能量储存舱和用于重型车辆的车辆车架布置的制作方法

1.本公开涉及一种可连接在车辆的一对纵向延伸的车架纵梁之间的能量储存舱以及一种包括这种能量储存舱的车辆车架布置。虽然将主要针对卡车的形式的重型车辆来描述能量储存舱，但是它也可以适用于包括这种纵向延伸的车架纵梁的其它类型的车辆。


背景技术：

2.车辆的推进系统不断发展以满足市场的需求。特定方面涉及对环境有害的排气的排放。因此，由电马达或氢燃料电池推进的车辆越来越受欢迎，特别是卡车和其它重型车辆。
3.连接到车辆的推进系统的电池或氢燃料罐需要相对大，以能够向电马达/燃料电池递送大量功率，特别是当旨在覆盖长行驶里程而不必再充电/再添加燃料时。
4.重型车辆中的这些能量储存系统(即，电池/氢燃料罐)的常规放置是沿着车辆的纵向延伸的车架纵梁。这与使用内燃机来推进的卡车的常规柴油箱的位置基本相同。然而，将重型电池/氢燃料罐定位在此位置使车架和连接支架暴露于高应力，因此需要多个支架来安全地悬挂能量储存系统。并且，在车辆的操作期间，此位置容易发生能量储存系统的损坏。因此，需要进一步的发展来至少克服这些方面。


技术实现要素：

5.本公开的目标是描述至少部分克服上述缺陷的能量储存舱。这由如下根据本发明的能量储存舱实现。
6.根据第一方面，提供了一种能量储存舱，该能量储存舱可连接在重型车辆的一对纵向延伸的车架纵梁之间，该能量储存舱被布置成容纳能量储存系统，该能量储存系统被构造成向车辆的原动机供应能量以推进原动机，其中该能量储存舱包括形成环绕的载荷吸收模块的纵向延伸部分，这些纵向延伸部分包括一对纵向延伸的侧壁部分、纵向延伸的底板部分和纵向延伸的顶板部分，该一对纵向延伸的侧壁部分能够连接到该一对纵向延伸的车架纵梁，其中环绕的载荷吸收模块的纵向延伸部分被布置且构造成当受到来自纵向延伸的车架纵梁的载荷时，吸收载荷的横向分量。
7.措辞“纵向延伸”应被解释为在纵向上具有主要延伸部的部分。因此，根据上述定义，横向延伸的部件的厚度不应被解释为纵向延伸。纵向延伸也应被解释为当能量储存舱连接到车辆时的方向，即沿着车辆的纵向延伸的车架纵梁。
8.此外，环绕的载荷吸收模块应被解释为如在基本垂直于能量储存舱的纵向延伸部的横截面中所见的环绕。环绕的载荷吸收模块不应被解释为必须具有圆形形状。相反，如参考下文描述的各种实施例将显而易见的是，环绕的载荷吸收模块可以被布置成不同形状，只要侧壁部分、底板部分和顶板部分一起形成用于能量储存系统的连续的且周向布置的壳体。
9.本公开基于以下见解：通过提供可以布置在重型车辆的该一对纵向延伸的车架纵
梁之间的能量储存舱，布置在环绕的载荷吸收模块内的能量储存系统被很好地保护而免受例如在车辆的操作期间可能发生的侧面碰撞。并且，可以有效地利用纵向延伸的车架纵梁之间的原本未被占用的空间。更进一步，与横向位于纵向延伸的车架纵梁之外的位置相比，纵向延伸的车架纵梁之间的空间实现了用于定位能量储存系统的较大容积。因此，可以向车辆提供较大能量储存系统，因此可以增加行驶里程。
10.更重要的是，因为环绕的载荷吸收模块的纵向延伸部分被布置且构造成吸收载荷，所以当连接在纵向延伸的车架纵梁之间时，能量储存舱提供了改进的刚度，因此在纵向延伸的车架纵梁之间不需要独立的横向布置的加强件。因此，能量储存舱有助于纵向延伸的车架纵梁的额外的扭转和弯曲刚度。
11.根据示例实施例，环绕的载荷吸收模块可以没有横向的、非纵向延伸的载荷吸收结构。如上文所指示，环绕的载荷吸收模块被布置成吸收载荷，因此可以省略横向的非纵向延伸的载荷吸收结构，这从例如成本的角度来看是有利的。省略横向的非纵向延伸的载荷吸收结构的又一优点是，能量储存舱可以含有在纵向方向上具有较长延伸部的能量储存系统。当横向的非纵向延伸的载荷吸收结构布置在纵向延伸的车架纵梁之间时，能量储存系统需要分成若干较小的能量储存系统。这些较小的能量储存系统将能够含有较少的可用于推进原动机的能量。当省略横向的非纵向延伸的载荷吸收结构时，较大能量储存系统占据较大空间因此实现车辆的较大行驶里程。
12.横向的非纵向延伸的载荷吸收模块应被理解为从纵向延伸的车架纵梁吸收载荷的模块。因此，仅仅布置在载荷吸收模块的端部部分处的盖不应被解释为落入措辞横向的非纵向延伸的载荷吸收模块的含义内。
13.根据又一示例实施例，环绕的载荷吸收模块可以没有沿着能量储存舱的纵向长度的横向的、非纵向延伸的载荷吸收结构。
14.根据示例实施例，当能量储存舱连接在该一对纵向延伸的车架纵梁之间时，底板部分可以从纵向延伸的车架纵梁中的一个纵向延伸的车架纵梁横向延伸到纵向延伸的车架纵梁中的另一个纵向延伸的车架纵梁。底板部分可以优选地还附接到纵向延伸的车架纵梁。因此，在车辆的操作期间，底板部分有效地吸收暴露于纵向延伸的车架纵梁的载荷的横向分量。
15.根据示例实施例，顶板部分可以包括水平顶板区段和一对倾斜顶板区段，每个倾斜顶板区段在水平顶板区段与侧壁部分中的相应一个侧壁部分之间延伸。
16.倾斜部分的优点是提高了环绕的载荷吸收模块的刚度。这是由于以下事实：倾斜部分充当在横向方向和竖直方向上引导横向载荷的框架。
17.根据示例实施例，侧壁部分可以被布置成分别连接到纵向延伸的车架纵梁的竖直下端部分。
18.因此，纵向延伸的车架纵梁的竖直上端部分可以被布置成连接到横向连接在纵向延伸的车架外部的其它车辆辅助设备，诸如，另外的车辆电池等。因此，将侧壁部分连接到竖直下端部分在纵向延伸的车架纵梁的竖直上端部分处产生了额外的空间。
19.根据示例实施例，当能量储存舱连接在该一对纵向延伸的车架纵梁之间时，顶板部分可以从纵向延伸的车架纵梁中的一个纵向延伸的车架纵梁横向延伸到纵向延伸的车架纵梁中的另一个纵向延伸的车架纵梁。
20.因此，能量储存舱可以被布置成基本矩形或方形的形状，这实现了布置在其中的空间的优化。因此，能量储存舱内的空间可以含有经优化的数目的能量储存系统或者增大的大小的能量储存系统。
21.根据示例实施例，纵向延伸部分可以被布置成当能量储存系统连接在该一对纵向延伸的车架纵梁之间时，在车辆的前轴距位置和后轴距位置之间延伸。因此，相当大的大小/长度的能量储存系统可以布置在环绕的载荷吸收模块内。
22.根据示例实施例，环绕的载荷吸收模块可以容纳至少一个纵向延伸的能量储存架，所述至少一个纵向延伸的能量储存架平行于底板部分并且在底板部分的竖直上方布置。因此，能量储存系统可以在环绕的载荷吸收模块内布置在彼此的顶部上。
23.根据示例实施例，所述至少一个纵向延伸的能量储存架可以进一步在该一对纵向延伸的侧壁部分之间延伸。
24.根据第二方面，提供了一种重型车辆的车辆车架布置，该车辆车架布置包括：一对纵向延伸的车架纵梁；以及根据上文关于第一方面描述的实施例中的任一个的能量储存舱，其中能量储存舱的侧壁部分连接到该一对纵向延伸的车架纵梁。
25.根据示例实施例，能量储存舱可以包括前端部分和后端部分，纵向部分在前端部分与后端部分之间延伸。
26.根据示例实施例，能量储存舱可以包括用于向车辆的原动机供应能量的能量储存系统。
27.根据示例实施例，能量储存系统可以在能量储存舱的前端部分与后端部分之间不受干扰地延伸。
28.因此，并且如上文所指示，相当大的大小/长度的能量储存系统可以布置在环绕的载荷吸收模块内。
29.根据示例实施例，能量储存系统可以包括至少一个车辆电池。根据示例实施例，能量储存系统包括至少一个氢罐。
30.第二方面的其它效果和特征在很大程度上类似于上文关于第一方面描述的效果和特征。
31.当研读随附权利要求书和下文描述时，其它特征和优点将变得显而易见。本领域的技术人员应认识到，可以组合不同特征以产生与下文所述的实施例不同的实施例，而不偏离本公开的范围。
附图说明
32.通过下文对示范性实施例的说明性且非限制性的详细描述，将更好地理解上述和另外的目标、特征和优点，其中：
33.图1是图示了根据示例实施例的卡车的形式的重型车辆的侧视图；
34.图2是图示了根据示例实施例的纵向延伸的车架纵梁和能量储存舱的透视图；
35.图3是根据示例实施例的图2中的能量储存舱的横截面图；以及
36.图4是根据另一示例实施例的图2中的能量储存舱的横截面图。
具体实施方式
37.现将在下文中参照附图更全面地描述本公开，其中示范性实施例示出在附图中。然而，本公开可以按许多不同形式来体现，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例；实际上，这些实施例是为了详尽和完整而提供。相同附图标记在本说明书全文中表示相同元件。
38.图1是卡车的形式的车辆1的透视图。车辆包括驾驶室5，其中驾驶员在该驾驶室中控制车辆的操作。车辆优选通过一个或多个电马达推进，所述一个或多个电马达从一个或多个电池或一个或多个燃料电池接收电力。下文将描述燃料电池卡车的形式的车辆1，该燃料电池卡车包括一个或多个氢罐，所述一个或多个氢罐被布置成含有用于操作燃料电池的氢。此外或作为替代，车辆还可以包括一个或多个车辆电池。
39.如图1进一步图示，车辆1包括一对纵向延伸的车架纵梁200和能量储存舱100，该能量储存舱布置在该一对纵向延伸的车架纵梁200之间，如在车辆1的纵向延伸的横向方向上所见。
40.参考图2，该图是图示了根据示例实施例的纵向延伸的车架纵梁200和能量储存舱100的又一详细透视图。如上所述，能量储存舱100侧向布置在车架纵梁200之间，即，如在横向方向y上所见，布置在纵向延伸的车架纵梁200之间。如图2中可以进一步观察到，能量储存舱100容纳能量储存系统300。在图2中以及在图3和图4的以下描述中，能量储存系统300包括多个氢罐302。氢罐302含有供应给燃料电池的氢，该燃料电池被布置成产生供应给电马达(未示出)的电力。
41.如图2中可见，能量储存舱100包括在车辆1的纵向方向x上延伸的纵向部分400。纵向部分400可以在车辆的前轴距与后轴距(未示出)之间延伸，并且优选没有非纵向延伸的载荷吸收结构。通过不使用例如横向布置的载荷吸收结构，定位在能量储存舱100内的氢罐302可以具有与能量储存舱100的纵向部分400的长度基本相同的长度，即，在能量储存舱的前端部分与后端部分之间不受干扰地延伸。此外，并且如下文将更详细地描述，纵向延伸部分400一起形成环绕的载荷吸收模块150。纵向延伸部分400包括连接到该一对纵向延伸的车架纵梁200的一对纵向延伸的侧壁部分402、404、纵向延伸的底板部分406和纵向延伸的顶板部分408，因此纵向延伸部分400形成环绕的载荷吸收模块150。环绕的载荷吸收模块150的纵向延伸部分400被布置且构造成吸收车辆的操作期间暴露于纵向延伸的车架纵梁200的横向载荷。因此，载荷被纵向延伸部分400吸收，而不是使用例如横向延伸的载荷吸收结构来吸收。
42.为了更详细地描述能量储存舱100，参考图示了能量储存舱300的相应示例实施例的图3和图4。
43.从图3开始，该图是根据第一示例实施例的图2中的能量储存舱100的横截面图。如上文所指示，能量储存舱100包括连接到该一对纵向延伸的车架纵梁200的一对侧壁部分402、404、纵向延伸的底板部分406和纵向延伸的顶板部分408，其中侧壁部分、底板部分和顶板部分形成环绕的载荷吸收模块150。
44.在图3所描绘的实施例中，顶板部分408包括水平顶板区段410、第一倾斜顶板区段412和第二倾斜顶板区段414。第一倾斜顶板区段412在侧壁部分中的第一侧壁部分402与水平顶板区段410之间延伸，而第二倾斜顶板区段414在侧壁部分中的第二侧壁部分404与水
平顶板区段410之间延伸。底板部分406在车架纵梁200之间横向延伸，而水平顶板区段410在倾斜顶板区段的端部部分之间与相应车架纵梁相距一定距离延伸。
45.此外，能量储存舱100使用合适的连接布置在纵向延伸的车架纵梁200的下端部分202处连接到纵向延伸的车架纵梁。并且，通过图3所描绘的构造，至少两层纵向延伸的氢罐302可以定位在能量储存舱100内。然而，取决于罐的大小，另一层纵向延伸的氢罐302也是可以想到的。此外，每一层纵向延伸的氢罐302可以通过在能量储存舱100内设置纵向延伸的能量储存架420来分开。因此，如所描绘的是，能量储存架420竖直布置在底板部分406与顶板部分408之间。
46.现转向图4，该图是根据第二示例实施例的图2中的能量储存舱100的横截面图。与图3所描绘的实施例类似，能量储存舱100包括连接到该一对纵向延伸的车架纵梁200的一对侧壁部分402、404、纵向延伸的底板部分406和纵向延伸的顶板部分408，其中侧壁部分、底板部分和顶板部分形成环绕的载荷吸收模块150。
47.图3所描绘的实施例与图4所描绘的实施例之间的主要不同之处在于，图4中的能量储存舱100被布置为方形能量储存舱100，即，侧壁部分402、404的高度与顶板部分408和底板部分406的宽度基本相同。因此，顶板部分408与底板部分406两者在纵向延伸的车架纵梁200之间横向延伸。能量储存舱100也可以被布置成矩形形状，其中，例如，侧壁部分的高度大于顶板部分408和底板部分406的宽度。
48.此外，能量储存舱100使用合适的连接布置在纵向延伸的车架纵梁200的上端部分203处连接到纵向延伸的车架纵梁。
49.此外，图4中所描绘的构造包括定位在能量储存舱100内的三层纵向延伸的氢罐302。然而，取决于罐的大小，另一层纵向延伸的氢罐302也是可以想到的。此外，图4所描绘的实施例包括另一纵向延伸的能量储存架430。该另一纵向延伸的能量储存架430因此被竖直定位在第一纵向延伸的能量储存架420上方，因此三层在物理上彼此分离。
50.应理解，本公开不限于上文所述且附图所图示的实施例；实际上，本领域的技术人员应认识到可以在随附权利要求书的范围内进行许多改变和修改。