对称。示例下边梁总成38可以与车架上的车身或承载式车身的车辆连接使用。
[0060]示例下边梁总成38包括车辆下边梁42和电池下边梁44。车辆下边梁42从邻近前车轮轮室48的前部位置到邻近后车轮轮室50的后部位置纵向地延伸距离Dl。电池下边梁44纵向地延伸第二距离D2，第二距离D2总体上对应于电池组14的纵向长度。值得注意地，第二距离D2小于第一距离Dl。
[0061 ] 现在在继续参照图2和图3的情况下参照图4和图5，示例车辆下边梁42包括外部54和内部56。外部54和内部56各自包括在连接部58和60彼此附接的凸缘。外部54和内部56之间的附接部可以是例如焊接附接部。
[0062]电池下边梁44连接到车辆下边梁42内部56向下的侧面62。在该示例中，电池下边梁44位于车辆下边梁42的竖直的下方。在其他示例中，电池下边梁44可以部分地位于车辆下边梁42的竖直下方。
[0063]可以使用机械紧固件64将电池下边梁44连接到车辆下边梁42。在车辆10组装期间，使用至少机械连接件64将电池组14安装到车辆结构40。
[0064]电池下边梁44在位置66处连接到电池组14的横向外侧68。可以想到其他附接方案。例如，电池下边梁44可以被附接到电池组14的顶部。
[0065]电池下边梁44在第二位置70被连接到电池组14向下的侧面72。可以想到其他附接方案。例如，电池下边梁44可以被附接到外侧68。具有电池下边梁44的电池组14可以作为单个单元一起被组装到车辆I O。
[0066]电池下边梁44包括外部74和内部76。外部74和内部76在连接部78和80彼此连接，连接部78和80分别位于位置66和70附近。示例电池下边梁44的横截面是梯形，但不限于该形状。对于本领域技术人员而言横截面的示例变化和改变是显而易见的。
[0067]示例车辆下边梁42从车辆10的中心横向地延伸比电池下边梁44更远。在其他示例中，可以重新定位连接部60以使电池下边梁44能够从车辆10的中心横向地延伸至车辆下边梁42。
[0068]当车辆10移动至与柱30接触时，侧负荷被施加到车辆10。该侧负荷的一部分被引导通过第一负荷路径LPl，第一负荷路径LPl延伸通过车辆下边梁42。随着侧负荷增加以及柱30移动更靠近车辆10的中心，侧负荷的第二部分被引导通过第二负荷路径LP2，第二负荷路径LP2延伸通过电池下边梁44。
[0069]电池下边梁44除了提供第二负荷路径LP2的部分之外，其能够在被施加集中负荷--例如来自柱的侧负荷--时充当阻止车辆下边梁42压溃的加强件。将车辆下边梁42
和电池下边梁44连在一起的机械紧固件或连接件作为将车辆下边梁42和电池下边梁44结合在一起作为双强度部件的剪切键。
[0070]缺少电池下边梁44的传统设计通常需要利用尼龙嵌件或挤出多单元铝型材来加固，从而阻止当施加集中负荷--例如来自柱的侧负荷--时的压溃。
[0071]分开的负荷路径可以在碰撞期间更好地管理来自电池组14的内部能量。电池下边梁44被附接到电池组14的侧面。电池下边梁44消耗能量，这将降低传输到电池组14的碰撞會K。
[0072]在该示例中，电池组14由电池下边梁44保持。电池下边梁44为电池组14提供碰撞保护，以提供与第一负荷路径LPl分开的第二负荷路径LP2。两个负荷路径大体上完全独立，但例如由于紧固件其可以在某种程度上重叠。
[0073]部分由于分开的负荷路径LPl和LP2以及具有与电池下边梁44的横截面分开的横截面的车辆下边梁，车辆下边梁42和电池下边梁44由于侧负荷而彼此独立地压溃。在压溃期间，相对小的负荷通过紧固件被传递。车辆下边梁42和电池下边梁44由于它们压溃而吸收能量。在该示例中，车辆下边梁42和电池下边梁44被认为彼此独立地压溃。在另一示例中，车辆下边梁42和电池下边梁44彼此部分独立地压溃。
[0074]双负荷路径容许车辆下边梁42被设计为适于缺少电池组14和电池下边梁44的传统车辆内的集中侧负荷。之后可以将相同的车辆下边梁42用于具有电池组14和电池下边梁44的电动车辆。
[0075]示例电池下边梁44提供位于电池组14和柱30之间的直接和独立的负荷路径，其可以被大体设计为针对由于大的电池惯性的另外的负荷。位于电池组14和柱30之间的独立负荷路径能够在不需要位于车辆下边梁54内的嵌件的情况下阻止柱30直接向电池组14施加力，嵌件是例如结构泡沫嵌件、尼龙嵌件、焊接部等。
[0076]在该示例中，示例车辆下边梁42和电池下边梁44不包括这样的嵌件。但根据需要车辆下边梁42、电池下边梁44或二者都可以包括这样的嵌件。
[0077]例如，车辆下边梁42和电池下边梁44中的任何一个或二者都由铝挤出或由钢或铝冲压。
[0078]值得注意地，车辆下边梁42可以用于没有电池下边梁44的传统车辆。也就是相同车型的传统和电动版本中的每一个不需要单独设定的车辆下边梁。传统车辆和电动车辆之间使用通用的车辆下边梁可以减少组装复杂性。
[0079]上述说明书实质是示例性而并非限制。在不必然脱离本发明的实质时，公开示例的变形和改变对于本领域技术人员而言是显而易见的。因此，仅通过研究下述权利要求来确定本发明所给出的合法保护范围。
【主权项】
1.一种下边梁总成，包含: 位于车辆横向侧的车辆下边梁；以及 位于所述车辆的电池组横向侧的电池下边梁。2.根据权利要求1所述的下边梁总成，其中所述车辆下边梁纵向地延伸第一距离，并且所述电池下边梁纵向地延伸第二距离，所述第二距离小于所述第一距离。3.根据权利要求1所述的下边梁总成，其中所述车辆下边梁从邻近前车轮轮室的前部位置纵向地延伸到邻近后车轮轮室的后部位置，并且所述电池下边梁纵向地延伸所述电池组的纵向长度。4.根据权利要求1所述的下边梁总成，其中所述电池下边梁直接地固定于所述车辆下边梁。5.根据权利要求4所述的下边梁总成，其中所述电池下边梁直接地固定于所述电池组。6.根据权利要求4所述的下边梁总成，其中所述电池下边梁直接地固定于所述车辆下边梁向下的表面。7.根据权利要求1所述的下边梁总成，其中所述电池下边梁可相对于所述电池组压溃以吸收部分碰撞能。8.根据权利要求1所述的下边梁总成，其中所述车辆下边梁从所述车辆的中心横向地延伸比所述电池下边梁更远。9.根据权利要求1所述的下边梁总成，其中所述电池下边梁位于所述车辆下边梁的竖直下方。10.根据权利要求1所述的下边梁总成，其中所述电池下边梁直接固定于至少所述电池组的横向侧和所述电池组向下的表面。11.根据权利要求1所述的下边梁总成，其中所述车辆下边梁、所述电池下边梁或两者是被挤出的。12.根据权利要求1所述的下边梁总成，其中所述车辆下边梁、所述电池下边梁或两者是被冲压的。
【文档编号】B60K1/04GK105936300SQ201610115508
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月1日
【发明人】吴启进, 阿卜杜勒莫纳姆·萨西, 劳伦斯·比斯
【申请人】福特全球技术公司