集成有电池模组的车辆结构的制作方法

本发明涉及包括车身结构的电气牵引式车辆，该结构包括底板和用于为牵引机器供电的位于底板下方的电池。本发明特别地涉及该电池与该底板的布置，以及该布置的组装方法。

背景技术：

1、在本文件的全文中，“电池”是指一种组件，所述组件包括至少一个电池模组，所述电池模组包含至少一个电化学电芯。

2、该电池任选地包括电气或电子部件以管理该至少一个模组的电能。当存在多个模组时，所述多个模组通常在包或壳体中组合并且由此形成电池单元，该电池单元常称为英文术语“pack batteries(电池包)”，该壳体通常包含装配接口和连结端子，并且形成围绕所述模组并在底部与盖体之间封闭所述模组的密闭空间。该电池还包括用于冷却所述模组的冷却部件，例如插入所述模组的底部与所述壳体的底部之间的具有板的形式的冷却器，或任何其它部件。该电池通常通过螺栓连接固定至车身结构，例如固定在车辆的底板下方。

3、此外，在本文件的全文中，电化学电芯是指通过化学反应产生电流的电芯，所述电芯例如为锂离子类型、ni-mh类型、或ni-cd类型、或铅类型、又或燃料电池。

4、该电池沉重、容积大，难以搬运和组装在车辆结构上，并且需要多个在所述壳体内部的加强件，用于加强所述底板以及下方装配有该电池的车辆结构，尤其用于限制对所述车辆的侧向碰撞造成的乘客舱下沉。因此，该电池在所述车身结构上的固定应在所述车辆发生事故的情形下传输较大的力。

5、另外，因为相对地接近于地面，该电池暴露于来源于所述车辆下方的碰撞。

6、这一方面意味着对所述电池的碰撞敏感的元件(例如所述模组和所述冷却部件)应足够地远离于地面并且由所述电池的壳体的底部保护免于该类型的碰撞，足够的空间保留在所述底部与这些敏感元件之间。但这种远离在所述车辆的乘客舱的尺寸上并非没有影响，因为要么这种远离使乘客舱的尺寸减小，要么车辆整体更高。

7、在该领域中，从专利文件us-a1-5501289已知电气推进式车辆的一种底板结构，该底板包括上部部分和容置有电池模组的下部部分。该下部部分螺栓连接成直接地抵靠所述底板的上部部分。乘客舱位于所述底板的上部部分之上。

8、该底板结构能够直接地(即不通过用于将所述电池的壳体固定在该结构上的中间固定件)将用于加强车辆结构的横梁或梁体固定在所述底板的下部部分上，并且因此具有非常刚性的底板，该底板完全地替代所述电池的如前文所述的壳体。

9、然而，该底板结构主要缺点在于，由于所述电池在高度方面的尺寸仍然很大：所述模组在它们底部上被放置，并且在它们上方需要大量空间以使得冷却空气和电气连接件通过。因此该底板要求具有足够高的乘客舱，这不利于例如道路抓地力，也不利于节能，因为所述车辆在空气中的阻力将增大。

10、次要缺点在于，所述模组的底部直接地暴露于来源于所述车辆下方的碰撞，同时保持接近于地面，这需要所述底板的下部部分是非常坚固的并且因此是沉重的，并且会发现难以搬运和将该子组件(模组+下部部分)组装在所述车辆的结构上(更确切地组装在该结构下方)的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于通过提供一种新的车辆结构来至少克服该主要缺点。

2、为此，本发明的目的在于提供一种机动车辆结构，包括：

3、-底板，所述底板包括金属板，所述金属板具有下表面和相反的上表面，所述上表面朝向所述车辆的乘客舱定向，以及

4、-电池模组，所述电池模组用于储存电能并且包括支承表面。

5、该结构包括固定部件，该固定部件将所述电池模组固定至所述底板，所述支承表面贴靠所述金属板的下表面并且与所述下表面接触。

6、因此所述模组远离于所述车辆的行驶表面并且直接地与所述底板接触。该底板不需要升高，乘客舱保持在其初始高度处，所述模组抬高至抵靠所述底板。因此，如上文所述的电池包的壳体的盖体整体地由所述底板替代，这能够留出高度空间以抬高所述模组。另外，该远离对于吸收来源于所述行驶表面的碰撞是有益的，所述碰撞例如是由于障碍物或由所述车辆的车轮从所述行驶表面刮离的抛射物造成的。

7、由所述模组在其运行期间发出的热量由所述底板通过热传导耗散。注意到，为改善该热传导，可在所述下表面与所述支承表面之间插入导热膏或导热可变形元件，以便使得没有任何气隙夹置在所述模组与所述底板之间，从而有利于在整个支承表面上的热传导。

8、根据本发明的实施例，该底板包括梁体，该梁体至少在其长度的一部分上直接地固定在所述下表面上。

9、该梁体替代横梁或如上文所述的电池包的壳体的加强件。所述底板替代该壳体的盖体，直接地固定至所述底板的一个或多个梁体能够实施对所述结构的好得多的加强，因为不再存在需通过经添加的固定件(例如至今实施为螺栓连接)的任何力或碰撞。

10、根据本发明的实施例，该车辆结构包括纵梁，该纵梁直接地固定在所述下表面上并且与所述梁体和所述金属板形成容置所述电池模组的腔体。

11、因此，该模组由所述梁体和所述纵梁对于沿横向于所述车辆的横向轴线y的侧向于所述车辆的外部碰撞进行完美地保护。此外，该腔体结构为整个车辆带来最大刚度，以便使得不再需要任何加强件关联至所述模组。因此，如果存在多个模组，每个模组可因此独立于其它模组被引入腔体中。

12、根据本发明的实施例，所述梁体是横向于所述纵梁的横梁，所述横梁在其端部中的一个处直接地固定至所述纵梁。

13、根据本发明的实施例，该车辆结构包括整流板，所述整流板与所述模组隔开并且覆盖所述模组的与所述支承表面相反的表面，该整流板以密封的方式直接地或间接地固定至所述底板。

14、在本文件的全文中，“整流板”是指板，该板布置成：

15、-便于由处于前行的车辆的速度引起的空气流的流动，并且避免由于穿越阻碍该空气流的流动的障碍物而造成的空气动力负载的损失，这些障碍物是所述车辆的元件，尤其电池构件、发动机、车身结构、传动件、行驶车桥，以及

16、-保护所述车辆的这些元件免受所述道路的抛射物，例如水的喷射。

17、根据本发明的实施例，该整流板直接地固定在所述梁体的下表面上。

18、根据本发明的实施例，该整流板直接地固定在所述纵梁的下表面上。

19、根据本发明的实施例，该结构包括两个平行的纵梁、所述梁体、所述金属板和所述整流板，该组件限界出容置所述模组的密封内部空间。

20、因此，该结构整个地集成有如上文所述的电池包的壳体的功能。该壳体被去除。

21、由于纵梁和一个或多个梁体与所述底板确保了所述车辆的刚度，所述整流板可以是薄而轻的，其机械抵抗力仅与其吸收来源于所述行驶表面的碰撞的能力有关，所述碰撞例如是由于障碍物或由所述车辆的车轮从所述行驶表面刮离的抛射物造成的。另外，如前文所述，由于本发明，所述模组更远离于所述行驶表面，这留出更多的可能性使所述整流板在不达到所述模组的情况下能够发生变形。

22、根据本发明的实施例，所述梁体包括电气线束或导管的第一密封通道。

23、根据本发明的实施例，所述整流板包括电气线束或导管的第二密封通道。

24、根据本发明的实施例，所述模组包括所述模组的与所述支承表面相反的电气连结表面，电气连结端子穿过该电气连结表面露出。

25、因此，与本领域技术人员习惯于做的那样相比，该模组“倒置”装配：所述连结端子朝向所述行驶表面定向。该布置能够间接地得到所述模组的抵靠所述底板的较大的支承表面，并且因此有利于在所述模组与所述底板之间的热交换。

26、根据本发明的实施例，该结构包括两个模组和汇流排，该汇流排具有拱形形状并将第一模组的连结端子与第二模组的连结端子电气联接，并且与所述梁体重叠。

27、根据本发明的实施例，所述底板包括两个壁，该两个壁在其之间限定出用于载热流体流动的容积，该容积在所述下表面与所述相反的上表面之间，并且面对所述支承表面。

28、因此，该布置能够：

29、-实施对所述模组的受控冷却，以及

30、-使所述容积远离所述行驶表面，同时使其最终地免受来源于所述行驶表面的碰撞，以及

31、-将所述底板转变为防火隔板，以及

32、-实施对所述乘客舱的温度的受控调节，以及

33、-进一步加强所述底板。

34、根据本发明的实施例，该容积形成描绘出蛇形管的通路。

35、根据本发明的实施例，该容积不齐平于所述上表面的一侧。

36、根据本发明的实施例，该容积不齐平于所述下表面的一侧。

37、根据本发明的实施例，所述模组包括用于在所述模组的电芯的热失控的情形下实施排气的安全系统，该系统布置成朝向所述容积指引热气体。

38、本发明的目的还在于提供一种如上文所述的车辆结构的组装方法，该方法包括第一步骤，所述第一步骤用于供应经组装的子组件，该经组装的子组件包括固定在所述金属板的下表面上的所述梁体和所述纵梁，并且用于供应模组。

39、该方法执行以下依次步骤：

40、-第二步骤，所述第二步骤用于定位所述经组装的子组件，以便使得所述金属板的下表面转动至朝向顶部，

41、-第三步骤，所述第三步骤用于将所述模组安放在所述腔体中，所述支承表面抵靠至所述金属板的下表面，

42、-第四步骤，所述第四步骤用于由所述固定部件将所述模组固定至所述底板，

43、-第五步骤，所述第五步骤用于翻转经如此组装的车辆结构，以便使得所述相反的上表面朝向顶部定向。

44、该方法能够容易地安放所述模组，例如由操作员一个个地安放，或由自动化搬运臂同时地安放。重力由此使所述模组能够保持在所述腔体中然后固定在该处。

45、对于该方法以及对于该方法的组装部件，“顶部”是指相对于(放置有配置用于实施如上文所述的方法的步骤的组装部件的)地面的定向。

46、该朝向顶部的定向不一定是竖直的。该定向可例如，从所述底板的水平位置开始，在所述上表面朝向顶部定向时，对应于在90°与180°之间(例如120°、例如135°)的旋转。

47、本发明的目的还在于提供一种如上文所述的结构的组装部件，所述组装部件配置用于实施如上文所述的方法的步骤，该组装部件包括：

48、-供应部件，所述供应部件用于供应经组装的子组件，所述经组装的子组件包括固定在所述金属板的下表面上的所述梁体和所述纵梁，并且用于供应所述模组，

49、-翻转部件，所述翻转部件用于翻转所述经组装的子组件，以便使得所述金属板的下表面转动至朝向顶部，

50、-安放部件，所述安放部件用于将所述模组安放在所述腔体中，所述支承表面抵靠至所述金属板的下表面，

51、-辅助部件，所述辅助部件用于辅助所述固定部件将所述模组固定至所述底板。

52、用于辅助所述固定的辅助部件例如是螺丝刀，该螺丝刀的紧固扭矩是自动的。所述翻转部件例如是搬运器，该搬运器包括保持所述结构的支架，该支架沿纵向于所述车辆的纵向轴线被铰接并且由气动或液压或电动千斤顶旋转致动。

53、用于安放所述模组的安放部件例如是自动化搬运臂，或用于协助操作员以减轻所述模组的重量的协助搬运臂。