用于机动车白车身的蓄能器-底部组件
文献发布时间:2023-06-19 11:35:49
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于机动车白车身的蓄能器-底部组件。
背景技术
这种蓄能器-底部组件已经由EP2468609A2已知,其中,底部组件的车辆底部在侧向上通过相应的侧门槛限界并且通过纵梁和/或横梁加固。蓄能器在此通过壳体形成,相应的电池单体或电池模块接纳在壳体之内。所述壳体通过在外周侧环绕的型材元件以及多个横梁的框架状的结构加固,从而蓄能器能够经由相应的螺纹连接尤其是在侧门槛的区域中固定在车辆底部的下侧处。为了在此获得在蓄能器与底部组件之间的尽可能有利的力传递,蓄能器在其大小和形状方面与开口相协调,所述开口在车辆底部下侧通过侧门槛和相应的横梁形成。因此,蓄能器的壳体可以至少基本上形锁合地定位并固定在相应的侧门槛之间。由此,蓄能器作用为底部组件的在白车身方面一起进行承载的元件,该元件也在侧向碰撞时被考虑用于吸收碰撞能量或必须承担特定碰撞功能。
为了使蓄能器可以承担所描述的功能,该蓄能器必须非常耗费地设计,例如设计成带有在侧向上环绕的框架。这也引起,蓄能器的损伤是非常昂贵的,因为通常必须紧接着对蓄能器进行更换。此外,蓄能器为了提供所述功能必须非常稳定且相应非常重地设计。
发明内容
因此,本发明的任务是,提供一种蓄能器-底部组件,该蓄能器-底部组件尤其是在侧向碰撞到底部组件上时具有改善的事故行为。
所述任务根据本发明通过带有权利要求1的特征的蓄能器-底部组件解决。有利的扩展方案是从属权利要求的技术方案。
根据本发明的蓄能器-底部组件包括:车辆底部,该车辆底部在侧向上通过相应的侧门槛限界并且通过横梁加固;以及蓄能器,该蓄能器布置在车辆底部的下侧处。为了实现底部组件尤其是在侧向碰撞到机动车上时的特别有利的事故行为,根据本发明规定,在相应的侧门槛之内设置有能量吸收装置,该能量吸收装置至少在相配设的侧门槛的长度区域上并且在横梁的高度上延伸。通过所述根据本发明的措施,蓄能器必须最少地一起承担碰撞功能并且例如也可以设计为此外还阐述的非承载式部件。因此能够借助本发明尤其是在侧向碰撞或侧向撞击时实现在相应的纵梁之内的高效作用的能量吸收装置,所述能量吸收装置此外实现蓄能器能够以节省重量且节省成本的方式明显更简单地设计。
本发明的一种特别有利的扩展方案在此规定,蓄能器-底部组件包括蓄能器的在白车身方面非承载式的至少一个壳体和附加的布置在车辆底部的上侧处的至少一个纵梁或横梁,所述纵梁或横梁用于加固底部组件。因此,在一方面蓄能器的接纳和密封功能与加固功能之间进行分离(所述加固功能在迄今的现有技术中同样通过蓄能器的壳体进行),其方式为,从现在起在车辆底部的上侧处设置有用于加固底部组件的至少一个另外的横梁。因此,蓄能器的所述至少一个壳体可以设计为没有框架元件、型材或类似物,所述框架元件、型材或类似物有助于加固底部组件或机动车白车身并且有助于在相应的由事故引起的力加载的情况下吸收事故能量。相反地,蓄能器的壳体的功能尤其是在于,密封地接纳相应的电池单体或电池模块。
由于因此蓄能器的壳体构造为没有底部组件的一起进行承载的元件,所以可以显著更成本有利地设计该壳体。此外,通过相应的横梁(所述横梁由于省去了蓄能器区域中的相应的载体而附加地布置在车辆底部的侧向上)可以在底部组件或机动车白车身中呈现优化的负荷路径,而在此不需要相应的负荷传递部位、如螺钉或类似物。因此不仅提供制造技术更有利的且更简单的解决方案,而且此外也能够实现底部组件的改善的刚度和稳定性。碰撞功能在此以上文描述的方式通过在相应的侧门槛之内的能量吸收装置来承担。
在本发明的另外的设计方案中,蓄能器的所述至少一个壳体与侧门槛或底部组件的前部或后部横梁隔开间距地布置。由于蓄能器的壳体尤其是不再有助于加固底部组件,因此该壳体可以相对于侧门槛或前部或后部横梁回缩地布置,这又具有以下优点:在由事故引起的力加载的情况下,例如在侧向碰撞的情况下,能够以改善的方式保护蓄能器的壳体免受损伤,更确切地说尤其是也以如下方式,即,根据本发明的能量吸收装置布置在相应的侧门槛之内。
此外,被证明为有利的是,在所述至少一个壳体的下侧处布置有承载元件,经由所述承载元件,所述至少一个壳体保持在车辆底部的下侧处。尤其是承载元件在此可以是承载板,蓄能器的所述至少一个壳体支撑在该承载板上,所述壳体本身接纳多个电池单体或电池模块。通过这种承载元件能够实现蓄能器的所述至少一个壳体在车辆底部处的特别简单的装配。此外,承载元件特别有利地构造,以便例如在行驶到桩子或类似物上时保护蓄能器的所述至少一个壳体免受损伤。
本发明的另一种有利的实施方式规定,所述承载元件与侧门槛或底部组件的前部或后部横梁隔开间距地布置。通过所述措施也能够以改善的方式减少蓄能器的损伤,更确切地说尤其是在侧向碰撞的情况下减少蓄能器的损伤。在此,碰撞功能以上文描述的方式通过在相应的侧门槛之内的能量吸收装置承担。
本发明的另一种有利的实施方式规定,在蓄能器与相应的侧门槛之间设置有自由空间。由此,在蓄能器可发生损伤之前,侧门槛在由事故引起的力加载的情况下可以在一定程度上变形。在这种情况下,碰撞功能也通过在相应的侧门槛之内的能量吸收装置承担。
在本发明的另外的设计方案中,在蓄能器与相应的侧门槛之间设置有支撑元件,在该支撑元件的高度上,布置在第一能量吸收装置下方的另外的能量吸收装置至少在相配设的侧门槛的长度区域上延伸。通过所述措施可以关于侧门槛沿车辆竖直方向的高度延伸部借助于第二能量吸收装置产生在通过上部的第一能量吸收装置形成的负荷路径下方的第二负荷路径。此外,在此可以实现事故力的如下力分布,所述力分布可以通过所述两个能量吸收装置的位置和设计来调整。
本发明的另一种有利的设计方案规定,相应的能量吸收装置通过多个型材部件构成,所述型材部件沿车辆横向方向跟着彼此。在此,通过相应的型材部件的适合的形状和壁厚可以特别简单且准确地调整能量吸收装置的变形行为。
就此而言,所述多个型材部件可以通过多个彼此分开构造的部件形成。备选于此,所述多个型材部件可以通过具有相应的型材部件的一件式的结构元件、尤其是滚压型材形成。
最后,被证明为有利的是,布置在车辆底部的上侧处的用于加固底部组件的所述至少一个横梁附加于总归存在的座椅横梁设置并且连贯地在侧门槛之间延伸或连接到所述侧门槛上。由此,以优化的方式得到相应直线延伸的在相应的侧门槛之间的负荷路径,所述负荷路径正是在侧向碰撞时或发生类似情况时可承受高负荷。
本发明的其他特征由权利要求、附图和附图说明得出。上文在说明书中提及的特征和特征组合以及下文在附图说明中提及的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅能以相应给出的组合使用,而且以其他组合或单独地使用。
附图说明
现在借助一种优选的实施例以及参考附图详细阐述本发明。附图中:
图1示出带有蓄能器-底部组件的机动车车身的示意性底视图,在该蓄能器-底部组件中,车辆底部在侧向上通过相应的侧门槛限界并且通过纵梁和/或横梁加固,并且在该蓄能器-底部组件中,蓄能器布置在车辆底部的下侧处,该蓄能器包括多个壳体,这些壳体沿车辆纵向方向延伸并且在白车身方面非承载式地构造;
图2示出根据图1的蓄能器-底部组件沿着在车辆竖直方向或车辆横向方向上延伸的剖切平面的透视的剖面图,其中,在相应的侧门槛之内设置有能量吸收装置,该能量吸收装置至少在相配设的侧门槛的长度区域上并且在横梁的高度上延伸;
图3示出根据图1和2的蓄能器-底部组件沿着在车辆横向方向或车辆竖直方向上延伸的剖切平面的局部剖面图,其中,可看出布置在相应的侧门槛之内的能量吸收装置,该能量吸收装置至少在相配设的侧门槛的长度区域上并且在横梁的高度上延伸;
图4示出机动车白车身的底部组件的车辆底部的局部透视图,其中,除了座椅横梁以外可看出用于加固底部组件的附加的横梁;
图5示出蓄能器-底部组件的备选地构造的在相应的侧门槛之内的能量吸收装置的示意性剖面图;以及
图6示出在相对于根据图1至3的实施方式备选的实施方式中的蓄能器-底部组件沿着在车辆横向方向或车辆竖直方向上延伸的剖切平面的局部剖面图。
具体实施方式
图1以透视的底视图示出轿车的机动车白车身。在此,蓄能器-底部组件通过白车身侧的、此外还更详细阐述的底部组件1以及蓄能器2构成,该蓄能器在此在底部组件1下方以分解的方式示出。借助于蓄能器2,能够给机动车的驱动装置供应电能,该机动车例如全电动地驱动或借助于混合动力驱动装置驱动。
底部组件1基本上通过在此在最大程度上平的车辆底部3形成,该车辆底部尤其是由一个或多个板材成型部件形成。该车辆底部3在侧向上通过相应的侧门槛4、5限界,所述侧门槛基本上水平地沿车辆横向方向在每个车辆侧的相应的前部和后部车轮罩6、7之间延伸。在前部区域中,底部组件1向前通过前部横梁8限界,该前部横梁(相对于车辆纵向方向)在侧壁9的高度上延伸,该侧壁将乘客舱与机动车的前部结构划分开。在此,横梁8水平地且沿车辆横向方向在侧门槛4、5的相应的前端部或相应的前部门柱10的下端部之间延伸。在后方区域中,底部组件具有后部横梁11,该后部横梁水平地且沿车辆横向方向(相对于车辆纵向方向)大致在侧门槛4、5的相应的后端部高度上延伸。车辆底部3与侧门槛4、5和横梁8、11一起构造向下敞开的凹槽,蓄能器2以此外还更详细描述的方式在车辆底部3下方布置在该凹槽中。
蓄能器2在车辆底部3下方的布置结构在此要此外借助图2和3阐述,它们以透视图或以从前方分别沿着在车辆横向方向上或在车辆竖直方向上延伸的剖切平面的剖面图示出蓄能器-底部组件。在此可看出,蓄能器2包括多个、当前六个单个的壳体12,这些壳体分别由在横截面方面基本上U形的上部部件13和同样在横截面方面基本上U形的下部部件14沿着相应的凸缘连接15相互连接。凸缘连接15在此通过上部部件13或下部部件14的相应的凸缘形成并且在外周侧环绕闭合地围绕相应整个壳体12延伸。由此,布置在相应的壳体12之内的电池单体或电池模块16密封地接纳在相应配设的壳体12之内。
所述多个壳体12在此彼此平行地大致水平地且沿车辆纵向方向延伸。保持型材17分别水平地且沿车辆纵向方向在壳体12中的每个壳体侧向上或在各个壳体12之间延伸,该保持型材在此基本上在横截面方面具有帽状轮廓并且借助于相应的凸缘18固定在车辆底部3的下侧处,例如经由焊接连接或其他类型的接合连接固定在车辆底部的下侧处。保持型材17在此尤其是也可以在图1中在车辆底部3的下侧看出。保持型材首先用于保持蓄能器2,该蓄能器通过所述多个壳体12形成。因此,保持型材17也布置在蓄能器2之外。
尤其是在图1中可看出呈承载板形式的承载元件19,该承载板例如可以构造为板材成型件、塑料构件或金属铸造构件。承载板(承载元件19)当前基本上平坦地构造并且在上侧具有相应的夹紧板条20,所述夹紧板条在各个壳体12之间的相应的中间区域中设计成双T形的并且在最外面的壳体12外侧在横截面方面箱状型材式地设计。这些夹紧板条20例如经由焊接连接、其他的接合连接或类似连接固定在承载元件19上侧或内侧处并且分别与相对应的保持型材17对齐,该保持型材本身固定在车辆底部3的下侧处。因此,当承载元件19装配在底部组件1处时,相应的夹紧板条20也至少基本上水平地且沿车辆纵向方向延伸。
带有夹紧板条20的承载元件19在装配时安装上各个壳体12并且接着固定在车辆底部3的下侧处。在此,壳体12借助其相应的凸缘连接15夹紧在相应的保持型材17与相应的夹紧板条20之间,其方式为,将承载板固定在车辆底部3的下侧处。这首先通过如下方式实现,即,在承载元件19或相应的夹紧板条20与相配的保持型材17之间设置相应的螺纹连接或其他机械连接器件,从而使相应的壳体12的相应的凸缘连接15在相应的保持型材17与相配的夹紧板条20之间夹紧。承载板在此不仅用于装配和保持相应的壳体12,而且用于保护相应的壳体。因此,尤其是在从桩子上驶过时以优化的方式保护相应的壳体12免受损伤。
此外,尤其是由图2和3可见的,不仅相应的壳体12而且承载板(承载元件19)都与分别对应的侧门槛4、5隔开侧向间距地结束。换言之,在蓄能器2与相应的侧门槛4、5之间设置有自由空间25,该自由空间向上延伸直至车辆底部3的下侧。因此,在车辆底部3下方在蓄能器2与相应的侧门槛4、5之间基本上不存在连接。
此外,尤其是由图2和3可看出,带有相应的上部部件13或下部部件14的相应的壳体12构造为基本上没有进行承载的结构。这尤其是意味着,不设置载体或载体式的凹陷部,所述载体或载体式的凹陷部尤其是将有助于车身沿车辆横向方向的加固。同样地,区别于迄今的现有技术而不设置有围绕蓄能器环绕的框架,所述蓄能器可例如经由该框架连接在侧门槛4、5上。沿车辆纵向方向向前或向后也可以在相应的壳体12与相应的横梁8或11之间设置相应间距。这也适用于承载板,该承载板必要时同样可以与所述横梁8、11隔开间距地结束。
由于因此蓄能器2和尤其是蓄能器的壳体12虽然具有针对布置在壳体之内的电池模块16的密封功能,但是尤其是不具有用于机动车白车身的起加固和承载作用的特性,因此对底部组件进行附加的加固,如由图4在透视的且局部的俯视图中可看出的。在此尤其是可看出,除了相应的座椅横梁21、22以外当前还设置有两个另外的横梁23、24,所述另外的横梁在迄今为止常规的根据上文描述的现有技术所提供的蓄能器-底部组件中是不需要的。由于根据本发明相应的壳体12不具有针对机动车白车身或底部组件1的承载和加固功能,因此这通过横梁23、24实现,所述横梁在车辆底部3的上侧处延伸或固定在车辆底部的上侧处。横梁23、24在此在底部组件的全宽度上在所述两个侧门槛4、5之间延伸,所述横梁支撑并且也固定在所述侧门槛上。由此,得到两个在相应的侧门槛4、5之间的优化的负荷路径,而(如在迄今现有技术中那样)不必选择对呈螺钉或类似物形式的相应的负荷传递部位进行绕道,在所述负荷传递部位上,负荷将从底部组件或机动车白车身、尤其是从侧门槛4、5传递到蓄能器2及其壳体12上。
在此,可见的是,因此提供了如下负荷路径,所述负荷路径能够以简单的方式借助于相应的横梁23、24提供并且能够以简单的方式焊接并且因此不仅仅点状地连接。此外,这种结构方式的另一个大的优点是,所描述的在相应的壳体12的密封性与底部组件1或机动车白车身的机械加固之间的功能分离使得两者在功能上分离。由此,尤其是可以总体上明显更成本有利地制造相应的壳体12和蓄能器2并且此外可以实现机动车白车身及其底部组件1的改善的抓握功能。
另一个优点是,在侧门槛4、5与蓄能器2、尤其是蓄能器的壳体12之间设置有间距或自由空间25,所述间距或自由空间通过如下方式实现,即,相应的壳体12或蓄能器2总体上不有助于加固底部组件1并且因此不必强制性地固定在相应的侧门槛4、5上。这尤其是具有以下优点:在侧向碰撞到侧门槛4、5之一上时,与蓄能器2或相应的壳体12存在有显著的间距,从而在发生侧向碰撞时在事故场景过程中蓄能器2最晚出现损伤。
因为蓄能器由多个单个的壳体12形成,这些壳体由于其非承载的功能而不必彼此间连接,所以可以省却蓄能器2的迄今所需的极其耗费的中间连接结构。相反地,各个壳体12尤其是通过将承载板(承载元件19)与保持型材17和夹紧板条20相组合而以优化的方式保持在底板区域中。
如由根据图2和3的剖面图可看出的,在相应的侧门槛4、5之内布置有相应相配的能量吸收装置26,该能量吸收装置沿车辆纵向方向且水平地至少在长度区域上在相配的侧门槛4、5之内延伸。在此,能量吸收装置26(在车辆竖直方向上观察)至少基本上在相应的附加的横梁23、24的高度上延伸或因此也在座椅横梁21、22的高度上延伸,它们全部都布置在车辆底部上方。在此,在当前情况下能量吸收装置26(关于车辆竖直方向)大致在相应的座椅横梁21至24的相应的高度中的一半高度上延伸并且向下在一定程度上向下延伸超出车辆底部3。
能量吸收装置26当前包括多个型材部件27、28、29,所述型材部件当前通过三个型腔形成。所述三个型材部件27、28、29因此应理解为能量吸收装置26的三个型腔,该能量吸收装置当前是型材元件,该型材元件通过相应的金属板材的滚压成型产生。这意味着,能量吸收装置26当前一体式地设计为相应滚压成型的板材成型部件,其因此优选一体式地构造。通过这种一体式设计可以提供特别简单的结构元件或滚压型材。
此外,由图2和3可看出,所述滚压型材或能量吸收装置26支撑在内部的门槛部件30内侧处,所述内部的门槛部件本身在上部的凸缘连接31区域中以及在下部的、外部的凸缘连接32区域中与外部的门槛部件33连接。必要时,内部的门槛部件30也可以设计成多件式的。
在当前情况下,在侧门槛4、5的通过内部的门槛部件30和外部的门槛部件33构成的中空空间之内布置有在横截面方面大致M形的加强部件44,其中,能量吸收装置26的滚压型材接纳在所述M形的加强部件34的型腔之内。在当前情况下这意味着:能量吸收装置26沿车辆横向方向向外不延伸至外部的门槛部件33,而是通过加强部件34在外侧限界。换言之,在加强部件34与外部的门槛部件33之间设置有自由空间。
能量吸收装置26的滚压型材可以例如在其走向上具有不同的材料厚度,以便由此调整能量吸收装置26的变形行为。通过适合的造型或材料选择也可以调整滚压型材或能量吸收装置26的特性。
如果现在例如在侧向碰撞或侧向撞击的情况下相应的障碍物、如桩子碰到底部组件1上,则能量吸收装置26负责相应地耗散碰撞能量,如这迄今例如通过蓄能器的壳体框架所实现的。但因为在当前情况下蓄能器2非承载式地构造或与相对应的侧门槛4、5隔开间距地布置并且因此构造自由空间25,所以能量吸收装置26承担迄今通过蓄能器2的壳体框架所满足的功能。由此得到的优点尤其是在于,在侧向碰撞时首先能量吸收装置26受损,并且例如不对蓄能器2产生损伤。在此,侧门槛4、5或能量吸收装置26的损伤可以比如迄今常见的蓄能器的壳体框架的损伤好得多地且成本低得多地进行消除。此外,如上文已经描述的,蓄能器2因此可以构造成非承载式的。
在图5中以示意性剖面图示出备选地构造的位于相应的侧门槛4、5之内的能量吸收装置26。所述能量吸收装置26当前通过呈相应的大致在横截面方面矩形的钢滚压型材形式的三个单独的型材部件35、36、37形成,所述型材部件经由相应的激光焊缝38相互连接。此外,型材部件35、36、37经由相应的激光焊缝38实现的组装件也固定在内部的门槛部件30或外部的门槛部件33处。一个特点当前可在于,相应的钢滚压型材从内向外具有分别更小的壁厚,以便由此调整变形行为。当然,例如也可以使用其他材料。
最后,图6沿着在车辆横向方向或车辆竖直方向上延伸的剖切平面以局部的剖面图示出在相对于根据图1至3的实施方式备选的实施方式中的蓄能器-底部组件。此外,可看出桩子39,该桩子应表明侧向碰撞或桩子碰撞。
区别于根据图1至3的实施方式,由图6可看出,在蓄能器2与内部的门槛部件30之间的自由空间25中、更准确地说在相应最外面的保持型材17或相配的夹紧板条20与内部的门槛部件之间的自由空间中设置有支撑元件40,该支撑元件从车辆底部3出发向下延伸。在此,所述支撑元件40沿车辆纵向方向大致水平地在相配设的侧门槛4、5的相应的长度区域上延伸。在当前情况下支撑元件40例如通过带有相应的肋条的挤压型材形成。当然,在此也可设想板材结构或类似物。
通过支撑元件40得到用于另外的能量吸收装置41的另外的支撑可行方案,所述另外的能量吸收装置在支撑元件40的高度上沿车辆纵向方向且大致水平地在相配设的侧门槛4、5的相应的长度区域上在侧门槛的中空空间之内延伸。换言之,第二能量吸收装置41以及布置在第二能量吸收装置之上的第一能量吸收装置26在通过侧门槛4、5形成的中空空间之内延伸。
通过所述两个能量吸收装置26、41因此构造有两个负荷路径,所述两个负荷路径沿车辆竖直方向相叠布置,以便在与桩子39或其他障碍物发生侧向撞击的情况下提供两个负荷路径或变形平面。在此,通过适合的定位、设计和材料选择能够调整在上部和下部的负荷路径之间或在上部和下部的能量吸收装置26、41之间的相应的力比例。
最后,从图6可看出,当前能量吸收装置26、41中的每个能量吸收装置由多个在横截面方面帽状型材式的型材部件42、43、44形成,所述型材部件在侧向碰撞时可推移到彼此中。
附图标记列表
1 底部组件
2 蓄能器
3 车辆底部
4 侧门槛
5 侧门槛
6 车轮罩
7 车轮罩
8 横梁
9 端壁
10 门柱
11 横梁
12 壳体
13 上部部件
14 下部部件
15 凸缘连接
16 电池模块
17 保持型材
18 凸缘
19 承载元件
20 夹紧板条
21 座椅横梁
22 座椅横梁
23 横梁
24 横梁
25 自由空间
26 能量吸收装置
27 型材部件
28 型材部件
29 型材部件
30 内部的门槛部件
31 凸缘连接
32 凸缘连接
33 外部的门槛部件
34 加强部件
35 型材部件
36 型材部件
37 型材部件
38 激光焊缝
39 桩子
40 支撑元件
41 能量吸收装置
42 型材部件
43 型材部件
44 型材部件
- 用于机动车白车身的蓄能器-底部组件
- 用于机动车白车身结构的底部区域的横梁、用于制造横梁的方法和机动车白车身结构