骑乘型车辆中的电子元件外壳的制作方法

1.本主题涉及一种骑乘型车辆。更具体地，本主题涉及在此称为车辆的骑乘型车辆中的外壳构件的安装。


背景技术：

2.传统上，大多数车辆由使用化石燃料作为能源的内燃机驱动。内燃机内的化石燃料燃烧形成的气体从此类车辆排放到大气中，这导致大气中的空气污染增加。
3.目前，鉴于此，使用电能作为电源的电动车辆被用作使用化石燃料的车辆的替代品。然而，此类电动车辆需要配备具有大容量的能量存储设备以推动车辆通过长距离。因此，电动车辆通常包括支撑在框架上并封闭在车身中的电动机和驱动系统，从而推动车辆行驶很远的距离。储能单元连接到电动机以向其提供电力。此外，因日益缺乏化石燃料以及传统内燃机车辆的二氧化碳排放，目前对电动汽车(ev)的需求正在增加。ev充分利用电力驱动电机，该电机操作存储在储能单元中的电力为车辆提供动力。
附图说明
4.参考两轮车辆的客运布局结合附图来描述详细说明。在整个附图中使用相同的数字来指代相似的特征和组件。
5.图1是根据本发明一个实施例的骑乘型车辆的侧视图。
6.图2是根据本发明一个实施例的具有外壳构件的框架组件的立体图。
7.图2a是根据本发明一个实施例的具有外壳构件的框架组件的局部立体图。
8.图2b是根据本发明一个实施例的具有外壳构件的框架组件的侧视图。
9.图3是根据本发明一个实施例的外壳构件的立体图。
10.图3a是根据本发明一个实施例的具有散热片的外壳构件的后视图。
11.图3b是根据本发明一个实施例的具有气流的骑乘型车辆的侧视图。
12.图4是根据本发明一个实施例的组装在框架组件上的外壳构件的立体图。
具体实施方式
13.多年来，与运输相关的技术领域发生了巨大变化，因此目前的注意力集中在制造效率和成本上，包括材料的成本、组装成本、库存处理的成本等。同时，在该行业也一直需要提供更坚固、更轻且经济上有利的耗电量更少的车辆。电力存储设备驱动的车辆恰好是环保的，符合各种组织的环保(go green)倡议。根据消费者的要求，这些车辆可以是两轮、三轮或四轮车，并且具有多种应用。
14.在汽车工业中，引入电动汽车以控制由内燃机驱动的汽车引起的空气污染。目前，电动汽车分为纯电动汽车和扩展电动汽车(也称为混合动力汽车)两大类。混合动力车辆具有带有相关能量存储设备的主电驱动器和耦合到电动机/发电机的内燃机。
15.近年来，由于高油价和纯汽油燃料汽车对环境的影响，电动汽车变得相当流行。使
用电动机作为驱动源的电动车辆和结合诸如电动机和发动机的其他驱动源的混合动力车辆已经投入实际使用。上述汽车配备有比如能量存储设备的电子元件，用于将电能源作为电力提供给电动机。在这种特殊类型的车辆中，车辆的驱动力由能量存储设备提供，以便接收驱动车辆所需的能量。作为能量存储设备，使用可被反复充电和放电的电池，诸如镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池。能量存储设备装在一个机箱里，安装在车辆上。
16.因此，在保持能量效率的同时通常开发堆叠的主能量存储设备。通常，主能量存储设备提供48伏特的输出，并通过dc-dc转换器将高电压转换为比如前照灯的其他电子元件的运行所需的电压。控制器等dc-dc转换器将直流(dc)源从一种电压电平转换为另一种电压电平，并且仅在主能量存储设备处于唤醒状态时工作。
17.此外，在某些情况下，例如，在夜间或停车情况下发生车辆碰撞或事故时，比如前照灯的一些电子元件需要最低电压才能处于活跃/开启状态，这会导致主能量存储设备的耗尽。此外，在其他情况下，如车辆因故障而中途停车时，控制器以错误代码的形式向仪表组发送命令，以提醒用户车辆停车的原因。这需要主能量存储设备始终正常工作，这是不可能的，因为主能量存储设备可能会耗尽，这可能会使用户陷入困境。这也引起了用户的安全担忧。在这方面，即为了减轻主能量存储设备的负载，又开发了一种能量存储设备，即辅助能量存储设备，其为一种低压能量存储设备。
18.主能量存储设备为车辆的电机提供能量或电力，而辅助能量存储设备为比如前照灯、警示灯(hazard lamp)、ecu等的电子元件提供能量或电力。已开发辅助能量存储设备以减轻主能量存储设备的负载。辅助能量存储设备为主能量存储设备的供电提供辅助，以便向以低电压(例如12v)运行的诸如ecu(电子控制单元)的电子元件提供电压和/或以便唤醒主能量存储设备。
19.针对控制器、电机、前照灯、尾灯、其他通讯设备等电子元件运行时对主能量存储设备造成的超负载，已提供辅助电源。辅助电源，诸如辅助能量存储设备，作为对主能量存储设备的补充，往往专门满足由这些元件构成的电力负载。为了最大程度地节约主储能单元、辅助储能单元等的能量，希望消除任何能量损失，包括传输损失。因此，希望具有较短的线束长度，包括将电力负载、控制器和电机布置得非常接近。由上可知，主能量存储设备、辅助能量存储设备、控制器、电机等电子元件应紧密安装，使得高载流线的布线中不应有任何电压降以及任何不良弯曲，同时保持易接近性和可维修性。
20.此外，还存在以防盗和防篡改方式配置这种关键电子元件的挑战。然而，由于车辆具有紧凑的布局，具有不同的常规布置的必要元件，因此对于配置主存储设备、辅助能量存储设备、控制器、电机等电子元件的足够空间存在限制。因此，对于实现骑乘型车辆的紧凑布局存在挑战，骑乘型车辆中比如辅助能量存储设备、控制器和其他电子元件的电子元件需要以可靠、安全的方式靠近布置，同时仍易于组装和维修。
21.通常，根据已知技术，框架组件包括外壳构件，其中外壳构件配置成存储不同的电子元件，比如能量存储设备、电机等。此外，外壳构件安装于框架组件中存在的八个安装板，即位于主框架上部的左右安装板。下框架在中间部分处具有一对左右安装板并且在下部分处具有一对左右安装板。进一步地，框架组件的下框架部分在框架组件的后部分具有一对左右安装板。能量存储设备等电子元件安装在电机的前上方，形成类似三边封闭结构。然而，这种配置会带来另一个问题，如增加组装和拆卸时间。此外，安装板数量的增加导致用
于安装外壳构件的焊接元件的数量增加，并且还损害安装板在焊接区的强度。此外，元件数量的增加还导致车辆的总成本增加，并且还导致维修时间增加，因为元件不容易得到。
22.因此，为紧凑型两轮车辆的电子元件设计安全的外壳构件存在矛盾的挑战，其为对于拥有两轮车辆的用户可以确保安全性和易组装性，而不对布局设计和制造设置进行任何重大改变的车辆。
23.因此，需要改进外壳构件的布局，以容纳主能量存储设备、辅助能量存储设备、控制器、电机等电子元件，在保持传统车辆的布局的同时可靠且安全地保护电子元件。需要有一种用于电子元件的安全可靠的外壳构件的解决方案，其易于接近或维修，同时克服所有上述问题和已知技术的其他问题。
24.本发明提供了一种解决上述问题的方法，同时满足了对车辆进行最少修改、成本低、易于接近和保持外壳构件的刚度等要求。
25.考虑到上述目的，本发明涉及骑乘型车辆，更具体地涉及改进的外壳构件的安装，其在保持外壳构件的刚度的同时可靠地保护电子元件。
26.根据本发明的一个方面，一种框架组件，包括布置在骑乘型车辆前部的头管，主框架从头管延伸并向后部逐渐向下延伸，并在骑乘型车辆的中间部分处向底部弯曲，这一般称为居中框架。下框架从头管急剧向下延伸，一对座椅框架从主框架的中间部分水平向后延伸，一对侧管从主框架的自由端延伸以在一个点连接一对座椅框架，该一个点位于距一对座椅框架的起点预定距离处。
27.进一步地，根据本发明的一个方面，用于封装各种电子元件的外壳构件通过例如紧固件的各种附接装置安装或能拆卸地附接在下框架和居中框架之间，并且还用作框架组件的应力构件。外壳构件具有朝向骑乘型车辆的前侧的倾斜轮廓，其与框架组件的下框架的向下轮廓互补。此外，外壳构件在外壳构件的前侧处具有安装支架，其与存在于下框架下端的支架的轮廓相符。外壳构件在后侧具有安装板，能拆卸地与在框架组件的居中框架的下端处的安装支架附接。这种配置确保了外壳构件与框架组件的稳定和刚性安装，同时减少了元件数量。
28.此外，根据本发明的一个方面，外壳构件被分成由公共隔板分隔的两个隔室。第一隔室具有三个侧，其中前侧具有相对于公共隔板向外延伸的轮廓，随后是直线轮廓。外壳构件的第一隔室的前侧的该轮廓与下框架以及附接在主框架和下框架之间的加强构件的轮廓互补。外壳构件的上侧具有向后倾斜的轮廓并且向底部弯曲以形成第三侧。所形成的第三侧一体地附接到公共隔板并且还与框架组件的居中框架互补。进一步地，根据本发明的一个方面，第二隔室具有三个侧，其中前侧的上端具有凹陷部分，该凹陷部分与外壳构件的第一隔室的前侧的向外延伸轮廓形成连续轮廓。前侧的下端具有安装支架，该安装支架与存在于框架组件的下框架下端的安装支架的轮廓互补。第二隔室的下侧用作外壳构件的应力承受构件。第二隔室的后侧具有安装板，该安装板与框架组件的居中框架的下端上存在的轮廓互补，该框架组件具有各种附接装置，例如紧固件。这种配置消除了外壳构件与框架组件的其他部分互相妨碍(foul)，并且还确保了在有限空间内稳定和牢固地安装外壳构件。
29.此外，根据本发明的一个方面，外壳构件的第一隔室配置为存储电子元件，例如可交换的或主能量存储设备，并用盖覆盖或锁定。该盖配有锁定机构以允许授权的接近。此
外，根据本发明的另一个方面，第一隔室的盖本身能够可拆卸地附接主能量存储设备并将其放置在外壳构件的第一隔室中，确保在外壳构件的第一隔室中主能量存储设备的安全和稳固的放置。
30.此外，根据本发明的一个方面，外壳构件的第二隔室配置为存储各种电子元件，比如辅助能量存储设备、电机、控制器、电池管理系统等。外壳构件的第二隔室具有各种突出部分、或肋或槽，以配置为存储电子元件，例如，突出部分设置在第二隔室中以将电机存储在外壳构件的第二隔室中。第二隔室由盖覆盖，该盖通过例如紧固件的各种附接装置能拆卸地附接到外壳构件的第二隔室。该盖上具有与电机上存在的轴的轮廓相符的槽。因此，这种配置确保了电子元件在外壳构件中的防盗容纳。这种配置还确保在维修时易于接近电子元件，从而减少车辆的维修时间。电子元件紧密封装，确保减少线束长度，从而减少电压降，同时增加线束的预期寿命。
31.此外，根据本发明的一个方面，外壳构件的第二隔室承受由车辆施加的应力。因此，与外壳构件的第一隔室相比，外壳构件的第二隔室配置有增加的横截面面积。更准确地说，与外壳构件的第一隔室的截面模量相比，外壳构件的第二隔室的截面模量更大。截面模量用外行语言定义为给定构件的强度。材料的弯曲应力与截面模量成反比。因此，根据该关系，截面模量越大，外壳构件的弯曲应力越小。因此，由此关系并行地确保了外壳构件的较高刚度，同时确保了外壳构件的第二隔室的应力承受能力。
32.此外，根据本发明的一个方面，外壳构件在外壳构件的三个侧上设置有散热片。由于布置在外壳构件中的电子元件与外壳构件的表面直接接触，因此由元件散发的热量被传递到外壳构件的表面。此外，大气被引导至外壳构件的散热片，从而确保移除传递到外壳构件表面上的热量。
33.此外，在图示实施例的随后描述中提到的“前”和“后”以及“左”和“右”指的是在坐在车辆座椅上以及向前看的状态下所见的前后和左右方向。此外，纵向轴线是指相对于车辆的从前到后的轴线，而横向轴线通常是指相对于车辆的从左到右的轴线。
34.现结合附图对本发明进行简要说明。应当注意，在整个描述中，相似的元件由相同的附图标记表示。
35.在随后的示例性方面中，车辆是骑乘型电动车辆。然而，可以预期的是，本发明的概念可应用于任何两轮车，包括混合动力电动车辆。
36.根据本主题的一个实施例，图1是示例性骑乘型车辆的左侧视图，并且图2是框架组件(200)的立体图。车辆(100)具有框架组件(200)，其作为承受负载的骨架。仪表组(119)安装在车把组件(126)上。车把组件(126)可枢转地通过头管布置，在该处它包括制动杆(未显示)。车把组件(126)通过一个或多个前悬架(130)连接到前轮(129)。前挡泥板(131)布置在前轮(129)上方，用于覆盖前轮(129)的至少一部分。车辆(100)上设置有护腿板(未图示)。车辆(100)具有照明装置，该照明装置包括头灯(127)、尾灯(106)，分别包括前侧指示灯(未示出)和后侧指示灯(未示出)的转向指示灯。后挡泥板(138)从车辆系统向外突出，并且它保护后座免受泥浆飞溅，并保护后轮(133)免受外部元件的影响。后轮抱臂(未示出)安装在摆臂的左侧，并且进一步地，牌照、牌照照明器和反光反射器安装在后轮抱臂上。座椅(132)沿座椅框架在纵向方向上延伸。
37.车辆(100)的框架组件(200)设置有头管(201)，该头管(201)包括从头管(201)向
后略向下延伸的主框架(202)、从主框架(202)后方向后延伸的一对座椅框架(205)、从头管(201)大致向下延伸的下框架(203)、从主框架(202)后方向下延伸的一对居中框架(204)。由座椅框架(205)、居中框架(204)和副架(未标示)围成的区域在侧视图中呈大致三角形。此外，根据本发明一个实施例，外壳构件(134)安装到框架组件(200)的下部分。框架加强构件(207)与头管(201)与下框架(203)和主框架(202)的连接部分一体地附接，保证框架组件的刚度。
38.进一步地，根据本发明一个实施例，框架组件(200)的下框架(203)和居中框架(204)之间通过各种附接装置(例如紧固件)安装或能拆卸地附接有用于封装各种电子元件的外壳构件(134)。外壳构件可以能拆卸地附接到框架组件(200)的任一侧。外壳构件(134)具有朝向骑乘型车辆(100)的前侧(f)的倾斜轮廓，其与框架组件(200)的下框架(203)的向下轮廓互补。此外，外壳构件(134)在外壳构件(134)的前侧具有安装支架(210)，其能拆卸地附接有至少一个部件(208a)，并因此与在下框架(203)的下端存在的安装支架(208)的轮廓互补(如图2a和图4所示)。这确保了重型动力系系统的组装容易，该系统封装在外壳构件(134)内以易于组装并且可以从侧移除以进行维修。
39.外壳构件(134)在后侧具有与轮廓(209)互补的安装板(如图2b所示)，所述轮廓(209)存在于框架组件(200)的居中框架(204)的下端。这种配置确保了外壳构件与框架组件的稳定和刚性安装，同时减少了元件数量。
40.图3是根据本发明一个实施例的外壳构件的立体图。此外，根据本发明一个实施例，外壳构件(134)被分成由公共隔板(303)分隔的两个隔室(301、302)。公共隔板(303)相对于车辆水平布置在外壳构件(134)的中间部分。第一隔室(301)具有三个侧(301a、301b、301c)，其中前侧(301a)相对于公共隔板(303)具有向外延伸的轮廓(301a')，随后是直线轮廓(301a”)。外壳构件(134)的第一隔室(301)的前侧(301a)的轮廓与下框架(203)和附接在主框架(202)和下框架(203)之间的加强构件(207)的轮廓(如图2所示)互补。外壳构件(134)的上侧(301b)具有向后倾斜的轮廓并向底部弯曲以形成第三侧(301c)。所形成的第三侧(301c)一体地附接至公共隔板(303)并且还与框架组件(200)的居中框架(204)的轮廓互补。此外，根据本发明一个实施例，第二隔室(302)具有三个侧(302x，302y，302z)，其中前侧(302x)在上端具有凹陷部分(302x”)，其与外壳构件(134)的第一隔室(301)的向外延伸的轮廓(301a')形成连续轮廓。前侧(302x)的下端(302x')具有安装支架(210)，其与框架组件(200)的下框架(203)下端存在的安装支架(208)的轮廓互补。第二隔室(302)的下侧(302y)用作外壳构件(134)的应力构件，以承受来自容纳在外壳构件(134)内的系统的负载以及其他车辆负载，比如道路冲击、有效负载、振动等。第二隔室(302)的后侧(302z)具有安装板(307)，其与存在于框架组件(200)的居中框架(204)的下端处的轮廓(209)(如图2b所示)互补。这种配置限制了外壳构件与框架组件的其他部分互相妨碍，并且还确保了在有限空间内稳定和牢固地安装外壳构件。
41.此外，由于外壳构件(134)的第二隔室(302)承受由车辆(100)施加的应力或负载，因此，外壳构件(134)的第二隔室(302)配置为具有与外壳构件(134)的第一隔室(301)的横截面面积相比增加的横截面面积(304)。更准确地说，与外壳构件的第一隔室的每一侧(301a、301b、301c)的截面模量相比，外壳构件的第二隔室的每一侧(302x、302y、302z)的截面模量更大。截面模量用外行语言定义为给定构件的强度。材料的弯曲应力与截面模量成
反比。因此，根据该关系，截面模量越大，外壳构件的弯曲应力越小。因此，由此关系确保了外壳构件的较高刚度，同时并行地确保了外壳构件的第二隔室的应力承受能力。
42.此外，根据本发明一个实施例，外壳构件(134)在外壳构件(134)上设置有散热片(305)。由于布置在外壳构件(134)中的电子元件与外壳构件(134)的表面直接接触，因此，由这些元件散发的热量被传递到外壳构件(134)的表面。大气被引导至外壳构件(134)的散热片(305)，从而确保移除外壳构件表面上传递的热量(如图3a和3b所示)。
43.图4是根据本发明一个实施例的组装在框架组件上的外壳构件的立体图。此外，根据本发明一个实施例，外壳构件(134)的第一隔室(301)配置为存储电子元件，比如可交换的或主能量存储设备(404)，并被盖(401)覆盖或锁定。盖(401)设置有锁定机构以允许授权的接近。此外，根据本发明的另一方面，第一隔室(301)的盖(401)本身能够可拆卸地附接主能量存储设备并将其放置在外壳构件的第一隔室中，确保安全并且确保主能量存储设备放置在外壳构件的第一隔室中。此外，在维修或更换能量存储设备时，通过拉动带有固定部件(403)的盖(401)，可以很容易地接近主能量存储设备，从而确保易于接近元件并减少可维修时间。根据一个实施例，能量存储设备(404)的外轮廓与第一隔室(301)的内圆周轮廓相符，从而能够使用合适的引导装置(例如楔、滚柱轴承、燕尾榫联轴器等)轻松地将能量存储设备横向组装或装载第一隔室内。
44.此外，根据本发明一个实施例，外壳构件(134)的第二隔室(302)配置为存储各种电子元件，比如辅助能量存储设备(408)、电机(409)、控制器(407)、电池管理系统等。外壳构件(134)的第二隔室(302)具有各种突出部分或肋或槽以存储并且牢固地定位电子元件，例如，突出部分(306)设置在第二隔室(302)以将电机(409)存储在外壳构件(134)的第二隔室(302)中。第二隔室(302)被盖(406)覆盖，盖(406)通过例如紧固件(405)的各种附接装置能拆卸地附接到外壳构件(134)的隔室(302)。盖(406)具有槽(402)，其与电机(409)上存在的轴(410)的轮廓相符，该轴(410)进一步与合适的传动装置(未示出)接合以将扭矩传递至车轮。所形成的槽由密封构件密封，以避免灰尘、泥土等进入。因此，这种配置确保了电子元件在外壳构件中的防盗容纳。这种配置还确保在维修时易于接近电子元件，从而减少车辆的维修时间。电子元件紧密封装，确保减少线束长度，从而减少电压降，同时增加线束的预期寿命。根据本发明一个实施例，外壳构件(134)被分成两个隔室，以将能量存储设备容纳在隔室之一中，而将其他电子元件容纳在另一个隔室中。根据一个替代实施例，基于车辆动态行为的校准和调谐要求，能量存储设备可以布置在底部隔室中。此外，电子元件可以配置在顶部隔室中以配置车辆的理想重心(cg)高度，从而实现车辆良好的操控性能。因此，根据本主题的实施例，具有模块化内部空间的外壳构件(134)被创建为具有合适的隔板和定位肋特征。这样的外壳构件极大地提高了制造商对所有部件进行多种排列组合配置的灵活性，同时满足各种产品变型、性能要求、里程范围、能量存储能力，同时仍然保证紧凑的车辆布局和通用的框架组件，以及整个动力总成和储能单元的组装和维修方便。根据本发明一个实施例，外壳构件(134)的总体积被分成两个隔室，即，具有体积vt的顶部隔室t(301)和具有体积vb的底部隔室b(302)。体积比vt：vb在4：1到3：2的范围内，这提供了一个优化和紧凑的布局，以满足前面概述的所有目标。
45.本发明有助于克服电子元件被盗或篡改(tampering)的问题，减少线束损失，增加电子元件的可接近性，同时保持车辆的总重量和宽度，并最终使其具有成本效益。
46.有利地，本发明的实施例描述了在安装外壳构件以牢固地放置电气部件方面的潜在修改。
47.在不脱离本发明的范围的情况下，可以将许多其他改进和修改并入本文。
48.附图标记说明列表
49.图1：
50.100：骑乘型车辆
51.126：车把组件
52.119：仪表组
53.127：头灯
54.200：框架组件
55.131：前挡泥板
56.129：前轮
57.130：前悬架
58.134：外壳构件
59.106：尾灯
60.132：座椅
61.138：后挡泥板
62.133：后轮
63.图2
64.201：头管
65.202：主框架
66.203：下框架
67.204：居中框架
68.205：座椅框架
69.207：框架加强构件
70.208：下框架上的安装支架
71.208a：部件
72.210：外壳构件上的支架209：轮廓
73.图3：
74.301：第一隔室
75.302：第二隔室
76.303：公共隔板
77.301a：第一隔室的前侧
78.301a'：向外延伸的轮廓
79.301a”：直线轮廓
80.301b：第一隔室的上侧
81.301c：第一隔室的第三侧
82.302x：第二隔室的前侧
83.302x”：第二隔室前侧的凹陷部分302x'：第二隔室的前侧的下端302y：第二隔室的
下侧
84.302z：后侧
85.307:安装板
86.304：横截面面积
87.305：散热片
88.306：突出部分
89.图4
90.404：主能量存储设备
91.401：第一隔室的盖
92.403：盖的固定部件
93.402：槽
94.406：第二隔室的盖
95.405：紧固件
96.407：控制器
97.408：辅助能量存储设备409：电机410：轴。