能量吸收下邊梁總成的制作方法
【專利摘要】一種示例下邊梁總成包括位于車輛橫向側(cè)的車輛下邊梁以及位于車輛的電池組橫向側(cè)的電池下邊梁。示例能量吸收方法包括將側(cè)負(fù)荷的第一部分引導(dǎo)通過(guò)第一負(fù)荷路徑以及將側(cè)負(fù)荷的第二部分引導(dǎo)通過(guò)第二負(fù)荷路徑，第一負(fù)荷路徑延伸通過(guò)位于車輛橫向側(cè)的車輛下邊梁，第二負(fù)荷路徑延伸通過(guò)位于電池組橫向側(cè)的電池下邊梁。
【專利說(shuō)明】
能量吸收下邊梁總成
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明針對(duì)一種電動(dòng)車輛的電池組并且更具體地針對(duì)在側(cè)碰撞期間吸收施加到電動(dòng)車輛的能量以及附接電池組。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)車輛使用電動(dòng)馬達(dá)來(lái)推進(jìn)。電動(dòng)車輛、混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(HEV)和插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(PHEV)是示例類型的電動(dòng)車輛。電池組為電動(dòng)馬達(dá)供電。一些電池組被容納在電動(dòng)車輛的底板附近。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明示例性方面的下邊梁總成，除其它方面外包含位于車輛橫向側(cè)的車輛下邊梁，以及位于車輛的電池組橫向側(cè)的電池下邊梁。
[0004]在上述總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，車輛下邊梁縱向地延伸第一距離，并且電池下邊梁縱向地延伸第二距離，第二距離小于第一距離。
[0005]在任一上述總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，該車輛下邊梁從鄰近前車輪輪室的前部位置縱向地延伸到鄰近后車輪輪室的后部位置。電池下邊梁縱向地延伸電池組的縱向長(zhǎng)度。
[0006]在任一上述總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，電池下邊梁直接地固定于車輛下邊
Wi
O
[0007]在任一上述總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，電池下邊梁直接地固定于電池組。
[0008]在任一上述總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，電池下邊梁直接地固定于車輛下邊梁向下的表面。
[0009]在任一上述總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，電池下邊梁可相對(duì)于電池組壓潰以吸收部分碰撞能。
[0010]在任一上述總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，車輛下邊梁從車輛的中心橫向地延伸比電池下邊梁更遠(yuǎn)。
[0011]在任一上述總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，電池下邊梁位于所述車輛下邊梁的豎直下方。
[0012]在任一上述總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，電池下邊梁直接固定于電池組的橫向側(cè)和電池組向下的表面。
[0013]在任一上述總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，車輛下邊梁、電池下邊梁或兩者是被擠出的。
[0014]在任一上述總成的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，車輛下邊梁、電池下邊梁或兩者是被沖壓的。
[0015]根據(jù)本發(fā)明示例性方面的能量吸收方法，除其它方面外包括，將側(cè)負(fù)荷的第一部分引導(dǎo)通過(guò)第一負(fù)荷路徑以及將側(cè)負(fù)荷的第二部分引導(dǎo)通過(guò)第二負(fù)荷路徑，第一負(fù)荷路徑延伸通過(guò)位于車輛橫向側(cè)的車輛下邊梁，第二負(fù)荷路徑延伸通過(guò)位于電池組的橫向側(cè)的電池下邊梁。
[0016]在上述方法的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，該方法包含當(dāng)施加側(cè)負(fù)荷時(shí)獨(dú)立于車輛下邊梁地壓潰電池下邊梁。
[0017]在任一上述方法的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，該方法包括將車輛下邊梁固定到電池組的橫向側(cè)和電池組向下的表面。
[0018]在任一上述方法的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，該方法包括將電池下邊梁固定于車輛下邊梁向下的表面。
[0019]在任一上述方法的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，車輛下邊梁縱向地延伸第一距離并且電池下邊梁縱向地延伸第二距離，該第二距離小于第一距離。
[0020]在任一上述方法的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，車輛下邊梁從鄰近前車輪輪室的前部位置縱向地延伸到鄰近后車輪輪室的后部位置，并且電池下邊梁縱向地延伸電池組的縱向長(zhǎng)度。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種下邊梁總成，包含:
[0022]位于車輛橫向側(cè)的車輛下邊梁；以及
[0023]位于車輛的電池組橫向側(cè)的電池下邊梁，該電池下邊梁與電池組分開(kāi)并且區(qū)別于電池組。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中車輛下邊梁縱向地延伸第一距離，并且電池下邊梁縱向地延伸第二距離，該第二距離小于第一距離。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中車輛下邊梁從鄰近前車輪輪室的前部位置縱向地延伸到鄰近后車輪輪室的后部位置，并且電池下邊梁縱向地延伸電池組的縱向長(zhǎng)度。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中電池下邊梁直接地固定于車輛下邊梁，電池下邊梁和車輛下邊梁各設(shè)置有與電池組分開(kāi)并且區(qū)別于電池組的周向連續(xù)的橫截面。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中電池下邊梁直接地固定于電池組并且固定到車輛下邊梁向下的表面，以使電池下邊梁的周向連續(xù)的橫截面與電池組的橫向外壁橫向地分開(kāi)，從而提供位于電池下邊梁橫向外壁和橫向內(nèi)壁之間的開(kāi)放區(qū)域。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中電池下邊梁直接地固定于車輛下邊梁向下的表面。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中電池下邊梁可相對(duì)于電池組壓潰以吸收部分碰撞會(huì)K。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中車輛下邊梁從車輛的中心橫向地延伸比電池下邊梁更遠(yuǎn)。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中電池下邊梁位于車輛下邊梁的豎直下方。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中電池下邊梁在第一位置和與第一位置分開(kāi)的第二位置直接地固定到電池組，第一位置位于電池組橫向側(cè)，并且第二位置位于電池組向下的表面，電池下邊梁僅在第一位置處接觸橫向側(cè)并且在除第一位置以外的區(qū)域與橫向側(cè)橫向地分開(kāi)。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中車輛下邊梁和電池下邊梁是相同的材料并且兩者都是被擠出的。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中車輛下邊梁和電池下邊梁是相同的材料并且兩者都是被沖壓的。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種能量吸收方法，包含:
[0036]將側(cè)負(fù)荷的第一部分引導(dǎo)通過(guò)第一負(fù)荷路徑，該第一負(fù)荷路徑延伸通過(guò)位于車輛橫向側(cè)的車輛下邊梁；以及
[0037]將側(cè)負(fù)荷的第二部分引導(dǎo)通過(guò)第二負(fù)荷路徑，該第二負(fù)荷路徑延伸通過(guò)位于電池組的橫向側(cè)的電池下邊梁，側(cè)負(fù)荷的第二部分獨(dú)立于電池組地壓潰電池下邊梁。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該方法進(jìn)一步包含當(dāng)施加側(cè)負(fù)荷時(shí)獨(dú)立于車輛下邊梁地壓潰電池下邊梁以及電池組的所有部分。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該方法進(jìn)一步包含將電池下邊梁固定到電池組的橫向側(cè)和電池組向下的表面，電池下邊梁設(shè)置有位于電池組橫向外側(cè)的周向連續(xù)的橫截面。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該方法進(jìn)一步包含將電池下邊梁固定于車輛下邊梁向下的表面。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中車輛下邊梁縱向地延伸第一距離并且電池下邊梁縱向地延伸第二距離，該第二距離小于第一距離。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，電池下邊梁包含在界面處彼此連接的外部和內(nèi)部，從而提供位于電池組橫向最外層壁外側(cè)的周向連續(xù)的橫截面。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中內(nèi)部在第一位置和與第一位置分開(kāi)的第二位置直接固定到電池組，第一位置位于電池組橫向側(cè)，并且第二位置位于電池組向下的表面，電池下邊梁僅在第一位置和第二位置接觸電池組，內(nèi)部在除第一位置以外的區(qū)域與橫向側(cè)橫向分開(kāi)。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種包含前述下邊梁總成的車輛總成，并且該車輛總成進(jìn)一步包含容納多個(gè)電池單元的電池組，其中電池下邊梁包含在界面處彼此連接的外部和內(nèi)部，從而提供位于電池組橫向最外層壁外側(cè)的周向連續(xù)的橫截面。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種包含前述下邊梁總成的車輛總成，并且該車輛總成進(jìn)一步包含電池組，該電池組具有面向橫向的壁，該面向橫向的壁具有從該面向橫向的壁橫向延伸的凸緣，下邊梁總成至少部分地固定于該面向橫向的壁，以使該凸緣橫向地重疊于下邊梁總成的一部分。
[0046]可以單獨(dú)地或任意組合地使用前述段落、權(quán)利要求或下列附圖和說(shuō)明書中的實(shí)施例、示例以及替代形式，包括它們?nèi)我獾母鞣N方面或各自的獨(dú)立特征。關(guān)于一個(gè)實(shí)施例所描述的特征可以應(yīng)用于所有的實(shí)施例，除非這樣的特征是不兼容的。
【附圖說(shuō)明】
[0047]所公開(kāi)示例的各種特征及有利之處將從下列【具體實(shí)施方式】中對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。伴隨【具體實(shí)施方式】的附圖可以簡(jiǎn)要描述如下:
[0048I圖1示出了示例電動(dòng)車輛的示意圖；
[0049]圖2示出了圖1的電動(dòng)車輛和柱的透視圖；
[0050]圖3示出了圖2的電動(dòng)車輛和柱的仰視圖；
[0051 ]圖4示出了沿圖3的線4-4的剖視圖；
[0052]圖5示出了圖4的剖面的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0053]本發(fā)明總體涉及吸收施加到電動(dòng)車輛的負(fù)荷。更具體地，本發(fā)明涉及吸收施加到電動(dòng)車輛的側(cè)負(fù)荷。
[0054]參考圖1-3，示例電動(dòng)車輛10包括用于為電動(dòng)馬達(dá)18供電的電池組14。車輛10包括由電動(dòng)馬達(dá)18驅(qū)動(dòng)的車輪22。電動(dòng)馬達(dá)18從電池組14接收電能且將電能轉(zhuǎn)換為用于驅(qū)動(dòng)車輪22的扭矩。
[0055]示例車輛10是全電動(dòng)車輛。在其他示例中，車輛10是混合動(dòng)力電動(dòng)車輛，該車輛使用內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)代替電動(dòng)馬達(dá)18或除電動(dòng)馬達(dá)18之外使用內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)選擇性地驅(qū)動(dòng)車輪22。在混合動(dòng)力電動(dòng)車輛示例中，電動(dòng)馬達(dá)18可以選擇性地作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行以為電池組14再充電。
[0056]示例電池組14安裝于車輛10的底板26的下方或鄰近車輛10的底板26且位于車輛1的乘客艙28的下方。示例電池組14包括容納多個(gè)電池單元的電池外殼。示例車輛1包括用于吸收施加的負(fù)荷的結(jié)構(gòu)以阻止負(fù)荷擾亂電池組14和車輛10的其他部件。
[0057]施加到車輛10的負(fù)荷的類型可以是側(cè)碰撞負(fù)荷。側(cè)碰撞負(fù)荷的一個(gè)示例包括在車輛10的側(cè)面接觸柱30時(shí)施加到車輛10的負(fù)荷。為了模擬該接觸，車輛10可以相對(duì)于柱30移動(dòng)直至柱30與車輛10的橫向側(cè)面34接觸。
[0058]示例車輛10包括幫助車輛10吸收與柱30接觸所產(chǎn)生的負(fù)荷的下邊梁總成38。下邊梁總成38與橫向側(cè)面34相連。另一下邊梁總成38'與和側(cè)面34相對(duì)的橫向側(cè)面34'相連。
[0059]在該示例中，下邊梁總成38表示車輛結(jié)構(gòu)40的橫向最外側(cè)的部分。在一些示例中，下邊梁總成38被認(rèn)為是梁。下邊梁總成38和下邊梁總成38'關(guān)于車輛10的中心線對(duì)稱。示例下邊梁總成38可以與車架上的車身或承載式車身的車輛連接使用。
[0060]示例下邊梁總成38包括車輛下邊梁42和電池下邊梁44。車輛下邊梁42從鄰近前車輪輪室48的前部位置到鄰近后車輪輪室50的后部位置縱向地延伸距離Dl。電池下邊梁44縱向地延伸第二距離D2，第二距離D2總體上對(duì)應(yīng)于電池組14的縱向長(zhǎng)度。值得注意地，第二距離D2小于第一距離Dl。
[0061 ] 現(xiàn)在在繼續(xù)參照?qǐng)D2和圖3的情況下參照?qǐng)D4和圖5，示例車輛下邊梁42包括外部54和內(nèi)部56。外部54和內(nèi)部56各自包括在連接部58和60彼此附接的凸緣。外部54和內(nèi)部56之間的附接部可以是例如焊接附接部。
[0062]電池下邊梁44連接到車輛下邊梁42內(nèi)部56向下的側(cè)面62。在該示例中，電池下邊梁44位于車輛下邊梁42的豎直的下方。在其他示例中，電池下邊梁44可以部分地位于車輛下邊梁42的豎直下方。
[0063]可以使用機(jī)械緊固件64將電池下邊梁44連接到車輛下邊梁42。在車輛10組裝期間，使用至少機(jī)械連接件64將電池組14安裝到車輛結(jié)構(gòu)40。
[0064]電池下邊梁44在位置66處連接到電池組14的橫向外側(cè)68?？梢韵氲狡渌浇臃桨浮＠?，電池下邊梁44可以被附接到電池組14的頂部。
[0065]電池下邊梁44在第二位置70被連接到電池組14向下的側(cè)面72。可以想到其他附接方案。例如，電池下邊梁44可以被附接到外側(cè)68。具有電池下邊梁44的電池組14可以作為單個(gè)單元一起被組裝到車輛I O。
[0066]電池下邊梁44包括外部74和內(nèi)部76。外部74和內(nèi)部76在連接部78和80彼此連接，連接部78和80分別位于位置66和70附近。示例電池下邊梁44的橫截面是梯形，但不限于該形狀。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言橫截面的示例變化和改變是顯而易見(jiàn)的。
[0067]示例車輛下邊梁42從車輛10的中心橫向地延伸比電池下邊梁44更遠(yuǎn)。在其他示例中，可以重新定位連接部60以使電池下邊梁44能夠從車輛10的中心橫向地延伸至車輛下邊梁42。
[0068]當(dāng)車輛10移動(dòng)至與柱30接觸時(shí)，側(cè)負(fù)荷被施加到車輛10。該側(cè)負(fù)荷的一部分被引導(dǎo)通過(guò)第一負(fù)荷路徑LPl，第一負(fù)荷路徑LPl延伸通過(guò)車輛下邊梁42。隨著側(cè)負(fù)荷增加以及柱30移動(dòng)更靠近車輛10的中心，側(cè)負(fù)荷的第二部分被引導(dǎo)通過(guò)第二負(fù)荷路徑LP2，第二負(fù)荷路徑LP2延伸通過(guò)電池下邊梁44。
[0069]電池下邊梁44除了提供第二負(fù)荷路徑LP2的部分之外，其能夠在被施加集中負(fù)荷--例如來(lái)自柱的側(cè)負(fù)荷--時(shí)充當(dāng)阻止車輛下邊梁42壓潰的加強(qiáng)件。將車輛下邊梁42
和電池下邊梁44連在一起的機(jī)械緊固件或連接件作為將車輛下邊梁42和電池下邊梁44結(jié)合在一起作為雙強(qiáng)度部件的剪切鍵。
[0070]缺少電池下邊梁44的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)通常需要利用尼龍嵌件或擠出多單元鋁型材來(lái)加固，從而阻止當(dāng)施加集中負(fù)荷--例如來(lái)自柱的側(cè)負(fù)荷--時(shí)的壓潰。
[0071]分開(kāi)的負(fù)荷路徑可以在碰撞期間更好地管理來(lái)自電池組14的內(nèi)部能量。電池下邊梁44被附接到電池組14的側(cè)面。電池下邊梁44消耗能量，這將降低傳輸?shù)诫姵亟M14的碰撞會(huì)K。
[0072]在該示例中，電池組14由電池下邊梁44保持。電池下邊梁44為電池組14提供碰撞保護(hù)，以提供與第一負(fù)荷路徑LPl分開(kāi)的第二負(fù)荷路徑LP2。兩個(gè)負(fù)荷路徑大體上完全獨(dú)立，但例如由于緊固件其可以在某種程度上重疊。
[0073]部分由于分開(kāi)的負(fù)荷路徑LPl和LP2以及具有與電池下邊梁44的橫截面分開(kāi)的橫截面的車輛下邊梁，車輛下邊梁42和電池下邊梁44由于側(cè)負(fù)荷而彼此獨(dú)立地壓潰。在壓潰期間，相對(duì)小的負(fù)荷通過(guò)緊固件被傳遞。車輛下邊梁42和電池下邊梁44由于它們壓潰而吸收能量。在該示例中，車輛下邊梁42和電池下邊梁44被認(rèn)為彼此獨(dú)立地壓潰。在另一示例中，車輛下邊梁42和電池下邊梁44彼此部分獨(dú)立地壓潰。
[0074]雙負(fù)荷路徑容許車輛下邊梁42被設(shè)計(jì)為適于缺少電池組14和電池下邊梁44的傳統(tǒng)車輛內(nèi)的集中側(cè)負(fù)荷。之后可以將相同的車輛下邊梁42用于具有電池組14和電池下邊梁44的電動(dòng)車輛。
[0075]示例電池下邊梁44提供位于電池組14和柱30之間的直接和獨(dú)立的負(fù)荷路徑，其可以被大體設(shè)計(jì)為針對(duì)由于大的電池慣性的另外的負(fù)荷。位于電池組14和柱30之間的獨(dú)立負(fù)荷路徑能夠在不需要位于車輛下邊梁54內(nèi)的嵌件的情況下阻止柱30直接向電池組14施加力，嵌件是例如結(jié)構(gòu)泡沫嵌件、尼龍嵌件、焊接部等。
[0076]在該示例中，示例車輛下邊梁42和電池下邊梁44不包括這樣的嵌件。但根據(jù)需要車輛下邊梁42、電池下邊梁44或二者都可以包括這樣的嵌件。
[0077]例如，車輛下邊梁42和電池下邊梁44中的任何一個(gè)或二者都由鋁擠出或由鋼或鋁沖壓。
[0078]值得注意地，車輛下邊梁42可以用于沒(méi)有電池下邊梁44的傳統(tǒng)車輛。也就是相同車型的傳統(tǒng)和電動(dòng)版本中的每一個(gè)不需要單獨(dú)設(shè)定的車輛下邊梁。傳統(tǒng)車輛和電動(dòng)車輛之間使用通用的車輛下邊梁可以減少組裝復(fù)雜性。
[0079]上述說(shuō)明書實(shí)質(zhì)是示例性而并非限制。在不必然脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)時(shí)，公開(kāi)示例的變形和改變對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，僅通過(guò)研究下述權(quán)利要求來(lái)確定本發(fā)明所給出的合法保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種下邊梁總成，包含: 位于車輛橫向側(cè)的車輛下邊梁；以及 位于所述車輛的電池組橫向側(cè)的電池下邊梁。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下邊梁總成，其中所述車輛下邊梁縱向地延伸第一距離，并且所述電池下邊梁縱向地延伸第二距離，所述第二距離小于所述第一距離。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下邊梁總成，其中所述車輛下邊梁從鄰近前車輪輪室的前部位置縱向地延伸到鄰近后車輪輪室的后部位置，并且所述電池下邊梁縱向地延伸所述電池組的縱向長(zhǎng)度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下邊梁總成，其中所述電池下邊梁直接地固定于所述車輛下邊梁。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的下邊梁總成，其中所述電池下邊梁直接地固定于所述電池組。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的下邊梁總成，其中所述電池下邊梁直接地固定于所述車輛下邊梁向下的表面。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下邊梁總成，其中所述電池下邊梁可相對(duì)于所述電池組壓潰以吸收部分碰撞能。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下邊梁總成，其中所述車輛下邊梁從所述車輛的中心橫向地延伸比所述電池下邊梁更遠(yuǎn)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下邊梁總成，其中所述電池下邊梁位于所述車輛下邊梁的豎直下方。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下邊梁總成，其中所述電池下邊梁直接固定于至少所述電池組的橫向側(cè)和所述電池組向下的表面。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下邊梁總成，其中所述車輛下邊梁、所述電池下邊梁或兩者是被擠出的。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下邊梁總成，其中所述車輛下邊梁、所述電池下邊梁或兩者是被沖壓的。
【文檔編號(hào)】B60K1/04GK105936300SQ201610115508
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年3月1日
【發(fā)明人】吳啟進(jìn), 阿卜杜勒莫納姆·薩西, 勞倫斯·比斯
【申請(qǐng)人】福特全球技術(shù)公司