具有电池驱动车辆和/或混合动力驱动车辆和/或燃料电池驱动车辆和/或内燃机驱动车辆的机动车组的制作方法

1.本发明涉及一种至少包括电池驱动车辆、混合动力驱动车辆、燃料电池驱动车辆和内燃机驱动车辆中的两种车辆类型的机动车组。


背景技术：

2.具有不同驱动方式的机动车是已知的。这些车辆根据驱动方式具有关于这一点设计的构型。
3.已知的电动车辆具有所谓的牵引电池，该牵引电池用于存储用于电动车辆的电驱动装置的电能。这种牵引电池由电池单体构成，这些电池单体又组合成电池模块。电池单体或电池模块被安放在壳体中，该壳体用于保护电池单体并且包含用于对电池单体进行空气调节和控制的装置。例如，这种具有壳体的电池结构组合件设置在机动车的位于机动车的前桥与后桥之间的底部区域中。
4.此外，存在混合动力车辆，其不仅具有带有电动机和牵引电池的电驱动装置，而且具有带有相应的排气设备的内燃机。
5.此外，燃料电池车辆是已知的，其类似于纯电池电动驱动的车辆具有用于驱动的电动机、用于缓存电能的缓冲电池以及用于产生电能的燃料电池。在此，燃料电池经常用氢气来运行，氢气在压力下被存储在压力容器中。


技术实现要素：

6.本发明的任务在于，提供一种至少包括电池驱动车辆、混合动力驱动车辆、燃料电池驱动车辆和内燃机驱动车辆中的两种车辆类型(也就是说两种不同的驱动方式)的机动车组，其中，该机动车组的车辆具有类似的结构，从而简化其制造。
7.所述任务通过一种具有权利要求1的特征的机动车组来解决。本发明有利的进一步改进方案在从属权利要求中提到。
8.根据本发明的机动车组至少包括以下车辆类型中的两种不同车辆类型的车辆：
9.——仅具有电动机驱动装置的电池驱动车辆，
10.——具有电动机驱动装置和内燃机驱动装置的混合动力驱动车辆，
11.——具有燃料电池驱动装置的燃料电池驱动车辆，以及
12.——仅具有内燃机驱动装置的内燃机驱动车辆。
13.机动车组的所有车辆类型都具有底部结构组合件，该底部结构组合件包括左侧槛梁结构和右侧槛梁结构、上底部和下底部以及中间底槽结构。
14.机动车组的所有车辆类型的底部结构组合件具有蓄能器结构空间，该蓄能器结构空间设置在左侧槛梁结构与中间底槽结构之间以及设置在右侧槛梁结构与中间底槽结构之间。
15.在电池驱动车辆中，不仅驱动电池管路而且车辆资源管路和/或车辆e/e管路和/
或内部空间排气和内部空间通风管路都在中间底槽结构中延伸，并且在蓄能器结构空间中设置有驱动电池结构组合件。
16.在混合动力驱动车辆中，不仅驱动电池管路而且车辆资源管路、尤其是燃料管路和/或车辆e/e管路和/或内部空间排气和内部空间通风管路都在中间底槽结构中延伸。在该蓄能器结构空间中容纳有驱动电池结构组合件。
17.在燃料电池驱动车辆中，不仅驱动电池管路而且车辆资源管路和/或车辆e/e管路和/或内部空间排气和内部空间通风管路都在中间底槽结构中延伸。在该蓄能器结构空间中容纳有驱动电池结构组合件。
18.在内燃机驱动车辆中，车辆资源管路、尤其是燃料管路和/或车辆e/e管路和/或内部空间排气和内部空间通风管路都在中间底槽结构中延伸。
19.蓄能器结构空间可以流体密封地实施并且可以在上面由上底部限定并且在下面由下底部限定。
20.电池驱动车辆尤其是仅具有带有作为能量源的驱动电池和至少一个用于驱动车辆的电动机的电动机驱动装置。电池驱动车辆也可以被称为纯电池动力车辆bev，其中，bev代表battery electric vehicle。电池驱动车辆除了电动机驱动装置之外不具有其它驱动装置。
21.混合动力驱动车辆尤其是具有包括作为能量源的电池和电动机的电动机驱动装置以及包括内燃机、燃料容器和排气设备的内燃机驱动装置。由具有内燃机和电动机的驱动装置构成的组合通常称为混合驱动装置。混合动力驱动车辆的电池例如可以从外部充电。这种混合动力驱动车辆也被称为插电式混合动力汽车phev，其中，phev代表plug in hybrid electric vehicle。
22.燃料电池驱动车辆尤其是具有燃料电池驱动装置，该燃料电池驱动装置具有电动机和用作由燃料电池产生的电能的临时储存器的驱动电池以及燃料电池和用于能量载体(例如氢)的燃料压力容器用于运行燃料电池。这种燃料电池驱动车辆也被称为燃料电池电动车辆fcev，其中，fcev代表fuel cell electric vehicle。
23.内燃机驱动车辆尤其是具有内燃机驱动装置，该内燃机驱动装置仅具有内燃机、燃料容器和排气设备并且没有其它驱动装置。内燃机驱动车辆既没有电动机也没有驱动电池(当然内燃机驱动车辆可以包括起动电池)。
24.除了内燃机驱动车辆之外，机动车组的所有车辆类型都具有驱动电池结构组合件，其中，该驱动电池结构组合件至少包括电池单体和/或具有多个电池单体的电池模块、控制单元以及调温单元。
25.所述车辆类型例如属于车辆结构系列并且例如也具有相同的或类似的行驶机构、相同的或类似的前车、相同的或类似的后车、相同的或类似的车辆内部空间、相同的或类似的外车身形状等。
26.根据本发明，具有不同驱动设计的机动车组的车辆类型具有包括侧槛梁、下底部、上底部和中间底槽结构的底部结构组合件的基本上相同的结构。这能够实现高效地开发和设计车辆组的具有不同的驱动设计的车辆类型。在不同的驱动设计中部分不同地利用在底部结构组合件中可供使用的结构空间。因此，尽管有不同的驱动设计，但在车辆组的每个车辆中优化地充分利用所述结构空间。具有不同驱动设计的车辆在车身侧的区别尽可能少，
从而通用部件的份额尽可能大，并且就此降低了车辆组的成本。此外，尽管有不同的驱动设计，根据本发明的车辆组由于原则上相同的结构而可以在用于车辆组的所有车辆的生产线中高效地制造。
27.优选地，在混合动力驱动车辆中在中间底槽结构中设置有排气设备。
28.此外，在内燃机驱动车辆中优选在中间底槽结构中设置有排气设备。
29.根据所述车辆组的一种优选的进一步改进方案，不同车辆类型的中间底槽结构具有彼此不同的结构。尤其是，中间底槽结构根据车辆类型具有不同的尺寸。不同的尺寸尤其是涉及中间底槽结构的宽度和/或高度。
30.电池驱动车辆的中间底槽结构在此小于混合动力驱动车辆的中间底槽结构，在混合动力驱动车辆中，相对于电池驱动车辆在中间底槽结构中附加地设置有排气设备。另外，由于其中安放有燃料压力容器的蓄能器结构空间，燃料电池驱动车辆的中间底槽结构比其它车辆类型的中间底槽结构大。总体上，所述车辆类型的中间底槽结构有利地与其对中间底槽结构尺寸的要求相匹配。
31.有利地，中间底槽结构具有沿底部结构组合件的纵向方向延伸的一个或多个腔室、尤其是在底部结构组合件的整个长度上延伸的一个或多个腔室。这些腔室可以彼此相叠地和/或并排地设置。
32.所述腔室可以彼此流体密封地构造，也就是说它们可以通过流体密封的壁彼此隔开。
33.优选地，中间底槽结构的所述一个或多个腔室可以由一个纵梁或多个纵梁构成。此外，中间底槽结构的所述一个或多个腔室可以由上底部和/或下底部构成或者至少由上底部和/或下底部限定。
34.根据一种优选的进一步改进方案，在中间底槽结构中可以构造有沿车辆纵向方向延伸的中间底槽蓄能器结构空间。
35.由此，中间底槽结构也可以用于容纳蓄能器，由此可以增大车辆的续驶里程。
36.在燃料电池驱动车辆的中间底槽蓄能器结构空间中例如可以设置有燃料压力容器。
37.燃料压力容器在中间底槽结构中特别可靠地被保护以防碰撞。此外，由此燃料压力容器(其可以是圆柱形的容器)可以具有比在燃料压力容器设置在上底部与下底部之间的情况更大的直径，从而扩大其存储容积。
38.根据一种优选的进一步改进方案，在混合动力驱动车辆的蓄能器结构空间中还可以设置有至少一个燃料容器或也可以设置有多个燃料容器。
39.由此，可以最佳地利用底部结构组合件中现有的结构空间，因为与电池驱动车辆相比需要较少的用于驱动电池结构组合件的结构空间。
40.此外，在内燃机驱动车辆的蓄能器结构空间中可以设置有一个或多个燃料容器。
41.在本发明的意义中，燃料容器是用于液体燃料(例如汽油和柴油)的燃料容器或者是用于气态的碳氢化合物的气体压力容器。
42.根据所述机动车组的一种优选的进一步改进方案，所述上底部以与车身固定的方式构造。同样，下底部可以以与车身固定的方式构造。
43.术语“以与车身固定的方式”意味着，下底部和/或上底部是车身白车身的一个/多
个组成部分。车身白车身的组成部分例如通过焊接或粘接基本上不可松脱地相互连接。由此简化了制造并且相应地避免了装配部件。从底部结构组合件的刚性和抗碰撞性的观点看，与车身固定的布置结构也是有利的。
44.根据所述机动车组的一种优选的进一步改进方案，所述下底部可松脱地固定。同样，上底部可以可松脱地固定。
45.这便于在装配(制造)、维护和修理机动车时接近底部结构组合件的内部。
46.此外，上/下底部可以在中间底槽结构的区域中具有开口。所述开口可以通过盖例如流体密封地封闭。该开口可以在底部结构组合件的整个长度上延伸。
47.该开口便于在装配、维护和修理时接近中间底槽结构的内部。
48.根据所述机动车组的一种优选的进一步改进方案，用于所述机动车组的所有车辆类型的左侧槛梁结构和右侧槛梁结构可以基本上相同地、尤其是一致地实施。
49.由此通过通用部件减少了制造成本。
50.根据所述机动车组的一种优选的进一步改进方案，底部结构组合件具有在左侧槛梁结构与中间底槽结构之间的横梁结构以及在右侧槛梁结构与中间底槽结构之间的横梁结构。
51.由此能够在车辆横向方向上传递碰撞负荷并且充分地保护蓄能器结构空间以防变形。
52.有利地，底部结构组合件构造用于接收和传递在车辆横向方向和/或车辆纵向方向上的碰撞负荷。例如，侧槛梁结构、下底部、上底部和中间底槽结构这样设计，使得它们能够传递碰撞负荷。
53.侧槛梁结构可以构造用于通过变形吸收碰撞能量。
54.在中间底槽结构中，所有提到的在车辆的前部区域与后部区域之间延伸的车辆管路以及驱动电池结构组合件的所有内部管路都可以节省空间地集中地安放。这在制造、维修和维护方面是特别有利的。此外，由于相应的管路与侧槛梁结构间隔开，所以它们在车辆侧面碰撞时得到很好的保护。此外，这样设置的管路也不会影响底部结构组合件上方、即上底部上方的车辆内部空间(乘员舱)。
55.驱动电池管路例如是用于冷却和/或加热(调温)电池单体的电线(尤其是高压线路)、数据线(信号或控制线路)和冷却管路。车辆资源管路例如是制动管路(液压的或气动的)、燃料管路、冷却剂管路、压缩空气管路、洗涤水管路。车辆e/e管路是所有的电子管线或电导线，它们可以在机动车中在所谓的电缆束中组合并且从机动车的前部区域延伸到机动车的后部区域。
56.驱动电池或驱动电池结构组合件也可被称为牵引电池或高压储能器(区别于纯起动电池)。驱动电池结构组合件设置在机动车车身的底部结构组合件中并且因此与车身集成。因此，驱动电池结构组合件不是单独的、例如流体密封的单元，该单元安放在壳体中并且然后可作为单独的单元装配在车身上。电池结构组合件流体密封地安放在底部结构组合件中。
57.因此，防止了驱动电池结构组合件与车辆内部空间或机动车周围环境之间的流体交换。
58.本发明的上面列举的进一步改进方案可以尽可能并且合适地任意相互组合。
附图说明
59.接下来是附图的简要说明。
60.图1示出根据本发明的一种实施例的机动车组的电池驱动车辆的底部结构组合件的示意性剖面图。
61.图2示出根据本发明的所述实施例的机动车组的一种替代的电池驱动车辆的底部结构组合件的示意性剖面图。
62.图3示出根据本发明的所述实施例的机动车组的混合动力驱动车辆的底部结构组合件的示意性剖面图。
63.图4示出根据本发明的所述实施例的机动车组的燃料电池驱动车辆的底部结构组合件的示意性剖面图。
64.图5示出根据本发明的所述实施例的机动车组的内燃机驱动车辆的底部结构组合件的示意性剖面图。
具体实施方式
65.下面参照图1至图5详细描述本发明的实施例。
66.根据该实施例的机动车组包括车辆类型电池驱动车辆(100、100’)、混合动力驱动车辆(200)、燃料电池驱动车辆(300)和内燃机驱动车辆(400)。机动车组的车辆类型具有底部结构组合件101、101’、201、301、401，其一部分相同并且一部分不同地实施。所有底部结构组合件101、101’、201、301、401具有左侧槛梁3和右侧槛梁5，它们对于所有车辆类型基本上相同地实施。此外，所有底部结构组合件101、101’、201、301、401具有上底部107、107’、207、307、407，该上底部是白车身部件并且不可松脱地与车身、尤其是侧槛梁3、5以及必要时横梁连接。上底部107、107’、207、307、407同时形成用于车辆内部空间(即乘员舱)的底部。此外，所有底部结构组合件101、101’、201、301、401具有下底部109、109’、209、309、409，该下底部是装配部件并且可松脱地与车身、尤其是侧槛梁3、5以及必要时横梁连接。下底部109、109’、209、309、409与车身流体密封地连接。下底部109、109’、209、309、409尤其是可以出于维护和维修目的被移除。此外，由此可以在机动车的制造期间将装配部件装配在底部结构组合件101、101’、201、301、401中。
67.此外，所有底部结构组合件101、101’、201、301、401具有中间底槽结构111、111’、211、311、411。在所有车辆类型的中间底槽结构111、111’、211、311、411中延伸有车辆e/e管路，其通常也被称为电缆束。此外，在所有类型车辆的中间底槽结构111、111’、211、311、411中可以延伸有车辆资源管路，诸如液压或气动制动管路、洗涤液管路、冷却液体管路等。同样地，在所有类型车辆的中间底槽结构111、111’、211、311、411中可以延伸有内部空间排气和内部空间通风管路，例如空调设备。所述车辆类型的中间底槽结构111、111’、211、311、411基本上在底部结构组合件101、101’、201、301、401的整个长度上延伸并且具有多个沿纵向方向延伸的腔室。所述中间底槽结构111、111’、211、311、411可以由一个或多个纵梁构成。在左侧槛梁3或右侧槛梁5与中间底槽结构111、111’、211、311、411之间延伸有在图中未示出的横梁，该横梁设计用于在相应的车辆碰撞时传递或支撑碰撞负荷。
68.此外，所有底部结构组合件101、101’、201、301、401具有左边和右边封闭的附加结构空间或者蓄能器结构空间113、113’、213、313、413，其由中间底槽结构111、111’、211、
311、411、左侧槛梁3或者右侧槛梁5、上底部107、107’、207、307、407和下底部109、109’、209、309、409限定。蓄能器结构空间113、113’、213、313、413流体密封地实施。因此，蓄能器结构空间113、113’、213、313、413被保护免受环境影响并且同样没有物质可以从蓄能器结构空间113、113’、213、313、413到达环境中或车辆内部空间中。
69.所有车辆类型的底部结构组合件101、101’、201、301、401这样构造，使得侧槛梁3和5尤其是在侧面碰撞时能够通过变形吸收碰撞能量并且在侧槛梁3、5之间的结构(包括下底部109、109’、209、309、409、上底部107、107’、207、307、407、横梁和中间底槽结构111、111’、211、311、411)构造得足够刚性以用于传递碰撞负荷。
70.图1示出电池驱动车辆100的底部结构组合件101。电池驱动车辆100具有纯电动驱动装置，其仅具有可从外部充电的驱动电池作为能量源和用于驱动车辆的至少一个电动机。电池驱动车辆100还可以被称为纯电池动力车辆bev(bev代表battery electric vehicle)。电池驱动车辆100除了电驱动装置之外不具有其它驱动装置。
71.在电池驱动车辆100的蓄能器结构空间113中安放有电池结构组合件115。因此，电池驱动车辆100具有集成在车身中的驱动电池，因此不具有可作为单独的单元装配在车身上的单独的壳体中的驱动电池。电池结构组合件115具有多个电池模块、功率控制单元和用于对这些电池模块进行调温的冷却单元，在这些电池模块中多个电池单体相互连接。
72.电池驱动车辆100的中间底槽结构111具有纵梁，该纵梁构成沿车辆纵向方向延伸的腔室，用于容纳资源管路和必要时容纳电缆束，也就是说车辆e/e管路。此外，在中间底槽结构111的在纵梁的左侧和右侧的侧面区域中安放有电池结构组合件115的电池导线。电池导线包括用于驱动或充电的高压线(高压线)、用于控制电池结构组合件115的低压线(低压线)和具有用于对电池模块进行调温的冷却剂的冷却管路。
73.在图2中，电池驱动车辆100’的底部结构组合件101’示出为电池驱动车辆100的底部结构组合件101的变型方案。接下来仅描述底部结构组合件101’与底部结构组合件101的区别。在此，中间底槽结构111这样构造，使得中间底槽结构111’仅在下部区域中具有一个或多个沿车辆纵向方向延伸的、用于容纳管路(如资源管路、电缆束、电池导线等)的腔室。在中间底槽结构的上半部中延伸有用于接纳和传递在车辆横向方向上的碰撞负荷的横梁结构，使得在此不能沿车辆纵向方向进行连续的管路引导。
74.图3示出混合动力驱动车辆200的底部结构组合件201。混合动力驱动车辆200具有纯电动驱动装置，其仅具有可从外部充电的驱动电池作为能量源和用于驱动车辆的至少一个电动机。此外，混合动力驱动车辆200具有用于驱动车辆的内燃机和作为蓄能器的相应的燃料容器。
75.接下来仅描述底部结构组合件101与底部结构组合件201的区别。在中间底槽结构211中设置有由一个或多个纵梁构成的、沿纵向方向在底部结构组合件201的整个长度上延伸的腔室，内燃机的排气设备231设置在该腔室中。此外，在中间底槽结构211中在相同的或单独的、在底部结构组合件201的整个长度上延伸的腔室中设置有资源管路以及电缆束。此外优选地，电池导线在中间底槽结构211的侧向区域中延伸。中间底槽结构211的纵梁这样设计，使得它们也可以通过底部结构组合件201的横梁传递例如在侧面碰撞时的横向负荷。
76.中间底槽结构211与中间底槽结构111和111’相比稍微更大地构造，以便为排气设备231提供足够的结构空间。尤其是中间底槽结构211较宽并且也较高。
77.上底部207可以在很大程度上与上底部107或107’相同地实施，但是在中间区域中不同。尤其是，上底部207不完全平坦地构成，而是在中部区域中具有凸起部。
78.在混合动力驱动车辆200的蓄能器结构空间213中安放有电池结构组合件215。因此，混合动力驱动车辆200也具有与车身集成的驱动电池。电池结构组合件215的存储容量小于电池结构组合件115或115’的存储容量。
79.此外，在混合动力驱动车辆200的蓄能器结构空间213中安放有一个或多个燃料容器。
80.由于中间底槽结构211的宽度较大，蓄能器空间213在车辆横向上比较小。
81.图4示出燃料电池驱动车辆300的底部结构组合件301。燃料电池驱动车辆300具有电驱动装置，该电驱动装置具有通常不能从外部充电的、作为临时储存器的驱动电池和至少一个用于驱动车辆的电动机。另外，燃料电池车辆300具有用于产生电能的燃料电池和用于储存氢气的压力容器339，用以在压力下使燃料电池运行。这种燃料电池驱动车辆也被称为燃料电池电动车辆fcev(fuel cell electric vehicle)。
82.在中间底槽结构311中设置有由一个或多个纵梁构成的、沿纵向方向在底部结构组合件301的整个长度上延伸的腔室337(即蓄能器结构空间)，燃料电池驱动车辆300的压力容器339安放在该腔室中。中间底槽结构311由于压力容器339的直径而明显突出于底部结构组合件301的上底部307的平面。压力容器339在车辆纵向方向上装入。此外，在中间底槽结构311中在相同的或单独的、在底部结构组合件301的整个长度上延伸的腔室中设置有资源管路以及电缆束。此外优选地，电池导线在中间底槽结构311的侧向区域中延伸。中间底槽结构311的纵梁这样设计，使得它们也可以通过底部结构组合件301的横梁传递例如在侧面碰撞时的横向负荷。
83.在一种替代的实施例中，在附图中未示出的燃料电池驱动车辆具有可以安放在蓄能器结构空间313中的一个或多个压力容器。
84.图5中所示的实施例的另一个车辆是内燃机驱动车辆400。内燃机驱动车辆400也可以被称为ice车辆(内燃机车辆，ice代表internal combustion engine)。内燃机驱动车辆400仅包括用于驱动车辆的一个发动机和至少一个燃料容器。内燃机驱动车辆400不具有电驱动装置并且与此对应地也不具有作为用于驱动车辆的能量源的电池，即不具有驱动电池。当然，内燃机驱动车辆400可以包括起动电池，然而该起动电池在尺寸上显著小于驱动电池。
85.内燃机驱动车辆400的底部结构组合件401可以构造成类似于混合动力车辆200的底部结构组合件201，区别在于没有设置电池和电池导线。
86.在内燃机驱动车辆400的附加结构空间或者蓄能器结构空间413中，由于缺少电池可以相应地设置较大的燃料容器或者一个或多个附加的燃料容器。
87.在内燃机驱动车辆400的中间底槽结构411中安放有资源管路、电缆束以及排气设备431。
88.在所有附图中，车辆管路例如在中间底槽结构中示出为圆盘，然而它们未设有附图标记并且在类型方面未更详细地指定。存在多种设置这些管路的可能性。对于车辆类型共同的是，这些管路在很大程度上合理且可能的情况下在中间底槽结构中沿车辆纵向方向延伸。
89.总体上，所有所述车辆类型的底部结构组合件原则上都构造得非常相似并且区别在于中间底槽结构并且必要时区别在于附加结构空间或蓄能器结构空间的与中间底槽结构匹配的尺寸，电池和/或燃料容器或压力容器可以安放在所述附加结构空间或蓄能器结构空间中。因此，从结构角度和制造角度来看，可以简单地实现具有不同驱动设计的车辆结构系列。由此，在所描述的车辆类型之间的通用部件的数量有利地非常大。可以快速且成本低廉地对市场在所要求的驱动设计方面的变化做出反应。