电池盒装置的制作方法

1.本发明涉及一种根据所附权利要求的用于车辆的电池盒装置。本发明还涉及一种根据所附权利要求的具有此类电池盒装置的车辆。


背景技术：

2.由电机或电机与燃烧发动机的组合驱动的车辆包括能量存储单元，如电池。取决于车辆的类型，电力的需求可能不同。诸如卡车和巴士的重型车辆可能需要许多具有较大电力存储容量的电池，以便使车辆能够有足够的行驶里程。
3.电池可具有相当大的重量，并且因此它们促使增加了车辆总重量。另外，大量电池的组件占据车辆中的容积。
4.取决于轴距，不同类型的车辆在前轮轴与后轮轴之间具有可用于电池的不同的空间。因此，具有可以容易地适应不同大小的能量存储的电池悬架是有利的。
5.文件jp2018118673a公开了车辆的电池支承结构，其包括容纳电池的电池壳体。具有支承部分的支承框架将电池壳体支承在车辆框架上。


技术实现要素：

6.诸如卡车的重型车辆通常包括底盘框架，其对于扭转负载具有灵活性。在移动性方面，这是一个优势。容纳电池的具有坚硬结构的电池盒(该电池盒牢固地安装在底盘框架上)可能会影响车辆的驾驶特性。另外，电池盒结构还需要管理来自车辆本身的扭转和弯曲负载，这可能导致非常坚固和沉重的电池盒结构。
7.由于对电力的需求可能取决于车辆的类型而不同，故通过以相同部件集来使不同电池大小性能等级能够适应推进和动力系构造的变化而模块化将是有利的。
8.取决于轴距，不同类型的车辆在前轮轴与后轮轴之间具有用于电池的不同的可用空间。因此，具有可以容易地适应不同大小的能量存储的电池悬架是有利的。
9.布置在车辆的前轮轴与后轮轴之间的电池可能由于事故或与其它车辆的撞击而受到侧力。因此，应保护布置在车辆的前轮轴和后轮轴之间的电池免受侧面冲击。然而，电池的冲击或碰撞保护可进一步增加车辆的重量。
10.因此，期望在车辆的底盘框架上布置电池盒装置，并且实现令人满意的车辆驾驶特性。
11.此外，期望实现具有低重量的坚固电池盒装置结构。
12.此外，期望实现模块化电池盒装置，其使不同电池大小性能等级能够适应车辆的推进和动力系构造的变化。
13.此外，期望实现可适合不同大小电池的电池盒装置。
14.此外，期望实现保护电池盒中容纳的电池免受外力的电池盒装置。
15.因此，本发明的目的在于在车辆的底盘框架上布置电池盒装置，并且实现令人满意的车辆驾驶特性。
16.本发明的另一目的在于实现具有低重量的坚固电池盒装置结构。
17.本发明的另一目的在于实现模块化电池盒装置，其使不同电池大小性能等级能够适应车辆的推进和动力系构造的变化。
18.本发明的另一个目的在于实现适合不同大小电池的电池盒装置。
19.本发明的另一个目的在于实现保护电池盒中容纳的电池免受外力的电池盒装置。
20.本文中提及的目的利用根据所附权利要求的电池盒装置来实现。本文中提及的目的还利用根据所附权利要求的车辆来实现。
21.根据本发明的一个方面，提供了一种用于车辆的电池盒装置。电池盒装置包括：构造成包括至少一个电池的电池盒；连接到电池盒的至少一个细长梁元件；以及构造成将至少一个细长梁元件连接到车辆的底盘框架的至少一个减振元件；其中至少一个细长梁元件构造成横向于车辆的底盘框架延伸；其中至少一个细长梁元件的第一端部分连接到电池盒的第一电池盒模块，并且其中至少一个细长梁元件的第二端部分连接到电池盒的第二电池盒模块。
22.根据本发明的另一方面，提供了一种车辆。车辆包括本文公开的电池盒装置。
23.通过此类电池盒装置和车辆，当在车辆的底盘框架上布置电池盒装置时，实现了令人满意的车辆驾驶特性。另外，实现了具有低重量的坚固电池盒装置结构。实现了模块化电池盒装置，其使不同电池大小性能等级能够适应车辆的推进和动力系构造的变化。此外，实现了一种电池盒装置，其适合于不同大小的电池，并且保护电池盒中容纳的电池免受外力。
24.从以下细节并且通过实施本发明，本发明的其他目标、优点和新颖特征对于本领域技术人员而言将是显而易见的。虽然下文描述了本发明，但是应当清楚的是，本发明可以不限于具体描述的细节。本领域的技术人员在获得本文的教导后，将认识到在本发明的范围内的其它领域中的额外应用、修改和并入。
附图说明
25.为了更全面地理解本公开以及本公开的其他目标和优点，下文阐述的详细描述应与附图一起阅读，附图中相同的附图标记表示各图中的类似项目，并且其中：
26.图1示意性地示出了根据实例的具有电池盒装置的车辆的侧视图；
27.图2示意性地示出了根据实例的具有电池盒装置的车辆的俯视图；
28.图3示意性地示出了根据实例的具有电池盒装置的车辆的俯视图；
29.图4示出了与电池盒装置连接的细长梁元件的穿过图3中的线i-i的截面视图；
30.图5示意性地示出了根据实例的具有电池盒装置的车辆的透视图；
31.图6a-6b示意性地示出了根据实例的具有电池盒装置的车辆的侧视图；以及
32.图7示意性地示出了根据实例的具有电池盒装置的车辆的俯视图。
具体实施方式
33.根据本公开，提供了一种用于车辆的电池盒装置。电池盒装置包括：构造成包括至少一个电池的电池盒；连接到电池盒的至少一个细长梁元件；以及构造成将至少一个细长梁元件连接到车辆的底盘框架的至少一个减振元件；其中至少一个细长梁元件构造成横向
于车辆的底盘框架延伸；其中至少一个细长梁元件的第一端部分连接到电池盒的第一电池盒模块，并且其中至少一个细长梁元件的第二端部分连接到电池盒的第二电池盒模块。
34.根据本公开的电池盒装置确保在车辆的底盘框架上布置电池盒装置时实现令人满意的车辆驾驶特性。另外，电池盒装置将具有低重量的坚固结构。电池盒装置可以是模块化的，其使不同电池大小性能等级能够适应车辆的推进和动力系构造的变化。此外，电池盒装置将适应不同大小的电池，并保护电池盒中容纳的电池免受外力。
35.电池盒装置可具有适于其所连接到的特定车辆的形状。电池盒装置的形状可以优化以利用车辆中的任何可用容积。电池盒装置的形状可具有对于其所连接的特定车辆美观的设计。
36.车辆可以由一台或几台电机驱动，或者由电机和诸如燃烧发动机的另一推进单元的组合驱动。取决于车辆的类型，电力的需求可能不同。如本文中所描述的电池盒装置可适用于各种类型的地面车辆，如道路车辆和越野车辆。然而，本公开可以涉及重型车辆，如巴士、卡车等。具体地，本公开可涉及在公共道路上使用的车辆。重型车辆可能需要许多具有较大电力存储容量的电池，以便使车辆能够有足够的行驶里程。
37.底盘框架可以是任何类型的车辆底盘框架。底盘框架可包括两个框架梁，所述两个框架梁至少部分地平行并且纵向布置在车辆中。横杆的支柱可以布置在框架梁之间。底盘框架可对于扭力负载具有灵活性，在移动性方面，这是一个优势。底盘框架还可以具有平的框架结构。底盘框架可以是具有加强肋的平板。
38.电池盒包括壁元件，其可以垂直地和水平地布置。水平布置的壁可以是电池盒的底部或底板元件。电池盒可具有长方体形状、平行六面体形状或适合于待容纳在电池盒中的电池的形状的任何其它形状。
39.细长梁元件具有管形状或为实心杆。细长梁元件可以是直的，或者可以具有弯曲形状或直线形状和弯曲形状的组合。至少一个细长梁元件构造成横向于车辆的底盘框架延伸。当至少一个细长梁元件从车辆的一侧延伸到另一侧时，在至少一个细长梁元件与电池盒之间产生弯曲和无转矩连接。电池盒装置的横向侧之间的闭合横截面将任何弯曲负载转换成竖直负载。至少一个细长梁元件可以穿过框架底盘、在框架底盘上方或在框架底盘下方，从车辆一侧延伸到另一侧。电池盒可包括第一电池盒模块和第二电池盒模块。第一电池盒模块和第二电池盒模块可以连接到至少一个细长梁元件的第一端部分和第二端部分。至少一个细长梁元件的第一端部分可以连接到电池盒的第一电池盒模块。至少一个细长梁元件的第二端部分可以连接到电池盒的第二电池盒模块。
40.由于细长梁元件具有管形状或为实心杆，故电池盒中的应力进一步减小。此外，细长梁元件可能不取决于车辆中的安装方向，这导致安全安装而不会产生不利的预应力。此外，由于这些特征，故提供了细长梁元件的便利设置和安装。另外，提供了具有用于以具有成本效益的方式制造和组装的条件的细长梁元件。细长梁元件可以是旋转对称的和/或可以包括圆形横截面。
41.至少一个细长梁元件与底盘框架之间的减振元件使电池盒与源自框架的负载分离，并且允许框架独立于电池盒结构扭转和弯曲。尽管电池盒借助于至少一个减振元件与底盘框架弹性连接，但可以确保电池盒装置的高稳定性。由于电池盒借助于至少一个减振元件与底盘框架的弹性连接，故充分地减轻了底盘框架的强振动或冲击对电池盒结构的影
响。由于电池可能对强振动或冲击敏感，故至少一个减振元件将保护电池。
42.根据实例，第一电池盒模块构造成布置在车辆的底盘框架的第一侧上，并且第二电池盒模块构造成布置在车辆的底盘框架的第二侧上。第一电池盒模块和第二电池盒模块可以连接到至少一个细长梁元件的第一端部分和第二端部分。有利地，将第一电池盒模块和第二电池盒模块布置在底盘框架的每一侧上，因为底盘框架的每一侧上的空间被有效地使用。另外，当底盘框架定位于第一电池盒模块与第二电池盒模块之间时，可在第一电池盒模块与第二电池盒模块之间产生均衡或平衡。取决于车辆纵向方向上的轮轴距离，不同类型的车辆在轮轴之间具有不同的可用于电池的空间。第一电池盒模块和第二电池盒模块的形状和大小可以容易地适应轮轴之间的不同大小的可用空间。
43.至少一个减振元件包括衬套，所述衬套至少部分地包围至少一个细长梁元件。衬套可以引入至少一个细长梁元件与底盘框架之间。衬套可具有弹性和阻尼特性。衬套促成电池盒的悬挂，这使电池盒与任何底盘框架负载(如扭转和弯曲)分离。衬套将电池盒与底盘框架负载分离，并且允许底盘框架独立于电池盒扭转和弯曲。衬套可包括橡胶或另一类型的弹性材料。在衬套包括橡胶的实施例中，衬套可称为橡胶衬套。
44.由于细长梁元件具有管形状或为实心杆，并且至少一个减振元件包括至少部分包围至少一个细长梁元件的衬套，故提供了用于形成电池盒的悬挂的空间高效解决方案，其将电池盒与任何底盘框架负载(如扭转和弯曲)分离。此外，提供了在有限构造空间中使用低成本圆形衬套的条件。另外，提供一种电池盒装置，其中提供了从衬套到细长梁元件的低应力传递。
45.根据实例，电池盒的第三电池盒模块连接到第一电池盒模块和第二电池盒模块。为了使车辆能够有足够的行驶里程，重要的是能够在电池盒装置中提供大量电池。对于某些应用，前轮轴与后轮轴之间的整个底盘框架或多或少都可以在电池盒装置中填充电池。第三电池盒模块连同第一电池盒模块和第二电池盒模块将增加电池盒装置的模块化，其使不同电池大小性能等级能够适应车辆的推进和动力系构造的变化。由于第一电池盒模块和第二电池盒模块连接到底盘框架，故电池盒的第三电池盒模块可直接连接到第一电池盒模块和第二电池盒模块，并且因此第三电池盒模块将经由第一电池盒模块和第二电池盒模块受益于电池盒在底盘中悬挂的阻尼特性。
46.根据实例，第三电池盒模块构造成布置在车辆的底盘框架的两个框架梁之间。底盘框架可包括两个框架梁，所述两个框架梁至少部分地平行并且纵向布置在所述车辆中。第三电池盒模块可以布置在第一电池盒模块与第二电池盒模块之间，并且也布置在底盘框架的两个框架梁之间。如果动力系的推进单元或变速箱构造成布置在底盘框架的两个框架梁之间，则可能调整第三电池盒模块的大小，使得动力系部件具有足够的空间以布置在两个框架梁之间。
47.根据实例，至少一个横梁连接到第一电池盒模块和第二电池盒模块。至少一个横梁可以与至少一个细长梁元件平行地延伸。至少一个横梁将与第一电池盒模块和第二电池盒模块以及至少一个细长梁元件一起产生坚固和坚硬的电池盒装置。至少一个横梁将与第一电池盒模块和第二电池盒模块以及至少一个细长梁元件一起在至少一个细长梁元件与电池盒之间产生无转矩连接。电池盒装置的横向侧之间的闭合横截面将作用于底盘框架上的任何弯曲负载变换成竖直负载。
48.根据实例，至少一个横梁经由至少一个减振构件，所述至少一个减振构件构造成将第一电池盒模块和第二电池盒模块在一个点处连接到车辆的底盘框架的支柱。底盘框架可包括两个框架梁，所述两个框架梁至少部分地平行并且纵向布置在车辆中。横杆的支柱可以布置在框架梁之间。支柱连接两个框架梁。支柱可以相对于两个框架梁的纵向方向在横向方向上延伸。车辆的底盘框架的支柱可以相对于连接到第一电池盒模块和第二电池盒模块的至少一个横梁在平行方向上延伸。电池盒装置可以在一端设有构造成将第一电池盒模块和第二电池盒模块在一个点处连接到底盘框架的支柱的至少一个减振构件，并且在另一端借助于细长梁元件连接到底盘框架。
49.根据实例，至少一个细长梁元件包括第一细长梁元件和第二细长梁元件。第一细长梁元件和第二细长梁元件将产生坚固和坚硬的电池盒装置。第一细长梁元件和第二细长梁元件将一起稳定电池盒装置。
50.根据实例，第一细长梁元件连接到第一电池盒模块和第二电池盒模块的第一端壁，并且其中第二细长梁元件连接到第一电池盒模块和第二电池盒模块的第二端壁。第一端壁可具有面向车辆的向前方向的表面。第二端壁可具有面向车辆的向后方向的表面。当将细长梁元件连接在第一电池盒模块和第二电池盒模块的第一端壁和第二端壁中时，第一细长梁元件和第二细长梁元件将产生坚固和坚硬的电池盒装置。当将细长梁元件连接在第一电池盒模块和第二电池盒模块的第一端壁和第二端壁中时，第一细长梁元件和第二细长梁元件将一起稳定电池盒装置。
51.根据实例，冲击吸收壁元件布置在电池盒的壁上。冲击吸收壁元件可以在电池盒的壁中一体化。冲击吸收壁元件可以构成电池盒的壁。电池盒的壁也可以是电池盒的底部或底板。因此，冲击吸收壁元件可以在电池盒的底部或底板中一体化。冲击吸收壁元件可以构成电池盒的底部或底板。冲击吸收壁元件将承载并且容纳电池，并保护它们免受冲击。冲击吸收壁元件还可以允许较轻的电池盒装置，因为碰撞保护件可以在电池盒的壁中一体化。
52.根据实例，隔板布置在电池盒中。利用与布置在电池盒壁上的冲击吸收壁元件组合的横向隔板来分段创建电池盒允许了电池盒装置的一体化碰撞结构。来自对冲击吸收壁元件的侧面冲击的力可以传递到隔板，所述隔板连同冲击吸收壁元件将通过抵抗电池盒的变形来保护电池盒中的电池。隔板还可针对电池的不同长度或大小产生天然界面。取决于所需的电池数量，隔板可在电池盒中的电池之间产生分隔壁。
53.根据实例，防冲击垫布置在电池盒与底盘框架之间。从电池盒一侧的方向对电池盒的冲击可以使电池盒在底盘框架的方向上移动。
54.布置在电池盒与底盘框架之间的防冲击垫将吸收来自冲击的能量，并且因此保护电池盒和底盘框架两者。
55.根据实例，电池盒构造成包括至少一个燃料箱。假如车辆可由电机和诸如燃烧发动机的另一推进单元的组合驱动，则电池盒可包括至少一个电池和至少一个燃料箱(如柴油箱)。假如车辆包括辅助设备，如液压致动器或液压电动机，则电池盒还可包括液压油箱。
56.此外，根据本公开，提供了一种车辆。车辆包括本文公开的电池盒装置。车辆可以由一台或几台电机驱动，或者由电机和诸如燃烧发动机的另一推进单元的组合驱动。取决于车辆的类型，电力的需求可能不同。如本文中所描述的电池盒装置可适用于各种类型的
地面车辆，如道路车辆和越野车辆。然而，本公开可以涉及重型车辆，如巴士、卡车等。具体地，本公开可涉及在公共道路上使用的车辆。重型车辆可能需要许多具有较大电力存储容量的电池，以便使车辆能够有足够的行驶里程。电池盒装置可具有适于其所连接到的特定车辆的形状。电池盒装置的形状可以优化以利用车辆中的任何可用容积。电池盒装置的形状可具有对于其所连接的特定车辆美观的设计。
57.现在将根据实例参考附图进一步说明本公开。
58.图1和图2示意性地示出了根据实例的具有电池盒装置2的车辆1的侧视图和俯视图。车辆1设有动力系3，动力系包括推进单元4、连接到推进单元4的变速器6和连接到变速器6的推进器轴8、以及后轴12的至少一个驱动轴10。至少一个驱动轴10连接到推进器轴8，使得推进器轴8在变速器6与至少一个驱动轴10之间延伸。推进单元4在车辆1的纵向方向上布置在变速器6与后轴12之间的位置。车辆设有前轴32和连接到前轴32的前轮18。车辆设有连接到后轴12的驱动轮16。车辆1包括底盘框架26。
59.电池盒装置2包括电池盒20，其构造成包括至少一个能量存储单元14，如电池14。第一细长梁元件22和第二细长梁元件23连接到电池盒20。减振元件24构造成用于将细长梁元件22、23连接到车辆1的底盘框架26。细长梁元件22、23构造成横向于车辆1的底盘框架26延伸。每个细长梁元件22、23的第一端部分28连接到电池盒20的第一电池盒模块30。每个细长梁元件22、23的第二端部分34连接到电池盒20的第二电池盒模块36。第一细长梁元件22连接到第一电池盒模块30和第二电池盒模块36的第一端壁44，并且其中第二细长梁元件23连接到第一电池盒模块30和第二电池盒模块36的第二端壁46。
60.电池14连接到推进单元4并且将电力传送到推进单元4。多个推进单元4可以串联布置。推进单元4可以是电机4。
61.第一电池盒模块30构造成布置在底盘框架26的第一侧上，并且第二电池盒模块36构造成布置在底盘框架26的第二侧上。
62.电池盒20的第三电池盒模块38连接到第一电池盒模块30和第二电池盒模块36。第三电池盒模块38构造成布置在底盘框架26的两个框架梁40之间。至少一个横梁42连接到第一电池盒模块30和第二电池盒模块36。
63.冲击吸收壁元件48布置在电池盒20的壁50上，并且隔板52布置在电池盒20中。防冲击垫54布置在电池盒20与底盘框架26之间。
64.假如车辆可由电机和诸如燃烧发动机的另一推进单元的组合驱动，则电池盒20可包括至少一个电池14和至少一个燃料箱21(如柴油箱)。
65.图3示意性地示出了根据实例的具有电池盒装置的车辆的俯视图。每个细长梁元件22、23的第一端部分28连接到电池盒20的第一电池盒模块30。每个细长梁元件22、23的第二端部分34连接到电池盒20的第二电池盒模块36。第一细长梁元件22连接到第一电池盒模块30和第二电池盒模块36的第一端壁44，并且第二细长梁元件23连接到第一电池盒模块30和第二电池盒模块36的第二端壁46。
66.图4示出了与电池盒装置2连接的第一细长梁元件22的穿过图3中的线i-i的截面视图。减振元件24包括衬套56，其至少部分地包围第一细长梁元件22。第一细长梁元件22穿过底盘框架26。第一细长梁元件22借助于衬套56连接到底盘框架26。
67.图5示意性地示出了根据实例的具有电池盒装置的车辆的透视图。每个细长梁元
件22、23的第一端部分28连接到电池盒20的第一电池盒模块30。每个细长梁元件22、23的第二端部分34连接到电池盒20的第二电池盒模块36。第一细长梁元件22连接到第一电池盒模块30和第二电池盒模块36的第一端壁44，并且第二细长梁元件23连接到第一电池盒模块30和第二电池盒模块36的第二端壁46。第一细长梁元件22和第二细长梁元件23穿过底盘框架26。
68.图6a-6b示意性地示出了根据实例的具有电池盒装置的车辆的侧视图。第一细长梁元件22连接到第一电池盒模块30和第二电池盒模块36的第一端壁44，并且第二细长梁元件23连接到第一电池盒模块30和第二电池盒模块36的第二端壁46。在图6a中，第一细长梁元件22和第二细长梁元件23连接到第一端壁44和第二端壁46的中间。此构造将在底盘框架26的上部部分与电池盒20的最下部部分之间产生小距离。在图6b中，第一细长梁元件22和第二细长梁元件23连接到第一端壁44和第二端壁46的上部部分。此构造将在底盘框架26的上部部分与电池盒20的最下部部分之间产生增加的距离。
69.图7示意性地示出了根据实例的具有电池盒装置2的车辆1的俯视图。一个横梁42经由减振构件60，所述减振构件构造成将第一电池盒模块30和第二电池盒模块36在一个点处连接到车辆1的底盘框架26的支柱62。底盘框架26可包括两个框架梁40，其平行并且纵向布置在车辆1中。支柱62或横杆布置在框架梁40之间。支柱62连接两个框架梁40。支柱62相对于两个框架梁40的纵向方向在横向方向上延伸。支柱62相对于连接到第一电池盒模块30和第二电池盒模块36的横梁42在平行方向上延伸。电池盒装置2在一端包括减振构件60，所述减振构件构造成将第一电池盒模块30和第二电池盒模块36在一个点处连接到底盘框架26的支柱62。在另一端，第一电池盒模块30和第二电池盒模块36借助于第二细长梁元件23连接到底盘框架26。在此构造中，电池盒20将在三个点处连接到底盘框架26。
70.已经出于说明性和描述性目的提供了实施例的前述描述。其并不意图是详尽的，或将实例限制为所描述的变型。本领域的技术人员显然将明白许多修改和变化。已经选择和描述了实施例，以便最好地阐明原理和实际应用，从而使得本领域技术人员能够根据各种实施例以及适用于其预期用途的各种修改来理解这些实施例。上文指定的部件和特征可以在实施例的框架内在指定的不同实施例之间组合。