电动化车辆模块托架总成和支撑方法与流程

1.本公开总体上涉及电动化车辆动力传动系统的支撑部件。


背景技术：

2.电动化车辆不同于常规的机动车辆，因为电动化车辆使用由牵引电池组供电的一个或多个电机来选择性地驱动。作为内燃发动机的替代或补充，电机可以驱动电动化车辆。电动化车辆的牵引电池组可以包括具有外壳的以一个或多个电池阵列布置的多个电池单元总成。


技术实现要素：

3.根据本公开的示例性方面的电动化车辆总成尤其包括：托架总成，其从车辆的乘客侧车架纵梁延伸到车辆的驾驶员侧车架纵梁；以及至少一个电动化车辆动力传动系统模块，其由托架总成支撑。
4.在前述总成的另一个示例中，托架总成包括横向托架(cross-brace)、驾驶员侧桥接支架和乘客侧桥接支架。
5.在任一前述总成的另一个示例中，驾驶员侧桥接支架和横向托架的驾驶员侧被配置为夹住驾驶员侧车架纵梁的一部分。乘客侧桥接支架和横向托架的乘客侧被配置为夹住乘客侧车架纵梁的一部分。
6.在任一前述总成的另一个示例中，驾驶员侧桥接支架直接固定到横向托架和驾驶员侧车架纵梁的上侧，并且乘客侧桥接支架直接固定到横向托架和乘客侧车架纵梁的上侧。
7.任一前述总成的另一个示例包括：所述横向托架的至少一个驾驶员侧支脚，其直接固定到所述驾驶员侧车架纵梁的下侧；以及横向构件的至少一个乘客侧支脚，其直接固定到所述乘客侧车架纵梁的下侧。
8.在任一前述总成的另一个示例中，驾驶员侧桥接支架直接固定到横向托架和驾驶员侧车架纵梁的上侧，并且乘客侧桥接支架直接固定到横向托架和乘客侧车架纵梁的上侧。
9.在任一前述总成的另一个示例中，驾驶员侧桥接支架机械地紧固到驾驶员侧车架纵梁的上侧。
10.在任一前述总成的另一个示例中，至少一个驾驶员侧支脚和至少一个乘客侧支脚均包括易碎特征件，所述易碎特征件被配置为响应于载荷而屈服。
11.在任一前述总成的另一个示例中，易碎特征件由孔提供。
12.在任一前述总成的另一个示例中，孔是盲孔。
13.在任一前述总成的另一个示例中，至少一个驾驶员侧支脚包括前驾驶员侧支脚和后驾驶员侧支脚。至少一个乘客侧支脚包括前乘客侧支脚和后乘客侧支脚。
14.任一前述总成的另一个示例包括电机，所述电机设置在所述横向托架下方并且由
所述托架总成支撑。
15.在任一前述总成的另一个示例中，托架总成和至少一个电动化车辆动力传动系统模块设置在车辆的前行李厢内。
16.在任一前述总成的另一个示例中，至少一个电动化车辆动力传动系统模块是高压模块。
17.在任一前述总成的另一个示例中，至少一个电动化车辆动力传动系统模块还包括dc/dc转换器、车载发电机和车载充电器，全部这些都由托架总成支撑在托架总成的横向托架顶上的位置。
18.一种电动化车辆模块支撑方法尤其包括将托架总成直接固定到乘客侧车架纵梁和驾驶员侧车架纵梁两者，并且将至少一个高压模块支撑在托架总成上。
19.在前述方法的另一个示例中，高压模块是逆变器系统控制器。
20.在任一前述方法的另一个示例中，托架总成包括易碎特征件，所述易碎特征件被配置为响应于载荷而碎裂。
21.任一前述方法的另一个示例包括将至少一个易碎特征件加工到托架总成中。
22.任一前述方法的另一个示例包括将电机固定到横向托架的下侧。
23.前述段落、权利要求或以下描述和附图的实施例、示例和替代方案(包括它们的各种方面或相应各个特征中的任一者)可独立地或以任何组合采用。结合一个实施例描述的特征适用于所有实施例，除非此类特征是不兼容的。
附图说明
24.根据具体实施方式，所公开示例的各种特征和优点对于本领域技术人员而言将变得明显。随附于具体实施方式的附图可简要地描述如下：
25.图1示意性地示出了示例性电动化车辆的动力传动系统。
26.图2示出了结合图1的动力传动系统的电动化车辆以及图1的动力传动系统的选定部分的特写。
27.图3示出了固定到图2的车辆的车架纵梁的托架总成的透视图。
28.图4示出了图2的托架总成和车架纵梁的前视图。
29.图5示出了图3和图4的托架总成的横向托架的前驾驶员侧支脚的特写视图。
30.图6示出了图5的前驾驶员侧支脚在响应载荷而屈服后的透视图。
具体实施方式
31.本公开详细描述了用于支撑电动化车辆动力传动系统的高压模块的托架总成。由托架支撑的示例性高压模块可以包括车载充电器、车载发电机、转换器、逆变器系统控制器或这些的某种组合。托架被配置为响应于载荷而屈服，以提供期望的运动响应。
32.参考图1，插电式混合动力电动车辆(phev)的动力传动系统10包括具有多个电池阵列18的牵引电池组14、内燃发动机20、马达22和发电机24。马达22和发电机24是电机类型。马达22和发电机24可以是分开的或具有组合式马达-发电机的形式。
33.尽管描绘为phev，但应理解，本文描述的概念不限于phev并且可以扩展到任何其他类型的电动化车辆中的牵引电池组，所述电动化车辆包括但不限于：其他混合动力电动
车辆(hev)、电池电动车辆(bev)、燃料电池车辆等。
34.在这个实施例中，动力传动系统10是动力分流动力传动系统，所述动力分流动力传动系统采用第一驱动系统和第二驱动系统。第一驱动系统和第二驱动系统产生扭矩以驱动一组或多组车辆驱动轮28。第一驱动系统包括发动机20和发电机24的组合。第二驱动系统至少包括马达22、发电机24和牵引电池组14。马达22和发电机24是动力传动系统10的电驱动系统的部分。
35.发动机20和发电机24可以通过动力传递单元30(诸如行星齿轮组)连接。当然，包括其他齿轮组和变速器的其他类型的动力传递单元可以用于将发动机20连接到发电机24。在一个非限制性实施例中，动力传递单元30是行星齿轮组，所述行星齿轮组包括环形齿轮32、中心齿轮34和齿轮架总成36。
36.发电机24可由发动机20通过动力传递单元30来驱动，以将动能转换为电能。发电机24可替代地用作马达以将电能转换成动能，从而将扭矩输出到连接到动力传递单元30的轴38。
37.动力传递单元30的环形齿轮32连接到轴40，所述轴通过第二动力传递单元44连接到车辆驱动轮28。第二动力传递单元44可包括具有多个齿轮46的齿轮组。其他动力传递单元可用于其他示例中。
38.齿轮46将扭矩从发动机20传递到差速器48，以最终为车辆驱动轮28提供牵引力。差速器48可包括使得能够将扭矩传递到车辆驱动轮28的多个齿轮。在这个示例中，第二动力传递单元44通过差速器48机械地联接到车桥50，以将扭矩分配给车辆驱动轮28。
39.马达22可以被选择性地用于通过将扭矩输出到同样连接到第二动力传递单元44的轴54而驱动车辆驱动轮28。在该实施例中，马达22和发电机24作为再生制动系统的一部分进行合作，其中马达22和发电机24两者都可以用作马达来输出扭矩。例如，马达22和发电机24可以各自向牵引电池组14的可充电单元输出电力。
40.参考图2，车辆60包括动力传动系统10。在示例性车辆60中，牵引电池组14邻近车辆60的车身底部定位。动力传动系统10的高压模块定位在发动机罩64下方的车辆60的前舱或行李厢区域中。在这个示例中，高压模块包括dc/dc转换器68、逆变器系统控制器72、车载发电机76和车载充电器80。在示例性实施例中，高压模块由托架总成84支撑。出于本公开的目的，高压是大于或等于60伏的电压。高压模块是被配置为适应大于或等于60伏的电压的模块。
41.现在参考图3和图4并且继续参考图2，在示例性实施例中，托架总成84包括横向托架88、驾驶员侧桥接支架92和乘客侧桥接支架96。托架总成84沿着车辆横向方向从车辆60的乘客侧车架纵梁100延伸到驾驶员侧车架纵梁104。车架纵梁100、104沿着车辆60的长度纵向延伸。在示例性实施例中，横向托架88、驾驶员侧桥接支架92和乘客侧桥接支架96是彼此分开压铸的独立且不同的部件。
42.当安装时，驾驶员侧桥接支架92和横向托架88的驾驶员侧夹住驾驶员侧车架纵梁104的一部分。类似地，乘客侧桥接支架96和横向托架88的乘客侧夹住乘客侧车架纵梁100的一部分。
43.在组装期间，横向托架88可以从车架纵梁100、104的下方竖直向上移动。然后可以利用例如机械紧固件116将横向托架88固定到车架纵梁100的下表面108和车架纵梁104的
下表面112。
44.驾驶员侧桥接支架92然后可以固定到驾驶员侧车架纵梁104的上表面118和横向托架88的驾驶员侧，以夹住驾驶员侧车架纵梁104。此外，乘客侧桥接支架96可以固定到乘客侧车架纵梁100的上表面124和横向托架88的乘客侧。机械紧固件116可以用于固定驾驶员侧桥接支架92和乘客侧桥接支架96。
45.因此，示例性托架总成84的多件式设计便于在车辆组装期间将托架总成84组装并且铺装到车架纵梁100、104。在车架纵梁100、104处于安装位置的情况下，横向托架88可以从车架纵梁100、104下方竖直向上移动到安装位置。驾驶员侧桥接支架92和乘客侧桥接支架96然后可以从车架纵梁100、104的竖直上方移动到安装位置。
46.前驾驶员侧支脚140和后驾驶员侧支脚144在横向托架88的驾驶员侧横向向外延伸。支脚140、144均包括孔，当机械紧固件116直接固定到下表面108时，所述孔接收机械紧固件116中的一个。当支脚140、144固定到车架纵梁104时，所述支脚140、144可以直接接触车架纵梁104的下表面108。
47.横向托架88的乘客侧包括前支脚和后支脚，所述前支脚和后支脚在车架纵梁100下方横向向外延伸，并且当直接固定到车架纵梁100时直接接触下表面112。
48.当固定到托架总成84上时，各种高压模块，这里是转换器68、转换器系统控制器72、发电机76和充电器80直接设置在横向托架88的顶部。托架总成84还可以用于支撑电机(这里是马达22)，所述电机可直接竖直位于托架总成84的横向托架88下方。
49.现在参考图5并且继续参考图2至图4，在示例性实施例中，前驾驶员侧支脚140包括易碎特征件160。在示例性实施例中，易碎特征件160由孔164提供，所述孔可以是孔洞、狭槽或空腔。
50.在示例性实施例中，孔164是盲孔。出于本公开的目的，盲孔是指不完全延伸穿过前驾驶员侧支脚140的孔。也就是说，盲孔通向支脚的第一侧或相对的第二侧，但不通向第一侧和第二侧两者。
51.当载荷l(图2)被导向车辆60时，产生的载荷路径可以延伸穿过托架总成84。由于易碎特征件160，横向托架88倾向于在易碎特征件160的区域中碎裂。这尤其是由于前驾驶员侧支脚140在所述区域的厚度减小。由于易碎特征件160，前驾驶员侧支脚140被配置为响应于载荷l而破裂。使易碎特征件160碎裂所需的载荷l可以是相对大的载荷，诸如由碰撞事件引起的载荷。
52.横向托架88的前乘客侧支脚可类似地被配置为包括盲孔，当施加载荷时，所述盲孔可以促使托架总成84的期望区域中碎裂。由于易碎特征件响应于载荷l而碎裂，因此载荷l不会将横向托架88和由托架总成84保持的各种模块向后朝向车辆60的乘客舱驱动。在一些情况下，避免此类移动可能是期望的。
53.易碎特征件160的孔164的尺寸和位置可以设计成在碰撞事件期间屈服，同时托架总成84和模块的剩余部分继续吸收载荷。
54.在这个示例中，同样是盲孔的孔164通向前驾驶员侧支脚140的竖直向下的表面。在另一个示例中，孔164可以替代地完全延伸穿过前驾驶员侧支脚140，可以通向驾驶员侧支脚140的顶侧。
55.图6示出了响应于载荷l而屈服并且碎裂之后的前驾驶员侧支脚140。值得注意的
是，载荷l已经在孔164的区域中使前驾驶员侧支脚140碎裂。易碎特征件160可以帮助吸收能量，同时准许横向托架88相对于驾驶员侧车架纵梁104移动。
56.示例性实施例的孔164可以加工到横向托架88的支脚140中。在另一个示例中，孔164被铸造成包括所述孔。铸造孔164可以消除额外的机器操作、时间并且降低成本。
57.所公开示例的特征包括可以便于对所施加载荷的期望响应的高效设计解决方案。横向托架可以为各种模块提供必要的支撑，同时响应于载荷而屈服，以抑制模块和横向托架朝向车辆的乘客舱的相对移动。
58.前文描述在本质上是示例性的而非限制性的。对所公开的示例作出的变化和修改对于本领域技术人员而言可能变得明显，所述变化和修改不一定脱离本公开的本质。因此，赋予本公开的法律保护范围只能通过研究所附权利要求来确定。