电动车平台的制作方法

1.本发明总体上涉及电动车平台、它们的设计、制造方法、部件系统和材料。


背景技术：

2.汽车通常可以与设计成包围乘客的车身或舱室以及允许车辆操作的各种电气、机械和结构系统、子系统和部件相关来描述。在传统的汽车设计中，车身与各种功能系统和部件密不可分。例如，机械联动装置将车轮和乘客之间的转向和制动系统直接互连，并且诸如马达和加热和冷却系统之类的元件布置在向上延伸到车辆车身中的前舱中。
3.车身和车辆的功能部件之间的众多互连造成许多制造和设计效率低下。例如，改变马达可能需要改变车身尺寸。类似地，改变乘客舱以包括新期望的特征，例如改变车辆外形或乘客座位位置，可能需要重新设计车辆的一个或所有功能系统。因此，已经做出大量努力来设计通用的功能性车辆平台(在本领域中也称为“滑板”)，许多车身可以容易地附接到其上而无需对车辆平台本身的部件进行任何改动。
4.为了实现这一点，车辆平台设计者努力将尽可能多的车辆功能部件定位到车辆平台中，从而可以减少车身和车辆平台之间的互连数量。不幸的是，由于传统内燃机车辆的许多机械系统(例如，马达、变速器、冷却系统等)的尺寸要求，将车辆功能部件的占地面积减少到真正独立于车身设计的独立车辆平台的能力受到了限制。
5.电动马达和电池技术的最新进展已经使电动车辆的制造变得可行。电动汽车与传统内燃机汽车相比具有许多优势，包括显著减少传动系统部件的占地面积。信号处理和线控技术的进一步进步意味着现在可以生产包含车辆所有必要功能部件的车辆平台。然而，尽管这些进步代表着当今生产的大多数电动汽车平台的潜力，但仍继续采用需要功能元件延伸到车身中并与车身互连的设计。结果，目前大多数电动汽车仍然包含设计元件，例如作为内燃机遗物的引擎盖和行李箱。


技术实现要素：

6.许多实施例涉及电动车平台、它们的设计、制造方法、部件系统和材料。
7.各种实施例涉及自给式(self-contained)车辆平台，包括：
8.·
具有多个相互连接的结构部件的框架结构，每个结构部件具有带有顶部、底部和侧部元件的主体，所述结构部件当相互连接时构成具有前部、后部和中心部分的大致平坦的平面结构，并且所述平面结构还包括分别对应于顶部和底部元件的顶部和底部；
9.·
具有驱动马达的推进系统，该驱动马达设置在框架的前部和后部中的至少一个中并且连接到相互连接的结构部件中的至少一个并且进一步互连到传动系统，其中该传动系统连接到至少一组驱动轮；
10.·
设置在框架的前部和后部的多个悬架系统，每个系统都有一组控制臂组件，每个控制臂组件都有近端和远端，其中每个控制臂组件的近端连接到框架，远端连接到驱动轮组中的车轮；
11.·
设置在框架结构的中心部分内的能量存储系统，包括多个独立的电池模块，该电池模块电连接到逆变器系统，该逆变器系统电连接到推进系统；并且
12.·
其中，车辆平台的部件系统设置在由车辆平台的框架结构限定的大体平坦的平面结构的边界内，使得没有部件系统的实质部分有在驱动轮上方的实质部分中延伸。
13.在各种其他实施例中，驱动悬架系统还包括通过多个连接点连接到每个控制臂组件和框架结构的横向板簧，其中板簧设置在驱动马达下方。
14.在其他各种实施例中，横向板簧在相对于驱动马达的竖向向下方向上具有足够的轮廓，使得板簧的变形不会与推进系统发生干涉。
15.在又一些其他实施例中，一个或多个间隔件设置在横向板簧和框架结构之间。
16.在各种其他实施例中，框架结构的中心部分被一个或多个结构支撑元件细分为多个隔离的机舱，并且其中车辆电池包括分布在多个隔离的机舱中的多个模块化元件。
17.在各种其他实施例中，其中结构支撑元件连接到独立的电池模块。
18.在各种其他实施例中，具有长形主体的多个横向和/或纵向结构支撑元件设置在框架结构的中心部分中，所述长形主体的上部和下部分别与框架的顶部和底部平齐，并且该长形主体具有第一端和第二端。
19.在又一些其他实施例中，多个安装点与一个或多个结构支撑元件相关联地设置在框架结构的顶部元件上，其中安装点对应于至少一个上部主体部件上的配合安装孔。
20.在又一些其他实施例中，框架结构的顶部元件还包括对应于所述多个安装点中的每个的多个安装孔口，其中每个安装孔围绕相应的安装点。
21.在各种其他实施例中，所述平台还包括多个密封帽，每个密封帽具有带外表面和内表面的成型主体，使得内表面与相应的安装点配合接合，并且其中成型主体还包括凸缘部分，其靠近主体的底部部分从主体向外延伸一尺寸，使得凸缘的尺寸超过相应孔口的尺寸。
22.在各种其他实施例中，所述平台还包括前和后褶皱区，其中框架结构的前部和后部的相互连接的结构部件吸收来自定向碰撞的能量并防止所述能量传输到框架结构的其他部分。
23.在其他各种实施例中，平台还包括多个横向吸能单元，其中吸能单元沿框架结构的中心部分的外侧设置，使得横向吸能单元吸收来自横向碰撞的能量并防止损坏框架结构的中心部分。
24.在又一些其他实施例中，横向吸能单元被设置为防止损坏设置在框架结构的中心部分内的电池模块。
25.在各种其他实施例中，电池模块还包括与电池单体相关联地设置的多个刚性平面加热和冷却元件。
26.在各种其他实施例中，电池模块布置在框架结构的中心部分内，使得刚性平面加热和冷却元件相对于框架结构横向和纵向地布置。
27.在各种其他实施例中，驱动马达设置在马达壳体内，并且其中马达壳体具有成型外周，其中所述成型外周的下表面的至少一部分被配置为对应于传动系统的多个齿轮的外轮廓的至少一部分，从而形成马达壳体的缩进部分，并且其中横向板簧设置成使其位于该缩进部分的下方并与该缩进部分成一直线。
28.在各种其他实施例中，所述多个齿轮的外周边限定了8字形，并且其中马达壳体布置成使得8字形相对于竖向轴线倾斜，并且其中横向板簧的中心部分设置在马达壳体的倾斜的8字形周边的最上部的下方。
29.在各种其他实施例中，马达壳体的最低部分在空间上偏离横向板簧的中心点。
30.在各种其他实施例中，框架结构的前部和后部相对于框架结构的中心部分竖向升高，使得大体平坦的平面结构具有起伏的轮廓。
31.在又一些其他实施例中，多个锚固点设置在框架结构上并且配合以将车身硬安装到其上。
32.在各种其他实施例中，电池模块和逆变器系统通过连接到框架的顶部和底部密封板而被封闭在框架结构的顶部和底部内。
33.在各种其他实施例中，横向板簧被配置为作为骑乘弹簧(ride spring)和防侧倾支撑元件来操作，替代或至少补充防侧倾杆。
34.在各种其他实施例中，横向板簧上的张力是可调节的，以适应具有不同重量和行驶特性的车身。
35.在各种其他实施例中，安装点被配置为至少部分地将乘客座椅直接固定到车辆平台。
36.在其他实施例中，推进系统还包括设置在驱动马达内并与马达内的至少一个齿轮接合的传动锁定装置，使得传动锁的启动防止所述至少一个齿轮接合而使得车辆平台移动，并且其中传动锁具有脱开设置，使其可以与所述至少一个齿轮脱开，从而允许所述齿轮随后接合从而使车辆平台移动。
37.在其他实施例中，车辆平台具有多个互连元件，这些互连元件与相对的车身结构上的相对的互连件配合地接合。
38.在许多其他实施例中，互连元件是机械元件。
39.在各种实施例中，互连元件对应于相对车身结构的功能元件，所述功能元件选自由转向元件、制动元件、电子控制元件和电子显示元件组成的组。
40.许多实施例包括具有框架结构的车辆平台，该框架结构具有形成具有第一下部正面碰撞吸能单元的大体平面结构的多个互连结构元件，其中下部吸能单元包括具有第一端和第二端的长形主体，其中第二端连接到框架结构，其中下部吸能单元沿着框架结构的下部载荷路径设置，还包括第一能量吸收区和截面能量吸收区。
41.在许多这样的实施例中，第一能量吸收区位于下部吸能单元的第一端附近，进一步具有预定压溃距离，使得在碰撞时第一区域将压溃预定距离，同时吸收来自碰撞的能量。第二能量吸收区位于与框架结构的连接处附近，并且被配置为弯曲和偏转后续未从第一能量吸收区吸收的能量。
42.其他实施例包括具有框架结构的车辆平台，该框架结构具有形成具有前端和后端的大体平面结构的多个互连结构元件，其中前端还包括附接到前端的上部和下部渐进式偏转器单元。
43.在许多这样的实施例中，上部偏转器单元具有长形的主体，该主体具有第一端和第二端，使得第一端连接到框架结构并且主体从框架结构向外延伸到第二端，并且其中，上部偏转器包括附接到其第二端的凸缘和主体，该主体具有远离上部偏转器的主体延伸的成
角度部分。
44.在许多其他这样的实施例中，下部偏转器具有带内侧和外侧的角形主体，其中内侧沿着框架结构的一部分平行和向后延伸，并且外侧从框架结构的前端以一角度向外和向后延伸，使其与框架结构逐渐偏离。
45.在许多其他这样的实施例中，次级附接机构设置有第一附接端和第二附接端，其中第一附接端在距偏离外侧的最远点处附接到下部偏转器，并且第二附接端附接至框架结构。
46.许多实施例涉及一种用于电动车平台的电池外壳。许多实施例包括电池外壳，该电池外壳具有形成外壳基本框架的多个结构元件，包括：
47.·
一对纵向纵梁，每个纵梁都具有长形的主体，该主体具有前端和后端以及外侧和内侧；
48.·
前部支撑元件和后部支撑元件，其均具有带有相对端部的长形主体，并且横向布置在每个侧梁之间并连接到所述两个侧梁中的每个，其中每个相对端连接到侧梁的相应内侧，并且其中前支撑元件设置在前端并且后支撑元件设置在后端，从而在它们之间形成空间；和
49.·
多个横向支撑结构，其具有带有相对端的长形主体，并沿纵向设置在侧梁之间，使得空间被横向支撑结构分隔，其中每个侧梁、前支撑元件和后支撑元件以及横向支撑结构用于为电池外壳提供强度，并用作设置在分隔空间内的多个内部电池部件的支撑特征。
50.其他实施例包括一个或多个纵向支撑构件，每个纵向支撑构件具有带有第一端和第二端的长形主体，其中第一端连接到前支撑元件或后支撑元件之一的中心部分，并且其中第二端连接到横向支撑结构的中心部分。
51.其他实施例包括顶板和底板，其中顶板固定到每个侧梁、前支撑元件和后支撑元件以及多个横向支撑结构中的每个的顶部，并且其中底板固定到每个侧梁、前支撑元件和后支撑元件以及多个横向支撑结构中的每个的底部。
52.各种其他实施例涉及车辆悬架系统，包括：
53.·
车辆平台的框架结构，其具有多种相互连接的结构部件，每个部件具有带有顶部、底部和侧部元件的主体，当其相互连接时，构成具有前部、后部和中心部分的大致平坦的平面结构，并且还包括分别对应于顶部和底部元件的顶部和底部，
54.·
左右控制臂组件，其每个都具有上控制臂和下控制臂以及车轮安装结构，其中上控制臂和下控制臂中的每个都具有第一端和第二端，其中第一端可枢转地连接到框架结构并且第二端可旋转地连接到车轮安装结构，
55.·
具有长形主体的载荷阻尼装置，该主体可在上部部件和下部部件之间压缩，其中上部部件连接到框架结构，并且下部部件连接到下控制臂，以及
56.·
横向板簧，其具有长形体，该长形体具有中心部分和两个外部部分以及上表面和下表面以及在左外端和右外端之间延伸的两个侧表面，其中长形体在左控制臂组件与右控制臂组件之间延伸，并且其中左端和右端分别通过安装在每个外端的安装支架连接到左和右控制臂组件，其中横向板簧还具有位于横向板簧的中心与各外端之间的距离处的至少两个内安装支架。
57.在其他实施例中，悬架系统还包括安装支架盖，该安装支架盖具有成型主体，该成
型主体被成型为覆盖内部安装支架并且通过至少两个附接点连接到框架结构。
58.在其他实施例中，横向板簧具有成型长形主体，使得长形主体的中心部分在向下的方向上偏离直线，使得成型部分在电驱动系统下方延伸，该电驱动系统设置在框架结构的梁之间的内部空间内，并且其中所述电驱动系统附接到框架结构。
59.在另外的实施例中，上控制臂的第一端还包括向前和向后附接点，其通过框架结构的梁中的开口连接到框架结构的梁，使得前后附接点的至少一部分位于框架结构的梁内。
60.在又一些实施例中，内安装支架每个都可沿横向板簧的长度移动，其中内安装支架的位置影响板簧的运动包络线。
61.在其他实施例中，悬架系统还包括第二上控制臂，其中第二上控制臂可枢转地连接到框架结构的梁并且可旋转地连接到车轮安装结构。
62.在其他实施例中，悬架系统还包括至少第二下控制臂，其中所述至少第二下控制臂可枢转地连接到框架结构的梁并且可旋转地连接到车轮安装结构。
63.在其他实施例中，横向板簧在整个长形主体中具有矩形横截面。
64.在其他实施例中，中间部分的宽度比外部部分的宽度宽。
65.在其他实施例中，外部部分的高度高于中间部分的高度。
66.在其他实施例中，中间部分的宽度是外部部分的宽度的1.7倍。
67.在又一些其他实施例中，外部部分的高度是中间部分的高度的1.5倍。
68.在其他实施例中，悬架系统还包括主体间隔件，其中主体间隔件设置在横向板簧的外端下方，使得其定位在板簧安装点和下控制臂之间。
69.在许多实施例中，间隔件可以通过机械调节装置进行调节。
70.在其他实施例中，主体间隔件可具有50mm的最大高度。
71.在其他实施例中，主体间隔件可以具有1mm的最小高度。
72.在又一些实施例中，板簧的上表面距离设置在框架结构内的电驱动系统外壳50mm。
73.其他实施例包括一种横向板簧，该横向板簧包括长形主体，该长形主体具有中心部分和两个外部部分以及上表面和下表面以及在左外端和右外端之间延伸的两个侧表面，其中，左外端和右外端位于第一平面中，并且其中中心部分的上表面位于在第一平面下方的第二平面中。
74.在其他实施例中，横向板簧的中心部分的上表面定位在位于第一平面下方50mm处的第二平面中。
75.在其他实施例中，横向板簧的长形主体具有矩形横截面。
76.在其他实施例中，横向板簧的中间部分的宽度比外部部分的宽度宽。
77.在其他实施例中，外部部分的高度高于中间部分的高度。
78.在其他实施例中，中间部分的宽度是外部部分的宽度的1.7倍。
79.在又一些其他实施例中，外部部分的高度是中间部分的高度的1.5倍。
80.额外实施例和特征部分地在以下描述中阐述，并且部分地在检查说明书后对本领域技术人员来说将变得显而易见，或者可以通过本公开的实践而获知。通过参考构成本公开的一部分的说明书和附图的其余部分，可以实现对本公开的性质和优点的进一步理解。
附图说明
81.参考以下附图将更全面地理解说明书，这些附图作为本发明的示例性实施例呈现并且不应被解释为对本发明范围的完整叙述，其中：
82.图1示出了根据本发明实施例的车辆。
83.图2示出了根据本发明实施例的电动车平台。
84.图3a至3c示出了根据本发明实施例的与各种车身集成的电动车平台。
85.图4示出了根据本发明的实施例的具有与其集成的车厢配置的实施例的电动车平台。
86.图5示出了根据本发明实施例的车辆平台框架结构。
87.图6a至6f示出了根据本发明实施例的前压缩区。
88.图6g示出了根据本发明实施例的压缩控制部件。
89.图7示出了根据本发明的实施例设计用于吸收碰撞的车辆平台的前部。
90.图8a和8b示出了根据本发明实施例的平台的碰撞吸收元件的剖视图。
91.图9a和9b示出了根据本发明实施例的平台的碰撞吸收元件的剖视图。
92.图10示出了根据本发明的实施例的已经受到碰撞的平台的后部的侧视图。
93.图11a和11b示出了根据本发明的实施例的用于容纳功能系统的车辆平台部分。
94.图12a示出了根据本发明的实施例的用于容纳能量存储系统的车辆平台框架的中心部分。
95.图12b示出了根据本发明的实施例的包括顶部密封板的车辆平台框架结构。
96.图12c示出了根据本发明的实施例的用于容纳能量存储系统的车辆平台框架的中心底部。
97.图12d和12e示出了根据本发明实施例的电池模块的特写图和截面图。
98.图12f示出了根据现有技术的包围电池模块的边梁板。
99.图13a示出了根据本发明实施例的车辆平台框架结构。
100.图13b示出了根据本发明实施例的车辆平台和车身两者上的车辆平台附接点。
101.图13c和13d示出了根据本发明实施例的车身联接元件。
102.图14a示出了根据本发明的实施例的包括附接点的车辆平台。
103.图14b示出了根据本发明的实施例的包括附接点的车身。
104.图15a至15d示出了根据实施例的附接点元件。
105.图16a和16b示出了根据现有技术的车辆平台。
106.图17a至17g示出了根据本发明实施例的具有支撑臂结构的车辆平台前悬架系统。
107.图18a至18d示出了根据本发明实施例的具有板簧的车辆平台悬架系统。
108.图19a和19b示出了根据本发明的实施例的悬架附接点。
109.图20a至20c示出了根据本发明实施例的板簧附接点。
110.图21示出了根据本发明实施例的车辆平台传动系和悬架系统的剖视图。
111.图22示出了根据本发明实施例的悬架系统的运动包络线。
112.图23a示出了根据本发明实施例的悬架系统附接件。
113.图23b至23f示出了根据本发明实施例的可调节悬架间隔件。
114.图24a至24c示出了根据本发明实施例的具有板簧的车辆平台后悬架系统。
115.图25a和25b示出了悬架系统的载荷图。
116.图26a至26c示出了根据本发明实施例的可变截面板簧。
117.图27a至27c示出了根据本发明实施例的与传动系部件相关联的车辆平台悬架系统。
118.图28示出了与根据本发明的实施例的悬架系统的各种部件相关的车辆平台马达系统的剖视图。
119.图29a至29c示出了与根据本发明实施例的悬架系统相关的车辆平台驱动系统的各种视图。
具体实施方式
120.现在转向附图，描述了车辆平台及其系统、子系统和部件。许多实施例涉及自给式车辆平台或底盘，其包括操作车辆所需的基本上所有的功能系统、子系统和部件(例如，机械、电气、结构等)。根据实施例，功能部件可至少包括能量存储/转换、推进、悬架和车轮、转向、碰撞保护和制动系统。各种实施例被配置成使得功能部件被标准化，使得车辆平台可以与各种车身设计互连，而对它们之间的功能连接(例如，机械、结构、电气等)进行最少的修改或没有修改。若干实施例还包括车辆平台内的功能部件的配置，使得在功能部件和由车身限定的区域之间存在最小的物理重叠或没有物理重叠。实施例还涉及这样的车辆平台的特定功能部件，以及各种功能部件的相对布置，以允许实现自给式车辆平台。
121.根据许多实施例的特定功能部件和系统可以包括车辆平台框架、框架的配置、制造和部件。车辆平台框架的各种实施例可以包括结构元件的特定布置以及在这些结构元件中、上和之间的其他功能部件的布置。根据实施例的车辆平台框架还可以包括碰撞保护元件，包括但不限于褶皱或偏转区、防撞罐等。在一些实施例中，车辆平台框架结构还可以配置有多种安全特征和子系统，旨在最大限度地减少对其他部件的损坏并减少对产品最终用户的伤害。这种安全特征的实施例可以被配置为允许将乘客安置在车身舱内的非传统位置。
122.根据各种实施例的车辆平台的功能部件还可包括悬架系统、它们的配置、构造和部件。若干实施例包括悬架系统，该悬架系统可以包括布置在车辆平台的水平面内的前横向板簧悬架元件和后横向板簧悬架元件。传动系系统的各种实施例可包括一个或多个马达和相互关联的传动部件，其布置在车辆平台的水平面内，与前轮和/或后轮中的一者或两者成操作关系。
123.功能部件还可以包括车辆平台框架内的能量存储系统(例如，车辆电池模块)的实施例。在各种实施例中，能量存储系统被配置为使用车辆框架作为密封的能量存储系统舱。能量存储系统的许多实施例包括相对于车辆平台框架可独立定向的多个模块化能量存储元件。
124.所描述的装置、系统和方法不应被解释为以任何方式进行限制。相反，本公开内容针对各种公开的实施例单独地以及以彼此各种组合和子组合的所有新颖的和非显而易见的特征和方面。所公开的方法、系统和装置不限于任何特定方面、特征或其组合，所公开的方法、系统和装置也不要求存在任何一个或多个特定优点或解决的问题。
125.虽然为了方便呈现以特定的、连续的顺序描述了一些公开的方法的操作，但是应
当理解，这种描述方式包括重新排列，除非下面阐述的特定语言要求特定的排序。例如，顺序描述的操作在某些情况下可以被重新安排或同时执行。此外，为了简单起见，附图可能未示出所公开的方法、系统和装置可以与其他系统、方法和装置结合使用的各种方式。
126.车辆平台讨论
127.许多电动车辆在底层车辆平台或通常称为滑板的物体上操作。如图1示意性所示，车辆平台100提供允许车辆操作的必要功能框架(例如，机械、电气等部件)以及框架结构102，在该框架结构上可以安装各种功能系统、子系统和车辆的部件，例如马达、悬架、车轮和乘客舱，以及车身104本身。在替代燃料车辆中，车辆平台通常也是能量存储元件106(例如，用于电动车辆的电池或用于燃料电池车辆的燃料容纳区域)所在的位置。构建此类车辆平台的主要目标之一是使它们的结构尽可能简单和灵活，以便可以在同一个车辆平台上设计和制造许多车辆。为了实现这一设计目标，重要的是尽量减少跨越车辆平台和车身之间的车辆部件的数量。在理想化的车辆平台中，所有不需要用户交互的功能部件都将位于车辆平台内，该平台将限定一个水平的上平台面，从而可以将具有任何所需车身几何形状或配置的任何合适尺寸的车身安装到其上，而无需重新布置任何底层功能元件。这是gm autonomy和hy-wire概念车的最初愿景。(参见，例如美国专利号7281600、7441615、6899194、6923282、6935658和6986401，其公开内容以引用方式并入本文。)然而，这些概念车辆使用原型技术，例如燃料电池和车轮马达，这些技术尚未证明适用于生产车辆。因此，尽管车辆平台设计很重要，并且长期以来一直希望车辆平台是自给式的(即，没有一个或多个部件延伸到车身中)并提供最大的设计灵活性(即，不限制可以连接的车身类型)，这种自给式车辆平台尚未在量产车辆中完全实现。
128.例如，虽然许多电动车辆采用滑板或车辆平台来支持上面列出的一些特征，但是许多这样的平台仍然遵循传统车辆的设计传统。例如，许多车辆包括元件，例如悬架系统、转向连杆和延伸到车辆平台平面上方的其他部件。在车辆平台范围之外的区域中存在这些功能部件限制了连接到此类平台的车身的设计可能性，并且通常需要将传统设计元件引入到最终的车身配置中，例如引擎盖和行李箱，或以其他方式限制设计灵活性。虽然使用这些传统设计可能有助于简化车辆设计的某些元件，包括例如使用传统悬架系统或集成传统安全系统，但配置为与这些更传统设计的车辆平台一起使用的车辆无法充分利用实施替代燃料技术的潜力。
129.本文描述的各种实施例说明了一种车辆平台，其在保持基本的舒适性和安全性要求的同时显著地增加了设计灵活性。实施例还说明了滑板对用于在各种操作环境中使用的各种车身构造的适应性。尽管为清楚起见，本公开可将车辆平台的许多功能元件划分为单独的部分，但应理解，根据实施例的车辆平台可根据特定车辆设计的需要而组合、包括或省略任何所述功能元件。
130.实施车辆平台的实施例
131.现在转向附图，根据本发明的实施例的自给式车辆平台在图2中示出。应当理解，在此上下文中的术语自给并不意味着暗示所有车辆功能包含在车辆平台内，而术语自给是指包含在此类车辆平台实施例的核心车辆平台结构中包括某些关键功能系统、子系统和部件，包括产生推进力和保持车辆的控制和稳定性所需的那些。换句话说，本文描述的实施例示出了一种滑板平台，该平台可以适用于可以与其集成的各种车身，而无需重新布置或重
新设计包含在车辆平台内的功能系统和部件。此外，虽然许多实施例展示了包含本技术中描述的所有功能元件的车辆平台，但应理解，可根据特定的车辆设计需要而包括或省略功能元件的各种组合，例如悬架系统、碰撞特征、电池等。
132.图2示出了根据许多实施例的车辆平台200的总体布局，该车辆平台基本上在车辆平台的边界内集成了一个或多个功能系统，包括能量存储、传动系、悬架、转向、制动和安全系统、子系统和部件。如本文所用，车辆平台的边界将被视为包括大致水平的车辆平台平面202，其延伸车辆平台的宽度并从最上面的框架结构206的顶面204延伸至框架结构208的底面207。在各种其他实施例中，车辆平台的边界还可以包括位于车辆的车轮210和/或轮胎211的上尺寸和下尺寸内的任何位置的区域。关于平台平面，应当注意，如图2所示，车辆平台的许多实施例可以包括框架，该框架具有相对于彼此设置在不同高度的部分(例如，具有相对于如图2所示的中心部分升高的前部和后部)，在这样的实施例中，应当理解，平台平面202可以被描述为起伏的平面，使得在一些实施例中，功能部件被限定为不延伸到由车辆平台框架的主体部分的上表面限定的起伏平面之上。不管车辆平台的具体边界如何，应当理解，该平台平面内的功能部件被布置成使得它们在固定在车辆平台顶部时不在由车身限定的内部容积内延伸。此外，应当理解，上述和通篇描述的主要功能系统不包括各种电线和/或其他总线和连接器，它们可以使车辆平台的实施例能够连接到车身部分。
133.可以参考以下各种内部车辆平台部分来描述根据实施例的能够允许这种独立布局的车辆平台：通常设置在车轮之间的中心部分，以及从中心部分的端部延伸到车辆的前端和后端的前部和后部。稍后将更全面地描述具体框架元件的描述，然而，如图2所示，这些部分被细分并且系统、子系统和部件被配置在其中，从而实现自给式车辆平台。
134.图2所示的实施例包括适用于电动车辆的示例性功能布局，包括能量存储系统(例如，电池组)212)、前部传动系214和后部传动系216(例如电动马达和相关的电力电子设备、变速器等)和控制系统，例如悬架、转向和制动218。如也可以在图2的实施例中示出，传动系元件(例如，马达、变速器等)可以与车轮成一直线并靠近前部和/或后部；车辆平台框架206的部分从而允许增加车厢内的乘客空间。除了可以包括到车辆平台200中的推进系统和悬架系统之外，许多实施例可以包括各种其他部件，例如设计用于操作各种其他系统(例如，制动、转向、冷却等)的控制系统)。在许多实施例中，车辆平台200的框架206还包括各种悬架系统218以将车辆平台连接到车辆的车轮，提供道路保持、操纵和乘坐质量功能。例如，悬架系统可以是独立的或非独立的，并且可以包括支柱、弹簧、控制臂、扭杆等。在各种实施例中，车辆平台200包括将悬架部件限制在车辆平台的水平面内的悬架系统布局。在一些实施例中，这样的悬架系统可以允许将座舱直接或硬安装到车辆平台以避免需要庞大的互连衬套以简化座舱和车辆平台之间的互连。许多这样的车辆平台实施例还可以包括舒适控制系统，包括hvac部件(例如，压缩机、混合系统、管道系统等)。
135.这些功能系统和部件在水平平台平面202内的布置允许合适宽度和长度的任何车身设计通过在沿着车辆平台框架定位的某些固定附接点220处的互连而与车辆平台集成，只要设计考虑到合适的机械(如果有)或电气互连即可，以允许用户从车身内部控制车辆平台。
136.如图3a至3c示意性所示，根据实施例，车辆平台300允许大范围的车辆车身302通过附接点附接到其上，由此车身可以连接到下面的车辆平台框架。例如，图3b示出了布置在
车辆平台顶部的车身结构采用厢式货车形式的实施例，而图3c示出了布置在相同车辆平台顶部的更传统的轿车型座舱。
137.根据实施例的车辆平台的布局，特别是车辆平台的自给性质(其中提供了没有大量元件侵入平台上表面上方的基本水平平台用于车身安装)，允许用于车身的集成，可以利用车辆平台的整个轴距(例如，尽可能向前和向后移动乘客位置)，而对由此提供的内部空间的用途没有显著限制。这种组合允许创造真正新颖的车辆内饰设计。例如，如图4所示，内部座椅400可以包括任何期望的布置(例如，前部402、侧面404和/或面向后的座椅)。车辆平台设计提供的开放式地板空间还允许在此类布置中包含家具元件，例如桌子或书柜。虽然图4中所示的车身仍然包括用于驾驶员和前排乘客的一组传统座椅408，但将理解的是，实施例设想了可以设计为完全自主的控制系统，因此不需要具有一组面向前的座椅。在这样的实施例中，座椅可以被重新配置以采取任何期望的布置。即使在存在传统驾驶配置的情况下，如图4所示，由于没有设置在车辆前部410中的平台框架上方的功能元件，因此不再需要传统的仪表板或发动机舱，从而允许进行新颖的控制布置和窗口安排。
138.本质上，各种实施例的独特的车辆平台配置可以允许车身设计，其中整个客舱可以被重新配置用于期望的目的，例如乘客运输或其他形式的运输。此外，这样的实施例可以允许车辆用于类似于出租车的公共类型交通工具，但是将允许多个乘客舒适地乘坐同时还为任何行李或财物提供足够的空间。虽然图中未示出，但车辆平台的一些实施例也可以修改以容纳额外的舱室，例如皮卡车、运动型多功能车等。
139.以上讨论集中于强调适合用作各种车辆设计的功能平台的自给式车辆平台的实施例的特性特征。在接下来的部分中，重点将放在功能部件的特定配置的实施例上，这些配置可以单独和组合实现以获得所需的车辆平台功能。
140.实施车辆平台框架的实施例
141.参照图5，提供了根据各种实施例的车辆结构框架500。如图所示，结构框架500通常包括一系列相互连接的结构元件，其被配置为支撑车辆以及允许车辆操作的必要部件，并且限定了一个或多个内部框架空间，该空间适于容纳车辆平台的功能系统、子系统和部件。通常，这些结构元件可分为从车辆的前部504延伸到后部506并限定车辆长度的左右框架纵梁502，以及多个横向结构横梁元件(例如，508、510、512、514、515、516、517、518、519)在框架纵梁之间延伸并限定车辆的内部宽度。尽管这些框架纵梁和横向结构元件被共同描述，但是应当理解，根据许多实施例，它们可以并且经常由多个互连的结构元件形成。
142.在各种实施例中，如图5所示，框架纵梁502可被分成多个在汽车的前端和后端之间纵向延伸的单一或分离和互连的结构构件。从车辆平台的前部504开始，左右前框架纵梁522可以从前马达支撑横梁510的附近向后延伸。在前马达支撑横梁510的后方，前框架纵梁向外成角度并向后延伸穿过前扭矩盒523与左右中部侧梁524相遇。在中部侧梁后方，左右后框架纵梁526(其是中部侧梁的延伸部或与其连接在一起)向内倾斜并延伸到后马达支撑横梁518附近。为了增加强度和刚度，多个横向布置的横梁结构元件512、514、515、516和517可以在中部侧梁和前/后框架纵梁(例如，522、524、526)之间延伸。尽管在图5中示出了特定数量的横向横梁结构元件跨越中部侧梁，但是应当理解，实施例可以包括任何数量的适合为车辆平台提供足够横向支撑的这样的横梁结构元件框架。此外，可以提供另外的内部纵向结构构件528和530以在前部或后部碰撞的情况下进一步加强中部的内部空间免于塌陷。
在各种实施例中，梁和结构构件可以由共同的结构构件(例如，元件524和538)形成，从而可以减少制造各种结构构件所需的工具。
143.另外，为了给乘客提供足够的安全性，车辆平台框架500的实施例可以包括多种前/后和侧面碰撞皱缩区。例如，前部532和后部533中的框架纵梁连同前部横梁508和后部横梁519可以协同工作作为碰撞吸收/偏转区，以吸收或重定向发生在车辆前部或后部的碰撞。碰撞吸收/偏转区可包括本领域已知的多种特征，包括但不限于由能量吸收材料制成，或以其他方式构造成在受到碰撞时皱缩或变形。各种材料可用于制造车辆平台框架500，包括例如钢、铝、钛、金属合金、复合材料、塑料、碳纤维及其各种组合。许多实施例可以利用多种结合技术来连接各种部件，例如焊接和/或螺栓连接。此外，一些部件可以以任何适合于生产在强度、功能和/或外观方面满足期望结果的框架的一部分的方式制造。
144.虽然以上描述了结构构件的具体布置、材料和制造方法，但是应当理解，可以实施导致产生多个内部框架体积的结构构件的许多可能布置。具体地，如图5所示，在左右前框架纵梁元件522之间延伸的横向结构元件508至512在车辆平台的前轴中和周围限定了前车身空间534。同样，在左右后框架纵梁元件526之间延伸的横向结构元件517至519在车辆平台的后轴中和周围限定了后车身空间536。在侧梁522至526之间延伸的前后车身空间横向元件512至517之间限定了中部空间538，在许多实施例中，其本身可通过内部横向和纵向结构元件(如在图5所示的实施例中由元件528和538示出)由多个独立容积形成。在各种实施例中，前部梁元件522和后部梁元件526的部分以及相应的前部车身空间534和后部车身空间536可以相对于车辆框架的其余部分升高以容纳功能性传动系部件，并且框架可以包括其他元件以围绕并保护能量转换系统。在车辆平台框架的部分相对于彼此设置在不同高度的情况下，应当理解，水平平台平面可呈现起伏构造，如先前所讨论的。
145.尽管描述了许多实施例，但是应当认识到，除了图5中描绘的实施例的笼状结构之外，车辆平台框架可以采用许多不同的形式。在各种实施例中，车辆平台框架可以通常包括两个或多个彼此间隔一定距离的纵向结构构件的任何布置，其中两个或多个横向结构构件彼此间隔开并在其端部连接到两个纵向结构构件，从而形成足以布置车辆平台的功能部件的内部空间。替代地，车辆平台框架也可以由以金属片或其他合适材料形成的一体式纵梁和横梁形成，同样使得该布置适合于容纳各种功能部件。此外，根据实施例的框架结构可以被配置为包括在本公开的前面和后面的部分中的一个或多个中描述的一个或多个功能元件。
146.实施碰撞控制特征的实施例
147.如上所述，关于可以集成到车辆平台的实施例中的各种特征和特性，车辆平台框架还可以包括碰撞保护元件，包括但不限于褶皱或偏转区、碰撞罐等。图5结合图6a至图10示出了可以在各种车辆平台的框架内实施的碰撞特征的各种实施例。
148.参照图5，车辆平台的许多实施例可具有包括到框架的前部空间504和后部空间506中的多种安全特征和/或元件。例如，前部空间504可具有上部载荷路径545和下部载荷路径550，在车辆碰撞的情况下，每个载荷路径将承担不同的载荷。如本文所述的载荷路径指的是在碰撞事件期间能量被引导到的路径。由于车辆可能会受到多种类型的碰撞，因此可以设计不同的载荷路径以多种方式操作，以帮助吸收和偏转碰撞能量。例如，公路安全保险协会(iihs)以及美国国家公路交通安全管理局(nhtsa)会定期进行多项车辆碰撞测试，
以评估车辆的安全特性。零度完全正面碰撞测试以及部分重叠测试通常在车辆的前排乘客和驾驶员侧进行。除其他外，iihs会评估此类测试中乘客舱的侵入量，并查看有助于防止或未能防止此类侵入的各种结构元件。此外，iihs还会针对类似的侵入方面进行类似的侧面碰撞测试。
149.许多正面碰撞测试说明车辆的前部可以经历高能量吸收，因此由于前发动机舱的尺寸减小，许多实施例可能需要在短距离内更高的能量吸收。因此，许多实施例可以实施刚性屏障，例如上梁元件532，以在正面碰撞的早期执行高能量吸收。然而，不希望载荷路径在整个事件中经历导致能量吸收元件触底的堆叠。因此，许多实施例可以利用下部载荷路径结构元件555，其被配置为在碰撞开始时接合直至期望点，然后从碰撞方向脱离。脱离可以帮助从碰撞方向移开车辆，例如，通过碰撞的偏转。根据许多实施例的下部载荷路径元件555可能不像典型的脱离特征那样执行，因为它们可以在正面碰撞以及偏移或部分偏移碰撞期间保持与框架的整体连接和完整性。这样的特征可以帮助防止或减少侵入乘客舱。
150.现在参考图6a和6b，呈现了下部载荷路径元件600的实施例。在许多实施例中，下部载荷路径元件600可以连接到框架602的具有固定长度的部分并且可以具有设计成以不同方式吸收碰撞能量的多个关键元件。例如，下部载荷路径的前部可以配置有设计为在碰撞期间压溃的下部载荷路径压溃区604。压溃区604可以具有类似于传统压溃区的受控变形；然而，压溃可能只发生在所需的范围或距离上。根据许多实施例，所需压溃距离可由各种元件控制，例如压溃控制元件606。根据许多实施例，压溃控制元件606被设计成在将碰撞力传递到任何额外元件之前将压溃保持在所需压溃区604内。这可以帮助防止在典型的皱缩区中经常发生的不希望的堆积。一旦下部载荷路径压溃区604已经达到期望的压溃距离，弯曲元件608就被设计成在可以帮助移动或调节车辆远离碰撞方向的方向上弯曲下部载荷路径元件600。此外，此类元件有助于减少或消除对框架结构602的冲击，从而提高安全性。根据许多实施例，压溃区604和控制元件606的长度可以被调节以解决可能随着车辆可能采用的上车体配置的数量而变化的力的变化。图6b示出了在经受碰撞之后的下部载荷路径元件600。可以看出压溃区604被压缩并且弯曲元件608已经以最小化对车辆的损坏的方式变形。
151.图6c-6f提供了根据许多实施例可能发生的一系列碰撞能量吸收的图示。例如，图6c示出了在引入碰撞能量之前的下部载荷路径600和指示碰撞能量方向的箭头610。图6d示出了可能在压溃区604中发生的初始起皱的实施例以及控制元件606可以如何限制在能量被传递到弯曲元件608之前可以发生的起皱的量。图6e进一步示出了弯曲元件608允许在所需范围内发生弯曲，使得碰撞能量不会对框架结构602的部分产生不利影响。最后，图6f示出了在吸收了碰撞能量610之后下部载荷路径的最终状态的实施例。
152.如图6a-6f所示的下部载荷路径元件可以帮助利用在电动车辆和/或电动车平台中发现的许多东西，如在本文所示的许多实施例中所描述的。例如，如一些实施例中所示，上部车身可以扩展到平台的近端并增加乘客舱内的空间容积。在许多实施例中，下部载荷路径元件可有助于防止乘客舱在距较短马达舱的较短距离内侵入。这可以使车辆的整体占地面积更小，同时利用该占地面积内的可用空间，并显著提高平台车身的设计能力。
153.现在转向图6g，可以看到在下部载荷路径内的压溃控制元件606的实施例。如上所述，压溃控制元件606可以定位在下部载荷路径600内，使得它有助于减少车辆框架的部分
在碰撞期间最终将看到的压缩量。此外，如前所述，压溃控制元件606可以是可调节的，以适应各种不同的车辆配置。例如，在一些实施例中，压溃控制元件可以包括上部部件612和下部部件614。根据许多实施例，上部部件612和下部部件614中的每个都可以被配置为具有允许减轻重量和提高强度的多种设计。此外，许多实施例可包括一个或多个穿过压溃控制元件的安装孔616，使得压溃控制元件606可以帮助将压溃区部分604沿着下部载荷路径固定到车辆框架的部分。在一些实施例中，压溃控制元件606可以用衬套或螺栓或足以用于压溃区的期望操作的任何数量的固定元件固定。
154.返回参考图5，框架504的前区的许多实施例可以，如前所述，具有多种碰撞特征或碰撞保护特征。例如，上部载荷路径545可以具有内置于各种结构元件(例如上部前框架纵梁532)中的褶皱区或压溃部件。这些元件对于正面碰撞可能是必不可少的，并且具有多个压溃元件可以帮助快速吸收来自正面碰撞的能量。然而，如上所述，一些碰撞可能发生在车辆前部的偏移处。因此，iihs执行偏移碰撞测试以评估对乘客舱的影响。因此，许多实施例可以将偏转元件(560和565)包括到上部和下部载荷路径部件中。根据许多实施例，偏转器可以吸收沿载荷路径的一部分碰撞，但随后主要用于使车辆偏转远离碰撞的主要方向。更希望限制与浅偏移刚性障碍物的相互作用并使车辆尽快脱离障碍物。因此，许多实施例可以实现偏转器系统。
155.现在参考图7，可以看到用于电动车平台的框架的前部的实施例。图7示出了上部和下部载荷路径偏转器的实施例的更近视图。在许多实施例中，上部偏转器702可以附接到上防撞梁704并从其向外延伸或远离车辆的中心线。在许多实施例中，上部偏转器702的轮廓可以与车辆的车身相匹配。如图7所示，许多实施例可以在上部偏转器702的外部部分和上部防撞梁704之间保持空间706。在一些实施例中，该空间706可以通过间隔元件708的方式减小。在许多实施例中，间隔元件708可以是刚性元件，其可以形成或附接到上部偏转器702。间隔元件708可以采用任何数量的期望形状；然而，一些实施例可以包括三角形形状。间隔件的目的是允许来自偏移碰撞的碰撞能量在上部偏转器上引起弯曲力矩到间隔件影响上防撞梁的点。在吸收了一些能量之后，间隔件708和上防撞梁704之间的碰撞然后可以用于重新引导来自整体碰撞的能量以偏转或推动车辆远离诸如刚性障碍物的碰撞源。
156.在一些实施例中，上部偏转器702可以设计成与下部偏转器710一起起作用。在许多实施例中，下部偏转器710可以是连接到下部载荷路径防撞梁712的刚性元件。在许多实施例中，下部偏转器710可具有与下部载荷路径防撞梁712的前部接合的预成型部分714，可与前横梁716连接，并且可远离车辆前部以一定角度向后和向外延伸。在一些实施例中，下部偏转器710可通过连接支架718附接到下部载荷路径防撞梁712。下部偏转器的许多实施例可被设计成重新引导来自偏移碰撞的能量以将车辆尽快推离碰撞源。在许多实施例中，下部偏转器的角度可以平行于弯曲的上部偏转器的角度。换句话说，当上部偏转器702已经变形或弯曲到间隔件708影响上防撞梁的点时，任何剩余碰撞力的冲击随后可被引导至下部偏转器710和下防撞梁。配对上、下偏转器的角度有助于快速推动车辆远离碰撞源，并最终有助于减少进入乘客舱的可能性。尽管示出了偏转器的特定实施例，但是应当理解，偏转器可以被调节以适应根据所使用的任何数量的上部车身部件可以看到的任何数量的碰撞载荷。此外，根据许多实施例，诸如间隔件708和其他偏转元件的碰撞部件可以由包括金属、复合材料、碳纤维等在内的任何数量的材料制成。此外，在许多实施例中，可以具有由与框
架的其他部分类似的材料制成的元件。应当理解，电动车平台的许多实施例可以包括一个或多个关于前碰撞区域描述的碰撞特征。
157.返回参考图5，一些实施例还可以包括额外的碰撞或撞击保护元件，这些元件可以结合到后框架纵梁和/或前框架纵梁(分别为522和526)中。例如，现在参考图8a和8b，呈现了前梁800的实施例的剖视图。如图8所示的此类实施例可包括多个隔板元件(802、804、806和808)，其位于上梁812和中部梁814之间的过渡点810附近的梁元件的中心。隔板元件(802、804、806和808)可以定位成使得在每个隔板的中心面810之间存在空间816。根据许多实施例，隔板可用作减少因碰撞而弯曲或皱折的停止机构。例如，正面碰撞可能会导致沿梁的长度发生弯曲或起皱。在许多实施例中，隔板可以增加梁的强度和刚度，并且在碰撞过程中，前隔板和后隔板可以设计为碰撞并因此停止或减少碰撞的影响。基本上，隔板可以帮助控制和减少对乘客舱的侵入。尽管显示了前后隔板元件之间的一定间距，但应该认识到可以通过多种方法调节间距以适应各种碰撞载荷。因此，随着车身的变化，空间也可以调节。
158.如图8a所示，隔板可由多个部件组成。前隔板可具有两个部分(802、804)，它们被设计为相互配合地接合，但在发生碰撞的情况下，前部两个隔板元件(802、804)可能几乎不接触或根本不接触。在其他实施例中，两个隔板部件可以以它们在碰撞之前和碰撞期间保持彼此接触的方式结合在一起。在一些实施例中，两个前隔板部件可具有一个或多个凸缘(818、820)，其设计成与两个部件之间的各种互连点重叠。例如，一个或两个可以具有与梁的一部分重叠的凸缘部分，使得它可以形成隔板元件和梁之间的连接点。这种附接凸缘可存在于前隔板元件和后隔板元件两者上。尽管示出了前隔板元件和后隔板元件的特定设计，但是应当理解用于隔板的设计、重叠、布局、连接和/或材料可以根据安全要求而变化。与其他正面碰撞元件类似，在梁内使用隔板元件有助于保持所需的安全要求，同时利用电动汽车的许多特性，包括最大限度地利用乘客舱内的空间。
159.其他实施例可以在梁内实施额外的或修改的隔板元件。例如，图8b示出了具有修改的隔板部件822的梁元件的剖视图。一些实施例可以在改进的隔板内并入过渡点810或弯曲点。在各种实施例中，改进的隔板可在上部和中部梁(812和814)之间延伸，从而充当连接元件，其既可用作加强部件又可用作梁内的碰撞吸收装置。一些实施例还可使用沿梁的纵向轴线延伸的纵向隔板824。在其他实施例中，纵向隔板824可放置在可能发生潜在碰撞的任一梁中。此外，尽管许多实施例展示了如本技术中所述的车辆平台中可以包括或省略的车辆碰撞特征，但是应当理解，可以在任何数量的车辆设计中使用这些特征的各种组合。
160.实施后碰撞区的实施例
161.返回参考图5，关于车辆平台的一个实施例的整体框架，许多实施例具有设计成吸收和/或偏转来自后部碰撞的后压溃纵梁533和左右后框架纵梁526。后方碰撞可能来自任何数量的事件，包括在移动或停止时驶来的车辆，或向后移动到另一个移动或静止物体上。因此，保护乘客舱免于后部侵入可能与前部一样重要。在最大化乘员空间的车辆平台的许多实施例的背景下尤其如此。如前所述，空间的最大化创造了更短的前后传动系舱，这对设计足够的安全功能提出了独特的挑战。在一些实施例中，前部504和后部506可以被加强以提供增加的安全性，但不会增加会显著影响车辆操作效率的重量。
162.现在参考图9a和9b，后框架纵梁的一个实施例以若干横截面视图示出。在一些实施例中，可能需要减少车辆平台的总重量，同时保持整个车辆的功能部件的必要强度。一些
实施例可沿后框架纵梁900的内部部分的长度包括多个加强隔板902。根据实施例的加强隔板902可有助于在两种不同情况下加强和硬化框架纵梁900。首先，可定位在车辆后部附近的隔板902可定位成使得它们为梁900提供增加的刚度和强度以支撑后悬架系统。此外，最后部的隔板可以添加加强材料，以帮助吸收来自后部碰撞的碰撞能量。同样，沿着后框架纵梁900的长度向前延伸的其他隔板908可以以不同的间隔定位以增加后框架纵梁900的强度和刚度。根据许多实施例，额外隔板可以给后梁增加额外强度和刚度，以最大限度地减少在后部碰撞期间沿梁长度的弯曲和压缩。从图9a和9b可以看出，加强隔板902可以沿着纵梁900的中心线定位并且可以夹在外壁和内壁之间。尽管示出了隔板的特定布置，但是可以理解，后框架纵梁900内的隔板的任何构造都可以用于加强和硬化纵梁，而不会显著增加车辆的重量。在许多实施例中，隔板可以通过多种方法制造，包括冲压、模制、铸造和/或冷成型和热成型。同样，隔板可由多种材料制成，包括金属、碳纤维、复合材料等。
163.碰撞能量可以在碰撞过程中以多种方式并通过多种部件被吸收。因此，正如一直强调的那样，乘客舱的保护是车辆安全特性的关键要素。如在图9a和9b中所示，后框架纵梁具有沿着纵梁900的长度的偏移起伏905。这对于如图5所示的车辆前部的实施例也可能是真实的。根据各种实施例的起伏904，可以帮助增加乘客舱的空间，同时在车辆平台上提供足够的空间来支持额外的功能元件。然而，起伏904会沿着框架纵梁900的长度产生应力点并且可能需要额外的刚度。虽然传统车辆可能会增加梁的厚度，但平台的许多实施例可以包括重叠的加固补片906。在发生后部碰撞的情况下，加固补片可以充当梁900的加强件。在许多实施例中，增加的刚度可以帮助防止后传动系和其他功能部件向上弯曲并进入乘客舱。同样，这样的补片可以帮助减少在后方碰撞中由梁产生的屈曲。根据许多实施例，加固补片的成功可由图10说明。如图所示，在模拟的后方碰撞之后，在框架的起伏中说明了小的屈曲区域或最小化的屈曲。就防止对乘客舱的损坏而言，这种屈曲的减少是非常需要的。许多实施例起到提高碰撞能量吸收的作用，从而减少碰撞对乘客舱的影响。这有助于确保为乘客提供更安全的车辆。此外，尽管许多实施例展示了车辆后部的车辆碰撞特征，但应理解，根据特定车辆设计的需要，可以包括或省略这些特征的各种组合。
164.实施分隔式能量存储系统的实施例
165.不管可以在车辆平台的许多实施例中实施的结构元件和/或碰撞特征的具体布置如何，车辆平台还可以提供刚性结构以支撑所有必要的功能系统和部件，例如所安装的传动系部件、能量存储系统、带车轮的悬架系统(每个车轮都有轮胎)、转向系统和制动系统。再次，为了实现基本水平的上车辆平台面，许多实施例将这些功能系统分布在整个车辆平台的开放空间，并配置这些部件和系统，使得它们不延伸或突出而明显高于车辆平台框架的最高点，如图11a和11b所示。显著更高可以限定为比车辆的任何车轮和/或轮胎的顶部更大的量。其中车轮由轮辋和轮毂的尺寸限定，轮胎围绕车轮的外围布置。
166.具体地，图11a示出了设置在车辆平台1100的中间空间1102的内部空间内的能量存储系统1100(例如，分隔式电池组)的实施例。图11b示出了设置在车辆平台1100的平台平面内的前部和后部悬架系统1106的实施例。在实施时，悬架系统1106的实施例允许将所有功能部件封装在车辆平台的框架1108内或车身的车轮1110的轮廓内。类似地，如图11b所示，包括前后马达和变速器1112的所有传动系元件被配置为使得它们被限制在车辆平台1100的前部1114和后部1116处的平台平面的升高部分内。注意，尽管在图示中示出了双传
动系系统，但实施例考虑了具有单(前或后)传动系的车辆平台的实施方式。如前所述，这种基本水平的上部车辆平台使附接的车身能够在车身内包含乘客区域，该乘客区域延伸车辆平台的长度，而无需密封的机械、电气等机舱，例如通常在内燃机中发现的发动机舱和行李舱。
167.车辆平台的许多实施例可以实施类似于图11a到12f所示的能量存储系统。各种实施例可以将能量存储系统定位在车辆平台框架1108的中部内部空间1102内，如图11a中可见。出于多种原因，这种放置在车辆的中点和车辆的最低点是有利的。大多数替代燃料车辆(无论是纯电动还是燃料电池)的能量存储系统通常占车辆重量的很大一部分。通过将这个重型部件放置在车辆中间并尽可能靠近地面，车辆的重心会转移到更靠近道路的位置。这种低重心往往会改善车辆的操纵特性。然而，将能量存储系统放置在离地面如此近的地方会产生潜在的危险。在燃料电池和电池、电动汽车中，如果能量存储部件在碰撞期间或因道路危险(例如物体进入安全壳)造成的碰撞损坏，它们都可能燃烧。为了解决这个问题，许多电动汽车制造商将能量存储系统设计为一个整体式预密封单元，插入并单独密封在车辆框架的中部内部空间内。虽然这种双壳结构确实增加了侵入电池舱所需的力，并且能量存储系统容器的框架可以作为大型开放式框架内的刚性横向稳定元件，但缺点是将这种容器包含在车辆大大增加了能量存储系统的重量，最终会对车辆行驶里程产生负面影响，而对车辆安全的改善却微乎其微。
168.根据车辆平台的许多实施例的能量存储系统被设计为具有各种结构和功能特征，以有助于设计和使用的简单性，以及电动车辆和车辆平台对各种配置的整体适应性。在各种实施例中，如图12a所示，车辆平台1200包括车辆电池系统能量存储系统和电池支持系统1206(例如，冷却、电池断开和电源管理部件)，所述车辆电池系统能量存储系统系统由多个单独的模块化车辆电池元件1202组成，所述多个单独的模块化车辆电池元件通过合适配置的电线和/或总线1204互连在一起并与传动系的其他元件互连。这些模块化车辆电池元件1202设置在车辆平台框架1210的中部空间1208内，使得框架1210的结构元件与车辆框架的顶部和底部(图12b中的1212/1214)盖板结合以直接形成用于车载电池元件的密封电池安全壳。根据实施例，通过使用框架1210的元件作为能量存储系统的安全壳，可以实现显著的重量减轻。
169.如前所述，传统电动车辆利用设置在刚性容器内的能量存储系统的原因之一是为车辆平台框架提供额外的结构稳定性，否则车辆平台框架将具有大的开放中间部分。实施例通过将各种横梁结构元件集成到框架1210中来解决这种刚性容器体的损失，这些横梁结构元件将车辆平台的中部的内部空间细分为多个独立的内部空间。应当注意，在这种情况下，横向构件结构元件可以包括横向的横向构件1216和纵向构件1218。虽然示出了结构元件的某些配置，但是应当理解，可以实施任何数量和布置的这种结构构件，以便产生足够的框架稳定性。除了赋予车辆平台额外的稳定性之外，这种内部结构构件还为设置在车辆框架电池舱内的一个或多个电池元件1202和/或支撑部件1206以及安装到车辆平台的车身元件提供支撑元件，将在接下来的部分详细讨论。
170.除了内部支撑构件之外，车辆平台可以包括多种其他特征以帮助确保保护能量存储系统免受外部损坏以及用作电动车辆的结构支撑。例如，一些实施例可以包括使用布置在车辆框架的侧梁1219上的额外碰撞吸收部件(例如，防撞罐，未示出)以吸收或重新引导
由碰撞产生的能量。前部和后部结构构件1220也可以被配置为变形，类似于上述实施例，从而减少在前部和/或后部碰撞期间对能量存储系统的影响损坏。
171.此外，许多实施例可以使用类似于图12b所示的底部盖板1214来保护能量存储舱免受车辆平台下方的物体的影响。一些实施例可以包括额外的安全措施和/或装置以防止不希望地侵入电池存储舱。例如，传统方法可能是安装足够厚的底盖板以完全吸收碰撞能量，然而，这种解决方案会导致增加较大质量。因此，许多实施例采用连接在能量存储系统舱下方的牺牲剪切板/层1222，其被配置为当底部盖板1214受到碰撞时剪切掉，如图12c所示。
172.根据实施例的车辆电池元件的模块化赋予了优于传统单个电池的其他优点。这种模块化电池的实施允许在制造或维护期间轻松调节它们的配置。具体而言，模块化允许根据车辆功能所需的电存储的大小和数量来调节能量存储。例如，各种实施例可以允许简单地通过改变插入到能量存储系统中的电池模块的数量来创建不同里程版本的车辆。其他实施例可以允许额外的电池模块与更大的顶帽(top-hat)配置一起使用，这可能需要额外的能量来实现足够的功能。此外，在许多实施例中，能量存储系统的模块化允许更换可能发生故障的单个元件的能力，而无需移除整个能量存储系统，从而降低在车辆的整个寿命期间更换电池的成本。
173.根据实施例实现的电池模块化的另一个优点是能够根据需要定向单独的模块化电池部件。因此，许多实施例可以允许改进的电池效率以及改进的或更有效的电池模块在车辆平台内的封装。如图12d和12e所示，根据许多实施例，电池模块1202可以用一个或多个集成冷却元件1224封装。虽然冷却元件的实施例的主要功能是保持电池的温度并用作热传递工具，以将热量从电池元件到车辆平台或更广泛的车辆的其他系统进行转移和再利用，在车辆平台的各种实施例中，它们可以用作辅助结构部件。
174.具体地，根据许多实施例，冷却元件1224包括长形的刚性体1226，该长形的刚性体1226具有设置在其中的多个通道和热板1228，其可以用于帮助冷却和/或操作其他传热元件。这些传热元件和电池支撑板非常坚固，通常由金属制成以促进传热。因此，在各种实施例中，例如如图12a所示，电池模块1202可以以变化的几何形状定向，使得这些刚性冷却元件1224可以用作辅助结构元件。具体地，如图12a所示，能量存储系统前部和后部的电池模块在几何上平行于车辆平台的纵向轴线1230布置，使得它们用作结构元件，其防止框架1210由于潜在的前部或后部碰撞而变形到能量存储系统中。相比之下，设置在能量存储系统的中心部分内的电池模块1202在几何上横向于车辆的纵向轴线1230设置，从而允许电池模块在侧面碰撞的情况下用作车辆平台框架的进一步横向结构支撑件。在一些实施例中，可通过布置此类电池模块以允许移除内部结构框架元件1216/1218从而进一步减轻车辆重量并增加可定位在车辆平台框架内的电池模块的数量来提供足够的额外稳定性。
175.图12f示出了传统的电池舱和车身的相邻框架的视图。可以看出，传统上没有包含额外的侧面碰撞吸收装置。对于电动汽车，鉴于可用的压溃空间，在侧面碰撞事件(尤其是柱碰撞)中保护电池具有挑战性。此外，拥有高效的轻量级解决方案更具挑战性。例如，许多汽车公司通过合并具有非常重的纵梁来吸收碰撞能量的边梁来解决这个问题。这些梁昂贵、沉重并且产生非常高的减速。
176.根据许多实施例，还可以设计多种安全特征以在与车身连接时与车辆平台集成，
例如侧面碰撞能量吸收装置。在这样的实施例中，侧面碰撞吸收装置可以布置成使得它们位于车身的内壁和车辆平台框架的外壁之间。侧面碰撞吸收装置的实施例被设计成在侧面碰撞的情况下保护电池舱免受损坏。
177.转向电池元件本身的构造，根据实施例的电池元件可以包括多种形式(例如，铅酸、镍金属氢化物(nimh)、zebra(热盐)、锂离子和锂聚合物)等。可以理解的是，电池的选择可以根据电动车辆的预期用途以及潜在的环境风险而变化。此外，虽然许多实施例展示了车辆平台i的实施例内的能量存储系统，但是应当理解，在包括车辆平台的许多实施例的任何数量的设计中可以包括或省略这种系统及其结构和功能部件的各种组合。
178.实施车身联接的实施例
179.在实施例中，车辆框架可以进一步配置为支撑附接的车身，如图13a和13b所示。如图13b所示，车身的实施例可以通过多个相互连接的承载联接件1302软或硬地安装到车辆平台框架1300。如图13b所示，车辆框架联接件1302与车身1306上的联接件1304配合，并一起起到将车身物理互连到车辆平台的作用。合适的联接件的实施例可以采用任何形式，包括例如诸如螺栓、螺钉、闩锁等的可释放联接件，以及诸如焊接法兰或铆接表面的不可释放联接件。在各种实施例中，联接件包括具有相关联的螺栓孔的配合支架。图13c和13d示出了车身联接硬件的各种实施例。如图所示，联接件可以包括一个或多个支架设计1308，其被配置为互补地接合车辆平台上的相应联接件。在其他实施例中，联接件还可包括一个或多个联接帽1312以覆盖相关联的附接支架。
180.再次参考图11a和11b的以上讨论，功能系统和部件(例如，传动系、能量存储、转向、制动系统等)被配置和定位在车辆平台的框架内以最小化车辆平台的总体竖向高度并且以保持基本水平的上部车辆平台面(例如，遵循车辆平台框架和设置在其中的功能系统和部件的面向上的轮廓的轮廓的面)。如图13a和13b所示，根据实施例的车身具有相应的下部车身面1314，其被配置为基本上遵循面向上的车辆平台轮廓1316的暴露轮廓。
181.虽然未示出，但应当理解，车辆平台和可配合车身的实施例还包括允许各种系统和车辆平台的部件的控制和操作所必需的互补功能连接器(例如，机械、电气、流体等)。根据各种实施例，这种连接器被配置为在底座或平台与车身之间断开连接。换言之，诸如制动和转向的机构的连接可以在两个车辆部件之间机械断开。在各种实施例中，一个或多个电连接器可用作电源连接器(例如，在车辆平台和车身之间传输电力)和信号导管(例如，在车辆平台和车身中的功能系统之间传输控制或信息信号)。这种电连接器的实施例可以包括适合于将一根或多根电线与其他电线连接的任何装置。在各种实施例中，一个或多个流体连接器或通风口可以设置在车辆平台和车身之间以允许液体或气体在它们之间流动。许多实施例还可以包括一个或多个更机械地配置成在车辆平台和车身之间传输物理控制的联动装置。在许多实施例中，车身和平台被配置为不使用机械控制联动装置。在某些实施例中，可以使用“线控”连接(例如，线控转向、线控制动等)，进一步减少或消除对机械控制联动装置的需要。线控系统的特征在于控制信号传输，包括配置为通过车辆平台和车身之间的控制信号以电子形式接收和响应控制信号的系统。本领域中已知的许多合适的线控系统可以与这样的实施例一起使用。
182.在各种实施例中，除了平台/车身联接件和任何必要的功能系统联接件之外，实施例实施用于将车身内的元件(例如，乘客座椅或其他内部元件)直接互连到车辆平台框架的
上表面上的锚点。这种互连的实施例在图14a和14b中示出。如图所示，在各种实施例中，车辆平台框架1400可以包括设置在下面的结构构件上的附接点1402。在各种实施例中，这些附接点穿过形成在车辆平台框架的顶盖板1404中的开口，使得它们可以配合地接合位于车身内的元件。在这样的实施例中，车辆平台的顶盖板1404也用作车身的地板或底部，或者在车身具有单独地板的情况下，如图14b所示，配合附接点1406设置在车身1408上，穿过车身的底部地板1410以允许车身内部的元件(例如，座椅、控制台等)直接接合到车辆平台。附接点本身可以采用适合为车身元件提供安全安装点的任何形式，包括例如带有相关螺栓孔的支架、焊接法兰、铆钉板等。
183.虽然这样的实施例允许简化和普遍适用的车辆平台，其可以通过将这样的附接点集成在车辆平台本身内而大大降低车身的重量和复杂性，但是附接点必须被专门设计以防止潜在的危险情况。回到能量存储系统的讨论(参见，例如，图12a到12f)，如所讨论的，包含能量存储系统的机舱通常应该与外部环境密封。传统的电动车辆设计通过使用独立密封的电池容器来解决这个问题，无论什么部件可能会穿入设置有所述容器的框架的内部空间中，该容器都能提供一层保护。然而，本发明的许多实施例被配置为使得框架的结构元件和顶盖板和底盖板作为用于将能量存储系统与外部环境密封的唯一容器。因此，具有穿过顶盖板进入该能量存储系统舱的附接点可能是有问题的。将参考图15a和15b进行讨论，许多实施例包括也用作密封元件的框架附接点1500。
184.如图15a所示，附接点1500的各种实施例被配置为附接到车辆框架的下方结构支撑件1502。如先前在图14a中所示，这些附接点然后向上延伸穿过设置在框架的顶盖板1404中的配合孔。为了防止能量存储系统舱通过这些孔暴露于环境中，附接点被配置为使得顶盖板和附接点的组合密封能量存储系统舱。
185.图15b示出了根据许多实施例的可密封附接点的实施例。如图所示，在各种实施例中，附接点1500与车辆框架的结构构件1502互连并且向上延伸穿过车辆框架的顶盖板1506中的孔1504，使得顶盖板的周边边缘1508被布置与附接点的侧面相邻。一旦车辆平台的元件被布置在这种配置中，被配置为配合地接合附接点1500的外轮廓的密封帽1510被布置为使得密封帽覆盖附接点1500并且与顶部盖板1506的周边边缘1508重叠。当如此固定到位时，附接点、顶盖板和密封帽的分层起到从环境密封能量存储舱的作用。将理解的是，附接点和密封帽的实施例可具有围绕整个元件周向延伸并用于固定和密封盖板孔1504的周边边缘1508的一体式凸缘(分别为1512和1514)。根据各种实施例，密封帽1510可以是单独结合到附接点的单个元件。可以使用包括焊接或使用额外结合材料在内的任何数量的方法来实现结合。在一些实施例中，密封帽可以与附接点和顶盖板共同形成，使得它们一体地固定到框架的结构支撑件。
186.现在转向参照图15c和15d，在一些实施例中，顶板1506可以与密封帽1510的凸缘1514重叠。换言之，一些实施例可以在定位顶板1506之前将密封帽1510放置在附接点1500之上。因此，一些实施例使顶板1506能够成为密封电池舱以及附接点的密封板，从而防止不期望地暴露电池舱。这对于许多实施例来说是正确的，以防止在顶帽部件的移除和/或安装期间暴露电池舱。由于许多实施例可被配置为适应一种或多种顶帽配置，因此可以合理地假设任何类型的顶帽更换或更简单的维护都会造成对电池舱的潜在暴露。因此，许多实施例可以采用一种或多种上述附接/密封技术以允许可用的附接点并且仍然保持密封的电池
舱。此外，当车身1516的底部或地板放置在车辆框架的顶部时，许多实施例可以增加进一步的密封或保护。在许多实施例中，额外的密封元件1518可用于密封附接点1500中和附接点1500周围的接缝。密封元件1518可以是任何数量的材料，例如在不同部件之间提供密封的粘合剂或泡沫。
187.不管与车身的连接的数量和类型如何，将理解的是，根据许多实施例，互补连接部件被配置为在制造期间彼此对准而无需位置修改。在各种实施例中，一些或所有互连(例如，机械、结构、电气等)可以是可移动的，从而可以校正元件的轻微未对准。此外，由于根据实施例的车辆平台被配置为与多个车身一起使用，应当理解，车辆平台或车身之一或两者可以具有多余的或未使用的联接件或附接点。此外，虽然许多实施例展示了用于车辆平台和相关车辆车身的连接点，但是应当理解，车辆连接点的各种组合可用于任何数量的车辆平台设计和/或用于连接多个部件的任何数量的设计。
188.悬架系统的实施例
189.车辆的悬架系统对于车辆的整体功能可能是关键的。糟糕的悬架系统可能会损坏其他结构和功能，而适当调节的悬架系统可以确保车辆的使用寿命。电动汽车制造商已经通过多种方式将悬架系统与替代燃料汽车相结合。大多数依赖于采用支柱、螺旋弹簧或衬套的传统悬架系统。这些悬架设计的缺点是它们难以封装在车辆底层平台的框架内，如大众汽车(图16a)和特斯拉(图16b)的车辆平台图像所示。根据本公开的车辆平台的许多实施例通过在车辆平台顶部实施硬安装的车身而增加了悬架设计中的挑战。虽然这种硬安装确实消除了在车辆平台和车身之间引入大批衬套的需要(这将需要这些元件侵入车身的内部空间)，但权衡是对悬架提出了巨大的要求来解决这种车身/底盘互连引入的行驶(ride)和侧倾问题。
190.根据车辆平台的实施例的悬架系统被配置为允许以最小的复杂性在车辆平台的范围内进行封装。根据各种实施例，滑板结构的悬架系统可以采用多种形式，包括用于每个车轮的独立悬架系统或在车辆前部或后部的两个车轮之间共同操作的独立或半独立悬架系统。许多这样的实施例采用双叉臂独立悬架，该悬架包括横向安装的板簧，该板簧既用作骑乘弹簧又用作防侧倾弹簧，以避免需要将延伸到车辆平台平面上方的额外螺旋弹簧或支柱，并且在一些实施例中可以消除对额外防倾杆的需要。
191.图17a至17c示出了这种悬架系统的某些实施例。如图所示，在各种实施例中，车辆平台1700的前悬架控制臂系统包括围绕车轮支架1704设置的双叉臂结构1702。双叉臂结构(如图17b所示)通常包括上叉臂支撑臂1706以及下叉臂支撑臂(图17c中的元件1708)和安装在两个叉臂之间的阻尼器1710。如将理解的，所述两个叉臂1706/1708在一端处通过允许叉臂相对于框架的相对竖向运动的成对枢轴连接1707(上部)和1709(下部)而固定并且可枢转地连接到平台框架1700。叉臂然后通过旋转连接器1712和1714(分别为上和下)进一步旋转地连接到转向节或车轮安装件1704，使得转向节可以通过合适的控制元件相对旋转以使车辆转向。通过组合这些关节，车轮可以彼此独立地移动并为车辆提供引导。在实施例中，每个车轮至少一个阻尼器1710被牢固地设置在下叉臂1708和框架1700之间，使得转向节的竖向运动被阻尼以减少通过叉臂传递到车辆的道路冲击和振动。
192.尽管双叉臂悬架的配置在本领域中是已知的，但是迄今为止还没有描述将这种悬架系统集成在根据实施例的车辆平台上以使悬架元件在车辆平台的平面之外的定位最小
化。根据许多实施例，如图17d和17e所示，为了将上叉臂支撑臂1706封装在为前悬架分配的空间内，上叉臂支撑臂的枢轴互连件位于由相关框架纵梁的主体限定的竖向平面内。在一个实施例中，如图17d所示，上叉臂支撑臂1706的前枢轴互连部1716设置在形成于车辆平台的框架纵梁1700中的接收开口1718内，而后枢轴互连部1720部分地设置在框架纵梁主体1700中的切口1722内。因此，许多实施例将上叉臂1706配置为连接到叉臂前部和后部上的支架1724。一些实施例提供这样的支架1724，其定位在框架纵梁主体1700的周边之外。根据实施例，在框架纵梁的主体内向内移动前上部叉臂支撑臂的枢轴点允许比其他可能的方案更紧凑的悬架系统几何形状，从而允许将悬架系统集成到平台平面内。图17e还示出了前阻尼器1710的上部连接点。根据许多实施例，各种附接点/开口/支架可以以本领域已知的多种方法制造。此外，它们可以以多种合适的方式固定到框架上的各个点。
193.如图所示，在实施例中，阻尼器1710可以附接到一个或多个支架1726，支架1726略微延伸到车辆平台的上表面上方并且在车辆平台的上表面上方提供附接点1728。其他实施例也可具有带有次附接点1730的支架，其低于框架的上表面或允许支架附接到车辆平台框架的侧面。尽管一些实施例提供了延伸超出框架上表面的支架，但是根据许多实施例，悬架系统的任何部分都没有延伸超出车轮的上周边。因此，根据实施例，悬架系统与传统系统相比显著紧凑。其他实施例，例如在图17f和17g中看到的那些，使用了支架1730，该支架1730可以允许在车辆框架的横向侧上的附接点1732。这样的实施例提供了低轮廓支架1730，使得整个悬架系统仍然可以配置在低轮廓车辆平台框架内。
194.为了实现这种紧凑的几何形状，还需要去除对支柱或螺旋弹簧的需要，因为这些大块元件通常布置在需要悬架系统的延伸部分远远超出平台平面的几何形状中(如图16a和16b中描绘的现有技术系统所示)。因此，许多实施例包括将独立悬架系统互连的额外悬架部件。例如，各种实施例实施横向板簧以互连车轮，提供骑乘弹簧和防倾弹簧功能，从而同时避免对额外的螺旋弹簧或支柱和防倾杆的需要。图18a提供了车辆平台1800的下侧的实施例的视图，其中横向板簧1802包括到悬架系统中。如图所示，横向板簧1802跨越左右下叉臂1804并与其互连。横向板簧还可以在沿板簧1802的长度设置的两个或更多个枢轴点或附接点1806处与车辆平台的框架互连。应当注意，在图18a中提供的图示中，枢轴点被盖元件1808遮挡而无法看到，这将结合图18b和18c进一步描述。还应当注意的是，虽然实施横向板簧的实施例可以省略防倾杆，但如图18a所示，根据需要额外稳定性的实施例，也可以包括防倾杆1810。
195.现在转到图18b和18c，根据许多实施例，板簧1802可以在枢轴点1806处附接到车辆平台1800的框架。各种实施例可以使用盖板1808来保护枢轴点免受可能的损坏。在一些实施例中，盖板1808在若干附接点1812处安装到框架上。虽然示出了盖板1808的特定实施例，但是可以理解的是，可以使用任何数量的设计。另外，还应当理解，一些实施例可以不使用单独的盖板，而是可以具有集成在板簧1802和枢轴点1806的设计内的保护盖。例如，一些实施例可以具有用作安装工具的盖以帮助将板簧1802安装到车辆框架，同时用作覆盖物以覆盖和保护枢轴点1806。图18d示出了根据一些实施例的板簧1802以及相关的枢轴点1806和盖板1808的互连的剖视图。
196.现在转向图19a至20c，可以进一步示出将板簧型悬架系统连接到其他部件和车辆平台框架的各种实施例。例如，图19a示出了车轮组件1900的实施例，其具有连接到车轮转
向节1904的板簧1902，车轮1906可以从该转向节1904连接。在各种实施例中，板簧1902可以通过连接机构1908连接到转向节1904。在一些实施例中，连接机构可以是橡胶衬套，而其他的可以使用球窝接头。可以理解，任何数量的连接机制。这种附接方法和配置的实施例可以提供横向板簧作为控制臂，其可以接管车轮引导功能。因此，这样的实施例可以允许板簧1902抵消车轮力和运动。在一些实施例中，额外的控制臂1910可以与板簧结合使用。这可以解决可能随着整个车辆平台和相关联的车身或顶帽的各种实施例而出现的增加的载荷需求。此外，许多实施例可以包含改进的枢轴/附接点1912，用于板簧连接到车辆平台框架。
197.在车辆平台的许多实施例中，可调节性和适应性是良好集成的部件。因此，可以理解的是，悬架系统的连接可以基于车辆平台和相关车身的各种实施例进行调节。图19b示出了类似于图19a但具有改进的控制臂1910配置的车轮组件的实施例。例如，控制臂1910可以通过连接板1914连接到板簧1902。在许多实施例中，连接板1914可以提供与板簧1902以及车轮组件的转向节部分1904的连接。在各种实施例中，不同部件之间的连接件可以是衬套、球窝接头、铰链或允许对车轮功能进行充分控制的任何连接方式。除了与车轮组件1900的连接之外，控制臂1910还可以通过独立连接点1916连接到车辆框架(未示出)。根据各种实施例，独立连接点1916可以是衬套、球接头、铰链或任何各种合适的连接装置。可以理解，随着车辆平台的许多实施例的适应性提高，控制臂1910和其他悬架部件之间的连接可以如上所述是可移动的，但也可以基于车辆平台和相关车身的末端功能要求而是刚性的或半刚性的。
198.图20a至20c示出了可用于将板簧部件连接到车辆平台框架的连接机构的各种实施例。许多这样的实施例可以与先前关于图18a-18d中的枢转/附接点讨论的盖或其他元件结合使用。图20a示出了安装点2000的俯视图和侧视图，安装点2000也用作枢轴点，板簧2002在使用期间可以围绕该枢轴点旋转或弯曲。根据许多实施例，安装点2000可以具有放置在板簧2002的任一侧上的圆柱形衬套2004，使得衬套2004的中心轴线2006垂直于板簧的纵向轴线并且垂直于板簧2002的主要运动平面。在各种实施例中，衬套2004可以由连接到弹簧2002的支架2008支撑。在一些实施例中，衬套的芯部可以通过u形夹2010连接到支架上，u形夹2010可以固定在支架2008的主体上。
199.在一些实施例中，板簧2002可具有梯形部分2012，其与如图20b和20c中所见的对应安装支架2014接合。梯形部分2012在许多实施例中可用于通过安装支架2014传递侧向力。在各种实施例中，安装支架2014的位置可以通过使用夹紧机构2016来进一步保证。应当理解，在各种实施例中可以使用任意数量的夹紧机构2016以将附接点2000保持在沿着板簧2002的期望位置。
200.根据实施例将板簧包括到悬架系统中的一个优点是能够以各种方式调节弹簧以提供车辆平台和相关车辆车身的期望行驶和侧倾刚度。适应性可以允许车辆平台的各种实施例以适应任何数量的车身或顶帽设计。例如，图21示出了车辆平台2100上的悬架系统的剖视图，其中枢轴点2102可以沿着板簧2104定位在不同位置以调节板簧的柔性和运动。因此，这种可调节性可以作为一种控制措施，以适应车辆可能遇到的多种不同情况。在一些实施例中，枢轴点2102的位置可以通过改变板簧的枢轴点之间的距离来实现。例如，枢轴点2102可以沿着板簧12104的长度定位在各个位置2106处。在许多实施例中，改变枢轴点2102的位置可以增加或减少行驶和侧倾刚度。因此，这可以在每个枢轴点2102的期望空间范围
内完成，对于这些枢轴点2102可以实现期望的性能。可以通过改变板簧2104的端部2108到下叉臂2110的连接的几何形状来进行进一步的调节。根据实施例的这种可调节性可以允许在具有不同重量和所需行驶特性的不同车身的广泛范围上使用通用板簧。
201.如已经讨论的，横向板簧的附接点的可调节性可以对悬架系统的整体响应具有简单而显著的影响，以能够保持车辆的期望行驶和侧倾刚度。例如，图22示出了根据本发明实施例的板簧的剖视图。在许多实施例中，板簧2202可具有板簧2202的指定运动包络线2204。运动包络线2204可由任何数量的因素确定，例如弹簧的材料、端部2206处的附接位置以及沿着弹簧2202的长度的附接点或枢轴点2208。图22还示出了安装/枢轴点2208在安装范围2210内的位置变化可以如何影响板簧2202的运动包络线2200。在板簧的实施例中，大多数内部安装点2208将提供最低的行驶和侧倾刚度，而大多数外部安装点2206提供最高的行驶和侧倾刚度。请记住，板簧的实施例优选为通用设计，其允许在安装点中进行一些调节以修改行驶和侧倾刚度。因此，内部安装点2208可以纵向地沿着板簧2202的长度在所需范围2210内调节，以根据要使用的车身衍生产品而调节整体行驶和侧倾刚度。
202.由于许多车身衍生产品会伴随尺寸和重量的变化，当一个车身被移除并且另一个车身被安装在车辆平台上时，车辆的总高度会受到影响。因此，对可调悬架系统有更大愿望和需求。然而，如果车辆高度只是根据车身的变化而变化，那么车辆的整体效率可能会受到显著影响。例如，离地间隙可能会受到影响，从而导致车辆底盘损坏。此外，车辆的空气动力学可能会受到负面影响，从而大大降低电动车辆的行驶里程。因此，许多实施例可以包括附加特征，这些特征可以随着变化改进悬架响应。例如，图23a示出了包含车身或顶帽专用间隔件2302的悬架系统车轮组件2300的剖视图。车身专用间隔件2302可根据所使用的车身具有多种高度。例如，达到轴重承载能力的车身将需要最大的间隔件来桥接控制臂结构2304和板簧2306之间在最外侧安装点2308处的距离，从而帮助板簧2306在期望的运动包络线内操作。相比之下，导致轴重量最小的车身将需要最小的间隔件。在一些实施例中，间隔件2302的尺寸可高达50mm的高度。其他实施例可能不需要间隔件，而其他实施例基于整体车辆配置可能更大。例如，带有较大顶帽的重型车辆(如皮卡车或厢式货车)可能需要更大的间隔件以适应悬架系统中增加的运动，而类似于小型运动型轿车的车辆配置可能根本不需要使用间隔件。在许多实施例中，间隔件可以充当外部安装点和控制臂组件2304之间的连接，并且在许多实施例中；间隔件可以帮助保持悬架系统所需的/期望的张力，从而为车辆提供最佳的整体行驶体验。
203.现在转到图23b到23g，可以看到用于调节悬架系统高度的间隔件和间隔件系统的实施例。图23b示出了具有连接到控制臂结构2304的板簧2306的悬架系统的一部分的实施例。在各种实施例中，弹簧2306可以通过如前所述的衬套2310和间隔件2302连接。根据许多实施例的间隔件2302，该间隔件可以是可调节的，以适应各种类型的整体车辆配置。例如，图23c和23d示出了可以通过机械调节机构调节高度的间隔件2302。在一些实施例中，间隔件2302可具有外管2312和内管2314，外管2312和内管2314被设计成沿着纵向轴线2316相互配合地接合。外管2312可以连接到衬套2310并且围绕内管的外部，如图23d所示。此外，所述实施例可具有布置在外管2312和内管2314之间的螺钉2318。
204.在许多实施例中，内管2314可以连接到旋转装置2620，例如螺母或连接到螺钉的其他装置。旋转装置2320可以具有六边形轮廓或其他适合调节间隔件高度的功能的轮廓。
根据各种实施例，旋转装置2320的旋转可驱动内管和外管沿纵向轴线延伸或分离，从而增加间隔件2302的总高度。根据各种实施例，间隔件的高度可以被弹簧和衬套的配置阻挡或限制。根据可使用的车身的许多实施例，这样的实施例使得能够容易地调节间隔件高度。此外，还可以方便地维修间隔件，随着时间的推移，所述间隔件会如悬架系统的其他部件那样随着使用而磨损。
205.现在转向图23e和23f，可以看到可调间隔件的其他实施例。例如，一些实施例可以包括连接到齿轮驱动器2324的马达2322。在许多实施例中，齿轮驱动器2324代替或等同于如图23c和23d所示的旋转装置。在各种实施例中，齿轮驱动器2324可以是一个或多个齿轮。在一些实施例中，马达2322可以被配置为转动或旋转齿轮2324，使得其旋转使螺杆旋转并驱动内管和外管的分离。在一些实施例中，马达可以连接到控制臂2304并且可以放置在控制臂2304的上方或下方。在一些实施例中，马达具有安装支架2326，该安装支架被设计成在可调节间隔件附近支撑马达2322。在许多实施例中，马达2322可以由多种方法和/或外部设备控制，包括来自车辆信息系统或移动设备应用程序的直接控制。这可以允许用户根据需要调节间隔件的高度，或者在许多实施例中可以允许维修技术人员根据车身的定期维护或调节的需要调节高度。
206.虽然以上讨论集中在前悬架系统的设计和配置上，但是应当理解，包括横向板簧的类似悬架系统可以实施在后轮上，如图24a至24c所示。具体来说，如图24a和24b所示，后悬架系统2400还可以包括多个支撑臂2402、2403和2404，这些支撑臂2402、2403和2404可枢转地互连在框架2406和后轮安装件2408之间。注意，代替两个臂，若干实施例可以包括三个独立的枢转臂(如图24a和24b中所示)。这种悬架系统还包括与前端悬架中使用的阻尼器相似的阻尼器2410。阻尼器2410可以经由合适的附接元件2412(例如配合支架)互连在下悬架臂2404和框架2406之间，如图24c所示。后悬架系统的实施例还可以包括横向板簧2414，如图24a和24b所示。因此，车辆平台的实施例可配备独立悬架，在前悬架和后悬架中都包含横向板簧。此外，后悬架系统2400的许多实施例可适用于间隔件和沿板簧长度的多个不同枢轴/附接点，以改进车辆的整体行驶和侧倾刚度以及控制。此外，虽然许多实施例展示了与车辆平台的各种实施例相关联的车辆悬架系统，但是应当理解，在任何数量的车辆设计中可以包括和/或省略这种悬架系统的各种结构和功能元件的任何组合。
207.横向板簧的实施例
208.考虑到悬架系统的实施例中的所有可调节性，更具体地说是横向板簧，应考虑到横向板簧本身可能具有多种实施例，这些实施例有助于提高行驶和侧倾刚度，以确保舒适而稳定的行驶。为了实现所需的侧倾和行驶刚度，横向板簧必须能够提供与麦弗逊支柱等传统螺旋弹簧系统相同或相似的侧倾和行驶刚度。此外，侧倾刚度和行驶刚度之间的比率取决于车辆类型(轿车、卡车、suv等)和所需的驾驶性能。对于后悬架系统的典型值是1到1.5，而前悬架的值在2.5到3.5之间，因为前悬架通常会承担更大的载荷。在许多实施例中，板簧可以保持比行驶刚度大2.5到3.5倍的侧倾刚度。
209.图25a和25b示出了对于车辆的给定行驶(25a)和侧倾(25b)，横向板簧可能展现的传统载荷图。施加在板簧两端的力决定了悬架有效刚度或载荷。这样的载荷在板簧2502上产生弯曲力矩或力。由于在一端施加力引起绕相对端的旋转力矩，所以侧倾率或载荷更等效于弹簧上的扭力。横向板簧的挠度和刚度主要取决于局部出现的弯矩(参见分布曲线图
25a和25b)以及所涉及横截面的面积惯性矩。矩形截面的转动惯量取决于截面的高度和宽度。当从端部观察时，板簧的许多实施例可保持主要为矩形的横截面。然而，许多实施例可以包括板簧的可变宽度横截面以确保保持行驶和侧倾刚度。
210.例如，图26a至26c示出了具有可变宽度横截面的横向板簧2600的实施例。可以看出，中间部分2602比外部部分2604更宽并且比安装点2606的位置更宽。图26b和26c示出了在中心部分2602和外部部分2604处的板簧2600的放大视图，以更好地示出板簧的各种实施例。
211.在图26b中可以看出，一些实施例具有板簧端部横截面的指定高度和宽度。尽管一些实施例可以在端部包括特定的横截面高度和宽度，但是应当理解，其他实施例可以根据板簧的期望功能改变横截面的高度和宽度。
212.图26c示出了在沿弹簧长度的不同点处的板簧的横截面宽度和高度的一种这样的变化。类似于图26a至26c中所示的那些实施例，可根据弹簧的截面和用途改变横截面的高度和宽度。例如，在一些实施例中，安装点处的弹簧横截面的高度可以是板簧中心处的横截面高度的至少1.7倍。相反，一些实施例可以使中心部分处的横截面宽度至少是安装位置处的横截面宽度的1.5倍。因此，这些设计变化旨在最终保持车辆的整体行驶和侧倾刚度。然而，变化可能不是无限的。在一些实施例中，可以规定沿着板簧长度的横截面积从最小部分到最大部分不超过1.5的比率。同样，根据最终使用的车身衍生产品，这种比率在保持所需的侧倾和行驶刚度方面可能很重要。尽管示出了可变横截面板簧的具体构造，但是应当理解，所示出的实施例并不意味着具有约束力，而只是说明了一个实施例。此外，横截面板簧的实施例可以由包括钢、复合材料、碳纤维、铝、任意数量的合金等在内的任何数量的材料制造，从而根据期望的行驶和侧倾刚度在板簧中展现期望的强度和特性。此外，虽然许多实施例展示了与车辆悬架系统相关的横向板簧设计，但是应当理解，可以根据特定车辆或悬架系统设计的需要包括或省略横向板簧的结构和功能元件的各种组合。
213.相对于悬架系统的马达位置
214.尽管在具有电驱动的车辆中包括横向板簧具有潜在优势，但是在根据实施例在车辆平台中实施这种悬架系统时出现了许多复杂性。一个是传动系统元件(例如，马达/变速器)和板簧之间的空间关系。如图27a所示，为了避免昂贵且笨重的齿轮布置，传动系2700的实施例被配置为使得马达输出轴线2702与车轮中心2704成一直线。因此，许多实施例实施同轴传动系配置。在实施横向板簧2706悬架以保持车辆平台的平坦封装时，如前所述，板簧必须定位为尽可能靠近车轮中心2704以提供行驶舒适性和侧倾稳定性。具体地，任何纵向偏移2708将导致车辆平台的效率损失和行驶和操纵性能的恶化。在许多实施例中，这将板簧2706直接定位在包括马达2710和传动部件2712在内的许多传动系元件下方并与其成一直线。
215.传统的板簧被构造成竖向平面的。然而，如果要在本文所述的车辆平台的各种实施例中实施传统的板簧，则各种传动系元件可能需要大量的竖向调节，从而将传动系元件进一步推入车舱空间。该解决方案将不适合根据实施例的车辆平台的设计目标，即通过将车辆平台设计成尽可能平坦来为乘客创造最大的车舱空间。因此，图27c示出了板簧和相关联的运动包络线2714的实施例，因为它涉及各种传动系部件2710/2712。在操作期间，如运动包络线2714所示，板簧2706经历偏转，进一步增加了板簧和传动系元件2710/2712之间所
需的间隙量。
216.如图27c所示，板簧2706可以关于三个不同的部分来描述：直接设置在传动系元件2710/2712下方的中间部分2718，以及设置在枢轴点2722的外侧并终止于下支撑臂联接件2724的左和右外端2720。如图所示，在各种实施例中，板簧2706偏离直线以为传动系元件产生额外的间隙，并允许在车轮行驶期间弹簧偏转(参见运动包络线)2714)。更具体地，下支撑臂联接件2724和枢轴点2722之间的外端2720被配置为具有向下弯曲部，使得至少板簧的中间部分相对于板簧的外部部分竖向地设置得更低。在各种实施例中，从由板簧的外端2424的位置限定的直线2726的向下部偏转足以在完全回弹状态期间在板簧和传动系元件之间提供间隙(例如，当车辆平台升高到离地面足够高以允许车轮自由悬挂时)，其中板簧2706的中心2718最靠近传动系元件2710/2712。
217.在各种实施例中，传动系元件还构造成使得在板簧和马达/变速器部件之间产生额外的间隙。在这样的实施例中，马达/变速器的配置可以是整个车辆的期望峰值扭矩特性的函数。图28示出了各种马达部件和悬架部件之间的位置布置的剖视图。如图28所示，马达壳体2802必须符合变速器齿轮2804的尺寸和形状，这由车辆的期望驱动特性决定(例如，齿轮比由车辆要求决定)。如图28的实施例所示，变速器所需的齿轮2804的组合形成8字形。传动系的实施例形成马达壳体，该马达壳体具有符合齿轮的轮廓(例如，“8字形”形状)的至少一侧，从而形成马达壳体2802的缩进部分2806。在各种实施例中，马达壳体被构造成从而在齿轮2804和外壳2802之间形成3到7毫米的最大间隙。根据许多实施例，马达壳体的仔细角定位(例如，倾斜马达壳体使得8字形形状的长轴2808图8相对于水平轴线2810升高)可以允许将板簧2812定位在外壳2802下方，同时在弹簧移动期间实现板簧2812和马达壳体2802之间的最大间隙2814。因此，板簧2812在其整个运动范围内不接触马达壳体。此外，在完全回弹情况下，板簧2812的最大偏转发生在弹簧的中心。许多实施例将马达壳体2802定位成使得最低点与弹簧2812的该中心部分在空间上分离。在各种实施例中，马达壳体与板簧的中心平面的空间分离大于100mm。在其他实施例中，空间分离可以小到50mm。在一些实施例中，板簧的中心平面与车辆的中心平面相同。
218.图29a至29c进一步示出了与悬架系统相关的各种传动系元件的布置和齿轮的配置的实施例。例如，图29a示出了车辆平台的轴距部分2900的剖视图。可以理解，这样的实施例可以在车辆平台的前部或后部或前部和后部两者中实施。在许多实施例中，板簧2902被定位成横穿马达2904和其他传动系元件的下侧并将车轮2906互连。此外，一些实施例利用带有齿轮2908的马达系统2904，其中马达和输出环直径相等以配合在马达壳体内。这样的实施例可以使马达系统2904能够容易地适用于平面车辆平台的许多实施例。此外，它们可以在弹簧移动期间允许马达2904和板簧悬架2902之间有足够的间隙。
219.图29b中可以示出从板簧2902的纵向轴线向下看的轴距2900的横截面。在此可以理解，马达系统2904被配置为直接位于板簧2902上方。根据各种实施例，马达系统2904可以配备一个或多个安装支架2910，该安装支架可以允许将马达安装到车辆平台框架(未示出)上的一个或多个位置。在图29c中可以看到与轮子2906以及其他悬架部件2912进一步相关的类似安装支架2910。
220.根据许多实施例，通篇公开的电动车平台可以配置有一个或多个电驱动系统。因此，许多实施例的驱动系统可以位于车辆平台的前部和/或后部；与通篇所示的实施例相
似。因此，一些实施例可以利用前驱动马达和/或后驱动马达中的每个来为一个或多个车轮提供动力。例如，一些实施例可以仅具有为前轮提供动力而后轮相对被动的前驱动马达。其他实施例可能仅具有仅为后轮提供动力的后驱动系统，而使前轮处于被动状态。其他实施例可以利用前部和后部马达来驱动车辆。根据各种实施例，驱动马达可以被设计成使得它们装配在电动车平台的大致平面轮廓内。此外，可以理解，图中未具体示出的许多传动系元件可用于车辆平台的许多实施例中。例如，一些实施例可以包括设计成在特定时间锁定传动系统的锁定机构。传动锁可以采用任何数量的配置，但可以配置为在车辆处于停止或停放配置时防止车辆移动。对于基本上始终开启并且可以在任何时间接合的电动马达，这尤其可以理解。许多传动锁定系统可以防止各种齿轮与传动系的其他部分接合以防止车辆运动。此外，虽然许多实施例展示了车辆推进系统和悬架系统的定位，但是应当理解，可以根据车辆设计的需要使用或省略这种系统的功能和结构特征的各种组合。
221.等同方案的总结和原则
222.从上面的讨论可以推断，上面提到的概念可以根据本发明的实施例以各种布置来实现。具体地，根据实施例的电动车辆基于将车辆的下部结构(例如，车辆平台或滑板)与车身(例如，客舱)分离以创建模块化车辆平台的想法。车辆平台和车身的分离允许从单个车辆平台衍生出多种车辆类型。因此，车身可以因车辆而异，而车辆平台在所有车辆衍生产品中最常见。因此，根据实施例的车辆平台可以理解为驱动底盘，其基本上包含使车辆能够行驶的所有部件(动力传动系、电池、弹簧阻尼器装置、底盘控制臂、转向、制动器、车轮和轮胎等)。在各种实施例中，为了为乘客创造最大空间，车辆平台被配置为尽可能平坦。根据实施例，实现这样的功能性涉及在上述子系统及其等效物之间的特殊布置/设计的实现。
223.因此，虽然在某些特定方面描述了本发明，但是对于本领域技术人员来说，许多额外的修改和变化将是显而易见的。因此应当理解，本发明可以以不同于具体描述的方式实施。因此，本发明的实施例在所有方面都应被视为说明性的而非限制性的。