專利名稱：電動的自動車輛的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的主題是一種自動的電動車輛，例如多用途運載車或公共交通車輛，該電動車輛需要沉重的和/或體積龐大的電池為其提供動力。
背景技術：
雖然高性能電池(NiMH，鋰離子，等)已經(jīng)可用，但因為車輛儲存電力的問題以及自動駕駛或車輛行駛范圍的問題，實際上不可能設計出具有大的有效荷載容量且“完全電動”的自動車輛。
此外，引入電動自動駕駛車輛服務的一個嚴重障礙源于一種事實，即電池方面的技術變化很大、且復雜、昂貴、快速更新?lián)Q代，并且這些電池在使用中通常需要特殊的設備和修理廠。這些限制與從事個人和/或貨物運輸?shù)慕?jīng)營者的需求沖突，他們需要在10到20年的期間分期償還他們在全部車輛上的投資。
為了減輕車輛儲存電力的問題以及自動駕駛或行駛范圍的問題，現(xiàn)在所需要的是，為裝備有這種電池的的車輛配備快速再充電裝置和/或配備安裝在該車輛上的能夠提供充足電力的發(fā)電裝置。
例如在US-A-3690397，DE-A-4205327，DE-A-4105246或FR-A-2482528中已經(jīng)構想了一種電池安裝在拖車上的電動車輛。
在電動多用途運載車的實例中，需要具備可觀的可用能量并因此需要足夠體積的電池(1.5到3m3)。技術進步意味著電池的趨勢是以更輕的重量提供更多的電力，而且有時它們的體積或多或少地保持不變。對于鉛酸電池，大約2m3的體積對應于大約3公噸的質(zhì)量。
上面所述的現(xiàn)有技術公開了配備單個車輪的小拖車(上述的US-A-3690397，DE-A-4205327或DE-A-4105246)，該解決方案不能理解為該拖車裝備了如上所述的沉重電池，因為這需要使用大直徑(到達1200mm)的寬(達到400mm寬)車輪，它的行進，如果該車輪是如US-A-3690397一樣的旋轉車輪的話，將顯著地減少電池的體積。此外，即使該車輪不是旋轉車輪，如DE-A-4205327中一樣，在當用于連接/斷開拖車時，事實上僅有一個車輪出現(xiàn)的缺點是·操作時缺乏穩(wěn)定性，·需要提供復雜的、體積龐大的和昂貴的引導和懸吊裝置，·維護困難，以及·修理它時將使其平躺在地的困難。
上述的DE-A-4105246公開了一種拖車，在其中非轉向的車輪或各車輪位于該車輛的也非轉向的各車輪之間并且在相同的橫軸上。該拖車被橫向地引導，但是可以垂直地移上移下，彈性裝置定位在該車輛底盤和該拖車之間并且作為懸吊裝置。
然而，本設計只能在理想的條件下操作，因為·當該拖車越過速度峰值時，它有可能被該車輛底盤壓碎；并且·當在橫向坡開始轉彎時，該車輛底盤將相對于該拖車橫向傾斜，將在該拖車的橫向引導裝置上作用相當大的荷載。
因此，構成DE-A-4105246主體的該裝置的運轉不可靠。
現(xiàn)有技術(上述的FR-A-2482528)也公開了附加于多用途運載車的配備了兩個輪軸的拖車，但是該拖車的尺寸增加了該車輛的尺寸，結果是在運行和存在庫房時損失了相當多的空間。

發(fā)明內(nèi)容
將電池安裝在獨立的底盤上使得以下構思成為可能，即在車輛庫房內(nèi)，形成一組充電的電池底盤從而達到用充電的電池底盤替換電能耗盡的電池底盤的目的，但是在現(xiàn)有技術中沒有文件描述或建議過連接和斷開該拖車以快速執(zhí)行這種替換的手段，特別是在所述拖車位于該車輛底盤下方時。
本發(fā)明計劃滿足經(jīng)營者的需要，在他們的車輛成本分期償還的情況下，通過采用將該“電池”部分從實際的車輛上分離的原則，如已經(jīng)在現(xiàn)有技術中被提到的那樣，但是同時通過如下方法補償所述現(xiàn)有技術的缺點和不足·將該電池的體積整合到該車輛中，也就是說，將該拖車包括在該車輛的周界內(nèi)(或允許它僅稍微地凸出)，因此沒有在需要平坦地板的所述車輛的地板引入任何的不平；以及·允許快速更換拖車(耗費大約10分鐘)。
通過本身已知的方法，應用于多用途運載車的本發(fā)明實現(xiàn)了這些目的，本發(fā)明包括由獨立的底盤支撐的電池，該底盤本身配備有至少一個裝有車輪的車軸并且被設計用來容納在限定在該車輛底盤下方的凹部中，提供用來連接該電池底盤和該車輛底盤的連接裝置，所述連接裝置一方面包括用于將該電池底盤和該車輛底盤鎖定在一起的鎖定裝置，另一方面包括該電池底盤側的接口和該車輛底盤側的接口，這些接口包括用于電力和/或指令或信息傳輸?shù)倪B接器。
根據(jù)本發(fā)明，每個所述各接口進一步包括至少一個定心部件和至少一個互連部件的互補的陽部件和陰部件，該車輛底盤側的接口包括獨立于所述底盤并且至少三點與其連接的板，這些點中的兩個由柱塞控制，這些點中的第三個采用球形接頭的形式。
在一個實用的實施例中，所述定心部件采用的形式為兩個通過錐形互連的互補的陽部件和陰部件，所述互連部件采用的形式為兩個以圓柱形式互連的互補的陽部件和陰部件，所述定心部件和所述互連部件優(yōu)選地包括相同部件上的兩個不同部件。
已知該電池底盤具有垂直于其車軸或各車軸的對稱縱面和垂直于所述縱面的橫面，該連接裝置優(yōu)選地包括一對互連部件和一對定心部件，這些成對部件相對于所述縱面對稱。因為一對中的一個定心部件和一對中的一個互連部件可以，在這里再一次，包括相同部件上的兩個單獨部件，應該理解的是，在所述縱向平面的各側上可以有兩個這樣的對稱部件。
該定心和互連部件的陽部件可以設置在該電池底盤的表面上，該表面被設計用來連接該車輛底盤，互補的陰部件可以設置在接口板上，反之亦然。
不管采用哪種實施例，由于這些互連和定心部件的優(yōu)點，該電池底盤可以相對于該車輛底盤容易地定位。
在本發(fā)明一個實施例中，該鎖定部件包括有帽式螺桿，該螺桿沿平行于該電池底盤縱向平面或橫向平面的方向穿過該電池底盤，并且該螺桿被固定在該接口板上。
實際上，可以有一對這樣的有頭的螺桿，該些螺桿被設計用來平行于該電池底盤的縱向平面從一端到一端地穿過該電池底盤和該接口板并且通過擰入螺母而固定到位。因此，該電池底盤和該接口板在該螺桿的頭和該螺母之間固定不動，該螺桿形成了貫穿螺栓。
作為優(yōu)選，該螺桿與所述互連部件和/或定心部件是共軸的并且穿過它們。
作為可選，可以是被設計用來平行于該電池底盤的橫向平面穿過該定心和/或互連部件、從一個側面邊緣到另一個側面邊緣地穿過該接口板的螺桿，盡管所述定心部件和/或互連部件的互補部分被連接，但所述桿仍然通過擰入螺母而固定到位。
優(yōu)選地，用于將電力和/或指令或信息從該車輛傳輸?shù)皆撾姵氐妆P的連接器被建造在所述的至少一個定心和/或互連部件中，這使得連接更快，而且同時在該陽連接器插入到該陰連接器中時產(chǎn)生這種定心和互連。
就該接口板而言，該板上配備的柱塞和球形接頭可以減弱和吸收在該電池底盤和該車輛底盤對齊或?qū)手械淖兓?，這種變化在該組合裝置向前移動時由于道路和相似物的不平是不可避免要發(fā)生的。
在本發(fā)明一個特定實施例中，所述各柱塞從動于該車輛的操縱和/或從動于該車輛的前進或后退，因此該電池底盤的行為將受該車輛駕駛位置的影響，當操作該車輛后退時，這略微被證明是特別有用的。
在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，當從上方觀察所述底盤時，與用來連接該車輛底盤的該電池底盤接口相對的該電池底盤的該端粗略地凸起。這樣的幾何形狀能夠更好地吸收后方的沖擊。
就車輛推進馬達而言，它可以位于該車輛中，作為優(yōu)選，在該車輛中提供了輔助的電池儲備，因此在與該電池底盤斷開后，該車輛可以移動較短的距離。
作為備用，為了降低車輛的成本和重量且便于維護，該車輛推進馬達由該電池底盤攜帶，動力經(jīng)由驅(qū)動軸傳遞到該車輛。在這種情況下，該車輛可以整合有輔助馬達，因此，再一次，在電池底盤與該電池底盤斷開后，該車輛可以移動一短的距離。如果該輔助馬達是電動馬達，還需要在該車輛中提供輔助的電池儲備。
如上所述，該電池底盤被容納在限定在該車輛底盤下方的凹部中。該凹部可以被限定在該車輛底盤后端的下方，這樣它的連接和斷開容易實現(xiàn)。
在這種情況下，該電池底盤可以放置在該車輛的整個輪廓內(nèi)或從該車輛的后方凸出，并且在該電池底盤的后部和/或在其連接裝置中配備緩沖器和/或沖擊吸收裝置。這樣，該電池底盤可保護該車輛的后方和/或該凹部的端面免受沖擊。
在一個特定的實施例中，該電池底盤配備有位于該電池底盤后方的連接裝置。這種布置允許該電池底盤的該端與操作其的設備連接，用于與該車輛底盤的另一端連接或斷開的目的。
此外，該電池底盤可以配備充電器，該充電器允許該電池無論在何處(在運行路線的終點或中間站)都可以通過將該充電器插入電源而再充電，或者攜帶能夠再充電該電池的能量轉換裝置。該裝置可以是由內(nèi)燃機或慣性飛輪運轉的交流發(fā)電機，這等于是根據(jù)需要在該底盤上裝備能夠再充電該電池的發(fā)電機裝置，因此擴展了該車輛的活動范圍。


閱讀下文的詳細描述并參考附圖可更好地理解本發(fā)明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的電動自動車輛的示意圖，不含電池底盤；圖2a和2b是根據(jù)本發(fā)明的電池底盤的示意圖，從連接到車輛底盤的一端觀察(圖2a)，和從連接到操作設備的一端觀察(圖2b)；圖3是將該電池底盤安裝在本發(fā)明的電動自動車輛凹部的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的電動自動車輛的示意圖，該電池底盤已被安裝到位；圖5是根據(jù)本發(fā)明的電動自動車輛的示意圖，配備有根據(jù)另一種形式實施例的電池底盤；圖6是該電池底盤實施例和接口板的分解透視圖，二者都是從連接到操作該電池底盤的一端觀察的；圖7是圖6所示的相同部件的透視圖，只是從相反方向觀察；圖8是該車輛底盤的部分透視圖，從底部觀察，該接口板被安裝到位；圖9是與圖7相似的視圖，只是涉及本發(fā)明另一實施例；圖10是與圖9相似的視圖，只是示出了定心和互連部件的另一實施例；和圖11是該電池底盤另一實施例的透視剖視圖。
具體實施例方式
圖1示出一種電動自動車輛1，其包括具有兩個車軸的底盤，每個車軸裝備有一對車輪2，該車輛的前方由Av指代，后方由Ar指代。該車輛底盤在其后方限定了凹部3，該凹部位于凸出的駕駛室部分H之下并且設計用來容納電池底盤。車輛馬達位于該車輛的車輪之間(圖示實施例中階梯的臺階M之下)，或者更好地位于車輪本身上(電動化車輪在本領域是公知的，這里不需要描述這些)。車頂?shù)目臻gV可被用來容納冷卻裝置、車載電腦設備和/或額外的電力儲備。也可能在這里安裝特定用途的設備，例如空調(diào)裝置，燃酒精的、燃氣的或燒燃料的加熱裝置(在本領域的當前狀態(tài)，因為電池的體積、重量和成本，電動車輛通常不是電加熱的)，天線和其他信息傳輸系統(tǒng)。將這些設備以這種方式布置在車頂明顯為乘客釋放了更多的有用空間。
圖2a和2b單獨示出了該電池底盤4?？梢钥吹?，這是一種獨立的拖車，裝配了安裝有一對車輪5的車軸，并且在其一端，具有裝置6，該裝置6包括連接到該車輛底盤(圖2a)的機械連接(將參考圖6-9詳細描述)和電氣電子裝置，在其相反端(圖2b)，具有裝置7，該裝置7機械接到操作該電池底盤的設備上。該底盤4裝配有保險杠9。該些車輪5可以有利地配備制動裝置或減速器。此外，該電池底盤配備有修正所述電池工作特別是監(jiān)測和維持溫度以及提供通風所必需的安全裝置和輔助裝置。
圖3示出了該電池底盤4在該電動自動車輛1的凹部3中的安裝?？梢钥吹?，該電池底盤4經(jīng)由其連接裝置7連接到由操作者所操作的設備8上。該設備8將該電池底盤4推入到凹部3中，直到其機械連接裝置和電氣連接裝置6與設置在該凹部端部的配合裝置嚙合，該配合裝置在本圖中未示出。
圖4示出了嚙合在該凹部3中的該電池底盤。
從圖4可以看到，該電池底盤4的車軸的車輪5被定位得與該車輛1底盤的車軸的車輪2連續(xù)，因此它們或多或少在前者的輪跡中行駛。還應該注意到，根據(jù)本發(fā)明的車輛的整個外觀大致地與目前的公共汽車相同。
在圖5的變體中，使用了底盤4’，該底盤與底盤4不同，因為它包括兩個車軸，每個車軸安裝了一對車輪，例如5’，所以它比底盤4長。因此，該底盤4’凸出得超過了該車輛的后方。像這樣加長的底盤能夠容納更多的電池，并且這些額外的電池可用更大的車輪代替此處所示的更多數(shù)量的車輪來支撐，正如所示的那樣。當然，同樣的車輛可根據(jù)需要配備裝備有傳統(tǒng)電池或燃料電池的短的或長的電池底盤而不需要修改。
參閱圖6-8，這些圖更清晰地示出了電池底盤側的接口和車輛底盤側的接口。該電池底盤4側的接口包括所述底盤的端面9，在前圖中由6指代的機械的、電氣的和其他連接裝置從該端面突出。該車輛底盤側的接口包括板10，該板提供了設計用來接收所述連接裝置的面11，并且該面通過兩個柱塞12和球形接頭13(見圖8)固定在該車輛底盤上。
更具體地，該機械連接裝置在該電池底盤4側上包括一對陽部件14，該陽部件包括形成定心部件的錐形區(qū)域15和形成互連部件的圓柱形區(qū)域16。這些部件14關于標以X-X’的該電池底盤4的對稱縱面對稱。與這對陽部件14相應的是一對設置在該接口板10的面11中的具有相同幾何形狀的洞17，其中面11還包括插座，例如18，該插座被設計用來接收從電池底盤接口突出并傳輸電力以及指令和信息的插頭19。
該電池底盤4和該板10通過一對有頭的21螺桿20固定在一起，該螺桿首先在一側的22處穿過成型在該電池底盤4中的通道到達該底盤相對面一側的另一側到達面9，并從該部件9的中心出來，然后在面11的23處穿過成型在該板10中的通道到達相反面的24處并從該面出來，此后所述桿的末端，即與包括該頭21的末端相反的端，被擰入未示出的螺母中。
該柱塞12的長度和該球形接頭13的支撐25的長度容易地允許這樣的擰上和擰下。當然，當該電池底盤4從該板10上脫離時，沒必要從所述底盤上抽出這些桿20。
圖9所示的實施例與前一個實施例不同，因為它僅有一個定位在該電池底盤4縱面X-X’上的陽的定心和互連部件14’，因為接口板10通過三個柱塞12而不是兩個連接到該車輛底盤上，并且通過這些裝置將該電池底盤4和該接口板10鎖定在一起。這時，可使用單個具有頭21’的螺桿20’，該螺桿被設計得一方面可在可見面26上的27處穿過從該板一個側面26延伸到另一個側面的通道，另一方面，當陽的定心和互連部件14’被連接到成型在該板10上的相應的洞內(nèi)時，經(jīng)由所述部件中橫貫成型的通道穿過所述陽部件，在圖9中僅僅可見陽部件的開口28，與支撐該頭21’的末端相反的該桿20’的端被擰入未示出的螺母中。
圖10所示的實施例與圖9所示的實施例不同，因為隸屬于該底盤4’的定心和互連部件包括的不是圓柱-截頭圓錐體的部件14’，而是棱錐截錐體形狀的部件29，該部件配合進入成形在該板10’的不可見面上的相應幾何形狀的空腔內(nèi)。
最后，圖11圖示了圖7所示的電池底盤的另一種形式的實施例4”代替具有的兩個可用手擰動的長螺紋通桿20，該變體包括一對短螺桿20”，每個短螺桿可通過電動馬達30旋轉并且這些短螺桿被容納在各個定心和互連部件14”中。因此，使該電池底盤和該車輛底盤的連接和斷開操作更加快速并且可通過車輛駕駛室或自動地控制。此外，這也避免了使該螺桿穿過該底盤的整個長度。
附圖標記31表示由電池底盤裝載的電池。
無論采用哪種實施例，通過操作該柱塞12都有可能改變該車輛驅(qū)動輪2的附著力通過該柱塞12“抬升”該電池底盤，有效地釋放了所述底盤的車輪5上的一些荷載，并且這些荷載被轉移到所述車輪2上。
此外，應該理解，諸如31的電池的重量可以通過一種能夠平衡所述底盤的車輪5的方法分布在該電池底盤上，以使這種所述底盤在該底盤與該車輛底盤斷開時容易操作。
本發(fā)明不限于所述和所示的實施例。特別是，該車輛的馬達本身也可以裝載在該底盤4或4’上，在這種情況下，在該車輛上可設置輔助馬達，因此在圖1所示的配置下車輛可以短距離移動。此外，該電動車輛沒必要具有圖示的四個車輪它必須具有至少三個，并且可以具有多于四個的車輪。對于大容量的車輛來說可以有兩個或三個車軸。
除了它的技術優(yōu)點外，本解決方案提出一個商業(yè)優(yōu)點更具體地，通過從該車輛上分離該電池及其支撐，出于管理目的該車輛仍然屬于相同的空車重量分類，但是有可能擴大乘客空間的體積并增加乘客數(shù)量。
權利要求
1.一種自動電動車輛，該電動車輛需要沉重的和/或體積龐大的電池為其提供動力，所述電池(31)由獨立的底盤(4；4’；4”)支撐，所述底盤自身配備有至少一個安裝著車輪(5；5’)的車軸并且被設計用來容納在限定在該車輛底盤之下的凹部(3)中，該電池底盤(4；4’；4”)具有垂直于其車軸或各車軸的對稱縱面(X-X’)和垂直于所述縱面的橫面(Y-Y’)，并且提供有用來連接該電池底盤(4；4’；4”)和該車輛底盤的連接裝置，所述連接裝置一方面包括用于將該電池底盤(4；4’；4”)和該車輛底盤鎖定在一起的鎖定裝置，另一方面包括該電池底盤(4；4’；4”)側的接口和該車輛底盤側的接口，這些接口包括用于電力和/或指令或信息傳輸?shù)倪B接器，其特征在于，所述各接口的每個進一步包括至少一個定心部件和至少一個互連部件的互補的陽部件和陰部件，該車輛底盤側的接口包括獨立于所述底盤并且在至少三點與其連接的板(10；10’)，這些點中的兩個由柱塞(12)控制，這些點中的第三個采用球形接頭(13)的形式。
2.如權利要求1所述的車輛，其特征在于所述定心部件采用的形式為兩個通過錐形互連的互補的陽部件(15)和陰部件。
3.如權利要求1-2中任何一項所述的車輛，其特征在于所述互連部件采用的形式為兩個以圓柱形式互連的互補的陽部件(16)和陰部件。
4.如權利要求1-3中任何一項所述的車輛，其特征在于所述定心部件和所述互連部件包括相同部件(14；14’；14”；29)上的兩個不同部件。
5.如權利要求1-4中任何一項所述的車輛，其特征在于所述連接裝置包括一對互連部件和一對定心部件，這些對關于該電池底盤(4；4’；4”)的縱面(X-X’)對稱。
6.如權利要求1-5中任何一項所述的車輛，其特征在于所述鎖定部件包括帽式螺桿(20；20’；20”)，該螺桿沿平行于該電池底盤縱面(X-X’)或該電池底盤橫面(Y-Y’)的方向穿過該電池底盤(4；4’；4”)，并且該螺桿被固定在該接口板(10；10’)上。
7.如權利要求6所述的車輛，其特征在于其包括一對這樣的帽式螺桿(20)，所述螺桿被設計用來平行于該電池底盤(4；4’；4”)的縱面(X-X’)從一端到一端地穿過該電池底盤(4)和該接口板(10)并且通過擰入螺母而固定到位。
8.如權利要求5和7所述的車輛，一起考慮的話，其特征在于所述螺桿與所述互連部件和/或定心部件是共軸的并且穿過它們。
9.如權利要求6所述的車輛，其特征在于它包括螺桿(20’；20”)，該螺桿被設計用來平行于該電池底盤(4；4’；4”)的橫面(Z-Z’)穿過該定心和/或互連部件(等)，并且從一個側面邊緣到另一個側面邊緣地穿過該接口板(10；10’)，盡管所述定心部件和/或互連部件的互補部分被連接，但所述桿(20’；20”)仍然通過擰入螺母而固定到位。
10.如權利要求1-9中任何一項所述的車輛，其特征在于用于傳輸電力和/或指令或信息的所述連接器建造在所述的至少一個定心和/或互連部件中。
11.如權利要求1-10中任何一項所述的車輛，其特征在于所述各柱塞(12)從動于該車輛的操縱和/或從動于該車輛是否前進或后退。
12.該多用途運載車，其特征在于，當從上方觀察所述底盤時，與用來連接該車輛底盤的該電池底盤接口相反的該電池底盤(4；4’；4”)的該端粗略地凸起。
13.如上述權利要求中任何一項所述的自動車輛，其特征在于所述電池底盤(4)配備有位于所述電池底盤(4)后方的連接裝置(7)。
14.該多用途運載車，在該車中所述凹部(3)被限定在該車輛底盤后端(Ar)的下方，其特征在于，在使用中，所述電池底盤(4’)凸出超過該車輛的后方，并且該電池底盤在其后部配備有保險杠(9)和/或沖擊吸收裝置。
15.如上述權利要求中任何一項所述的多用途運載車，其特征在于該電池底盤還支撐一電池充電器。
16.如上述權利要求中任何一項所述的多用途運載車，其特征在于該電池底盤還支撐一能夠再充電所述電池的能量轉換裝置。
17.如權利要求1-16中任何一項所述的多用途運載車，其特征在于所述推進馬達由所述車輛攜帶。
18.如權利要求1-16中任何一項所述的多用途運載車，其特征在于所述推進馬達由所述電池底盤攜帶，動力經(jīng)由驅(qū)動軸傳遞到該車輛。
19.如權利要求1-18中任何一項所述的多用途運載車，其特征在于該車輛整合了輔助馬達，該馬達允許該車輛獨立于其與所述電池底盤(4；4’；4”)的連接而來回移動。
20.如權利要求1-18中任何一項所述的多用途運載車，其特征在于在該車輛中提供了輔助的電池儲備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動自動車輛。出于動力目的，本發(fā)明車輛需要沉重的和/或體積龐大的電池，所述電池由獨立的底盤(4)支撐。該獨立的底盤被設計用來容納在限定在該車輛底盤之下的凹部(3)中，并且該底盤提供有至少一個裝有車輪(5)的車軸。每個底盤包括連接接口，每個接口包括至少一個定心部件(15)和至少一個插座部件(16)的互補的陽部件和陰部件。該車輛底盤側的接口包括獨立于所述底盤并且至少三點與其連接的板(10)，即這些點中的兩個由柱塞(12)控制，這些點中的第三個采用球形接頭的形式。
文檔編號B60L11/18GK1777520SQ200480010812
公開日2006年5月24日 申請日期2004年4月27日 優(yōu)先權日2003年4月29日
發(fā)明者理查德·切尼, 多米尼奎·德拉穆爾, 奧利維爾·羅迪 申請人:R&D工業(yè)公司