CN102085883A - 汽车和用于汽车的车身底板结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车身底板结构(1，21，31，41)，其在中间底槽(2)内部具有一个用于容纳储存有驱动车辆的能量的第一蓄能装置(4，34，44)的第一容纳凹槽并且在后排座椅区域(3)内具有一个用于容纳储存有驱动车辆的能量的第二蓄能装置(5，25)的第二容纳凹槽，本发明还涉及一种汽车，特别是一种混合动力车辆，其具有所述车身底板结构(1，21，31，41)。

Description

汽车和用于汽车的车身底板结构
技术领域
本发明涉及一种汽车，尤其涉及用于储存驱动车辆的能量的蓄能装置的布置，以及涉及一种用于汽车的车身底板结构。在此，汽车尤其是指混合动力车辆。
背景技术
对于蓄能器尤其在轿车中的布置提出了一系列的要求。在此安全技术上的要求占首要地位。因此，燃油箱在泄露液体造成危害这方面应该尽可能合理并且稳定地布置在车辆车身中。但是在此，对于在客舱和行李箱内的可用空间以及环保和车辆总重量方面的要求也起到重要作用。
在大部分已知的汽车中，燃油箱布置在车身底板结构的后排座椅区域内。通过这种布置，燃油箱的支承对于在碰撞中由碰撞能量在汽车后部区域或侧面区域中产生的力很敏感。由此需要布置在车身中的加固部件又致使整个车辆的重量增加。
因此在出版物EP 0 067 602 A1和DE 198 41 331 C2中建议，将燃油箱布置在车身底板结构的中间底槽中，在传统车辆的中间底槽内布置有排气系统的构件。
在此，由EP 0 067 602 A1已知一种带有后轮驱动装置和后置发动机的车辆，其中，燃油箱取代驱动轴设置在中间底槽中。由DE 198 41 331 C2又已知一种轿车，特别是敞篷车，其中，燃油箱在驱动轴之上布置在中间底槽的增高部内。
在环保进程中更多地开发了混合动力车辆。在此，为了驱动车辆，设有至少两个能量转换器和至少两个安装在车辆中的蓄能装置。在此，能量转换器例如是指电动机、汽油发动机或柴油发动机，蓄能装置例如是指蓄电池、燃气罐、汽油罐或柴油罐。混合动力车辆通过不同驱动可能性的混合在燃料消耗上特别经济。在这些混合动力车辆中大多使用两个蓄能器功率分流或并行的布置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种混合动力车辆以及一种用于该混合动力车辆的车身底板结构，以便确保蓄能器安全而最佳的布置。
该技术问题按本发明通过一种汽车的车身底板结构和一种带有所述车身底板结构的汽车解决。这种汽车的车身底板结构包括一个中间底槽和一个后排座椅区域，其中，在所述中间底槽内部设置有一个用于容纳储存驱动车辆的能量的第一蓄能装置的第一容纳凹槽，并且在所述后排座椅区域内设置有一个用于容纳储存驱动车辆的能量的第二蓄能装置的第二容纳凹槽。
通过车身底板结构的这种设计，有效地利用了汽车底板内可自由使用的使用空间，而同时不会造成装载空间的损失。通过大致在车辆中心的高度上在中间底槽内设置蓄能器，可以保护该蓄能器不会由于承受碰撞能量而变形或受到其他损坏，并且可以优化车辆中的重量分布，因为由此带来的重量位于很靠下的位置并且接近车辆中心。
在此，用于驱动车辆的能量的意思是，储存在蓄能装置中的能量被用于驱动能量转换器，这些能量转换器又作用在车轴上并且将输送给它们的能量转化为动能。因此，按本发明的蓄能装置不是指启动器蓄电池。第一和第二蓄能装置也可以设计用于储存同种类的能量或储存不同种类的能量。蓄能装置尤其是指用于储存汽油或柴油的燃油箱、燃气罐或电动机的蓄电池组。
第一容纳凹槽和所述第二容纳凹槽优选分别设计为带有集成的设置在车身内的、用于容纳燃油箱、燃气罐或蓄电池组的开口的固定区域，或设计为车身中用于容纳燃气罐或蓄电池组的凹处。在这种情况下，可以在第一和第二容纳凹槽中分别布置不同种类的蓄能器。因此，可以在车身中设置的开口内集成一个燃油箱，或在容纳凹槽中布置一个电动机的蓄电池组或燃气罐。
对于排放废气的车辆，也就是说这些车辆中的至少一个能量转换器是火花点火发动机，例如汽油发动机，或是压缩点火发动机，例如柴油发动机，还需要一个备用排气系统，因为这些汽车在运行时向环境中排放有害物质。因此在一种实施例中，车身底板结构在中间底槽外部附加地具有用于汽车排气系统的安装空间。这实现了一种简单、节省空间地并且可靠的排气系统的布置，而在此不需要改变行驶技术中的部分驱动功能。由此也在中间底槽内提供了足够的空间用于安装带有充足容量的蓄能器。
按本发明也给出了一种包括上述车身底板结构的汽车。包括上述车身底板结构的汽车具有这样的优点，即，通过在车身底板结构的中间底槽内容纳蓄能器，在车身底板结构的后排座椅区域中为其它车辆组件，如其它的蓄能器或排气系统的部件创造了更多的空间。此外，可以通过这种结构有效地利用在车辆底部中可供使用的整个空间，同时可以减小作用在车辆后排座椅区域中的重力并且更好地平衡轴向力。
在一种优选的实施例中，汽车是指混合动力车辆。在此，通过不同种类能量的组合，可以将其各自的优点结合并且因此实现一种明显更加节约燃料的行驶。在此，按本发明的汽车底板设计可以实现对于储蓄有驱动车辆的不同种类的能量的各蓄能装置的利用，而不需要分别改变行驶技术中的驱动功能。
在此，可以在车身底板结构的第一容纳凹槽中布置第一蓄能装置并且在第二容纳凹槽中布置第二蓄能装置。通过这种连接，可以实现蓄能装置的简单而且配合准确的固定，而不需要在车身底板结构中集成用于加固的其它横向支杆。通过这种配合准确的固定，第一蓄能装置能够稳定地安装在车身底板结构的中间底槽内，由此可以进一步改善蓄能装置固定的安全性。因此，蓄能器在车身底板结构的中间底槽中的这种布置实现了双重功能，中间底槽一方面作为加固元件，另一方面作为对作用在蓄能器上的碰撞能量的减震器。
在此，第一蓄能装置与第一容纳凹槽以及第二蓄能装置与第二容纳凹槽可以形状配合地连接。蓄能装置可以通过在其与车辆的车身底板结构之间的形状配合式连接被稳定地支承。由此降低了碰撞能量作用时蓄能装置在容纳凹槽中移动的可能性以及蓄能装置脱落或损坏的危险，而不需要车身结构中附加的加固元件。因此在总车重量尽可能轻的情况下实现了尽可能多地吸收碰撞能量。
在一种优选的实施例中，第一和第二蓄能装置分别具有一个或多个蓄能器。因此在燃气驱动的车辆中大多安装有多个燃气罐，这些燃气罐相互间流体传导，以便容纳尽可能多的压缩气体并且由此提高车辆的行程长度。混合式电动车辆经常具有多个能量源，例如蓄电池，以便为用于电力驱动系统的电功率设置尽可能高的储存容量。在此，在混合驱动中通常使用带有高能量密度的铅酸蓄电池、镍蓄电池，如镍/镉或镍氢蓄电池，或锂蓄电池系统，如锂离子或锂聚合物蓄电池。
在本发明的一种实施形式中，第一蓄能装置是一个燃油箱，尤其是汽油或柴油箱，而第二蓄能装置包括燃气罐。通过这两种驱动的组合，可以将其各自的优点相互结合，使得最佳地利用了现有的能源，也就是说只消耗真正需要的数量的能量。因此，混合驱动可以例如在正常运行中用燃气行驶，而只在燃气紧缺时换成使用汽油。在此，燃气和燃油之间的转换可以全自动地或通过驾驶员手动进行。
但也可以根据可供使用的能量种类使用其它的组合。因此，第一蓄能装置可以是燃油箱而第二蓄能装置包括蓄电池组。因此，电动机可以在特定情况下如加速或上坡时附加地提供所需的驱动力，使得汽油发动机可以均匀而平静地工作并且因此可以优化燃料消耗。
在本发明的另一种实施形式中，第一蓄能装置包括燃气罐而第二蓄能装置包括蓄电池组。
也可以两个，也就是第一和第二蓄能装置均包括蓄电池组，并且因此将车辆作为电动车辆驱动。
此外，在排放废气的车辆中可以在车身底板结构的安装空间中布置一个排气系统。由此确保排气系统支承在车身底板结构的安全可靠区域中，而同时不会对蓄能装置的结构和布置产生影响。
在一种优选的实施形式中，排气系统在此具有一个与车身底板结构的中轴平行延伸布置的排气管、一个布置在车身底板结构中轴区域内的第一催化器和布置在车身底板结构的后排座椅区域内的第二催化器以及出气管。这种布置的优点是，可以有效地利用在车辆地板中可供使用的整个自由空间，在此，排气系统支承在安全可靠区域内，而在此不会对第一蓄能装置的结构和形状产生影响。此外，在车辆排气系统中起到催化作用的装置由此机械稳定地固定在车辆底板的安全可靠区域中。也可以在通过将第一蓄能器布置在中间底槽中而在车身底板结构的后排座椅区域内腾出的空间内布置一个带有较大体积的催化器，其同时与发动机振动去耦，这有利于降低排气反压力并且由此减少车辆的燃料消耗。
此外，可以在车身底板结构的后排座椅区域内布置一个启动器蓄电池。这具有的优点是，相比启动器蓄电池布置在发动机舱内的车辆，该启动器蓄电池受保护地支承以防止受到正面碰撞时作用的碰撞力和与此相连的可能出现的蓄电池外壳的机械损坏。
总之可以确定，用本发明确保了车辆组件，尤其是蓄能装置在汽车中安全而且最佳的布置。通过将第一蓄能装置布置在车身底板结构的中间底槽中，能够以有利的方式使其受保护地支承以防止受到碰撞能量产生的力，并且因此可以明显提高汽车的安全性。由此又可以省去附加的加固元件和材料，这使得总车重量明显减轻。由此在车身底板结构的后排座椅区域内腾出的空间也可以用于布置其它车辆组件，例如第二蓄能装置、带有较大体积的催化器或启动器蓄电池。
因此本发明实现了，有效地利用在车辆底板中可供使用的整体自由空间，相对于整体重量在同时改善轴向力的平衡的情况下减轻了重量，并且通过车辆组件与车身底板结构的形状配合式连接明显改善了碰撞能量的吸收并且因此使车辆组件更安全地支承。
附图说明
现在借助附图进一步阐述本发明。在附图中：
图1示出按本发明第一种实施形式布置蓄能装置的车身底板结构的示意俯视图；
图2示出按本发明第二种实施形式布置蓄能装置的车身底板结构的示意俯视图；
图3示出按本发明第三种实施形式布置蓄能装置的车身底板结构的示意俯视图；
图4示出按本发明第四种实施形式布置蓄能装置的车身底板结构的示意俯视图；
图5示出一个对比车身底板结构中蓄能装置布置的示意俯视图；
图6示出另一个对比车身底板结构中蓄能装置布置的示意俯视图。
具体实施方式
图1示出按本发明第一种实施形式布置用于储存驱动车辆的能量的蓄能装置4、5的汽车车身底板结构1的示意俯视图。
在此，车身底板结构1包括客舱，其中在纵向中间设有一个在发动机舱和后桥之间延伸的中间底槽2，以及包括一个与行驶方向F反向的、连接在车身底板结构1上的后排座椅区域3。在此，在中间底槽2内部设有第一容纳凹槽(未示出)，其中布置有用于储存驱动车辆的能量的第一蓄能装置4。车身底板结构1的后排座椅区域3具有第二容纳凹槽(未示出)，其中布置有用于储存驱动车辆的能量的第二蓄能装置5。
此外示出了布置在车身底板结构的安装空间(未示出)中的排气系统6。该安装空间在此设置在中间底槽2外部。
此外，第一蓄能装置4与车身底板结构1的第一容纳凹槽形状配合地连接，并且完全充满可供其使用的空间。
第二蓄能装置5也与第二容纳凹槽形状配合地连接，并且完全充满可供其使用的空间。
在图1示出的实施例中，第一蓄能装置4包括一个蓄能器12，其沿车辆纵向在车身底板结构1的中间底槽2内的第一容纳凹槽中延伸。第二蓄能装置5包括三个蓄能器13、14、15，其相互平行地横向于车辆纵向布置在车身底板结构1的第二容纳凹槽中。
在此，第一蓄能装置4的蓄能器12是指燃油箱，而第二蓄能装置5的蓄能器13、14、15设计为相互间流体传导的燃气罐。
此外图1示出，排气系统包括一个排气管7，其沿车辆纵向平行于中间底槽2的槽壁与该槽壁间隔很小地延伸。与排气管7一起沿车辆纵向在车身底板结构的中间底槽区域内布置有第一个起到催化作用的装置，也称为第一催化器8。排气管7通入车身底板结构1的后排座椅区域3内的、横向于车辆纵向布置的第二催化器9，其朝向车辆后端延伸并且在其上连接了一个出气管10。
此外，在图1的实施例中，在车身底板结构1的后排座椅区域3内，在第二蓄能装置5和第二催化器9之间布置了一个启动器蓄电池11。
图2至4示出了按本发明的车身底板结构的其它实施形式。在此，结构或功能相同的组件具有与图1相同的附图标记。
图2示出按本发明第二种实施形式布置蓄能装置4、25的汽车车身底板结构21的示意俯视图。
按本发明第二种实施形式的车身底板结构21与图1中示出的车身底板结构1的区别在于，第二蓄能装置25具有蓄能器26，其设计为蓄电池组并且因此设计为用于混合电动车辆的电力驱动系统的电功率的蓄能器。该蓄能器横向于车辆纵向布置在车身底板结构21的第二容纳凹槽中。
图3示出按本发明第三种实施形式布置蓄能装置34、25的汽车车身底板结构31的示意俯视图。在此，结构或功能相同的组件具有与图2相同的附图标记。
在按本发明的车身底板结构31的第三种实施形式中，第一蓄能装置34具有三个蓄能器35、36、37，其沿车辆纵向布置在车身底板结构31的第一容纳凹槽中。在此，燃气罐35、36、37相互间，并且沿其纵向观察相错地布置。这使得燃气罐35、36、37在汽车发生碰撞事故时可回避由此作用的撞击力地移到自由空间中。
图4示出按本发明第四种实施形式布置蓄能装置44、25的汽车车身底板结构41的示意俯视图。在此，结构或功能相同的组件具有与图2相同的附图标记。
在本发明的第四种实施形式中，车辆被作为纯电动车驱动。在此，第一和第二蓄能装置25、44分别具有一个蓄能器26、45，该蓄能器设计为蓄电池组并且因此设计为用于车辆电力驱动系统的电功率的蓄能器。因为电动车不排放有害废气，相比排放废气的车辆没有设置排气系统。由此在车身底板结构41的后排座椅区域3内为其它车辆组件，例如同样设计为蓄电池组的第三蓄能装置46创造了空间。在此，第一蓄能装置45驱动作为第一能量转换器的电动机，后者将动能传递到前轮上从而使车辆前进。第二和第三蓄能装置25、46驱动另一个电动机，后者又将动能传递到车辆的后轮上。
图5和6示出用于比较的车身底板结构和蓄能装置的布置。
在此，图5示出一个车身底板结构中蓄能装置布置的示意俯视图。
车身底板结构51在此也包括一个带有在纵向中间延伸的中间底槽52的客舱以及一个后排座椅区域53。
在此，在车身底板结构51的后排座椅区域53中设置有一个容纳凹槽(未示出)，第一蓄能装置54布置在该容纳凹槽中。在本实施例中，汽车只具有一个唯一的蓄能装置。
在此，该蓄能装置54包括一个设计为燃油箱的蓄能器61。此外设有排气系统55，其具有一个穿过中间底槽52延伸的排气管56以及两个支承在中间底槽52中的催化器57、58、一个在后排座椅区域53中沿车辆纵向布置的第三催化器59和一个连接在其上的出气管60。
图6示出另一个车身底板结构中蓄能装置布置的示意俯视图。
在此，只具有一个唯一的、设计为燃油箱的蓄能器75的蓄能装置74布置在车身底板结构71的中间底槽72中。
此外，图6示出了排气系统76，其具有一个以较小间距与中间底槽72平行延伸的排气管77和一个在中间底槽72区域内沿车辆纵向布置的第一催化器78。排气管77通入在车身底板结构71的后排座椅区域73内横向于车辆纵向布置的第二催化器79，该第二催化器79朝车辆后端延伸并且在其上连接了出气管80。
图6中也示出了启动器蓄电池81，其布置在车身底板结构71的后排座椅区域73内。
附图标记清单
1，21，31，41，51，71车身底板结构
2，52，72中间底槽
3，53，73后排座椅区域
4，34，44，54，74第一蓄能装置
5，25第二蓄能装置
46第三蓄能装置
12，13，14，15，26，35，36，37，61，75蓄能器
6，55，76排气系统
7，56，77排气管
8，57，78第一催化器
9，58，79第二催化器
59第三催化器
10，60，80出气管
11，81启动器蓄电池

Claims (15)

1.一种汽车的车身底板结构(1，21，31，41)，其包括一个中间底槽(2)和一个后排座椅区域(3)，其特征在于，在所述中间底槽(2)内部设置有一个用于容纳第一蓄能装置(4，34，44)的第一容纳凹槽，其中，该第一蓄能装置用于储存驱动车辆的能量，并且所述后排座椅区域(3)具有一个用于容纳第二蓄能装置(5，25)的第二容纳凹槽，其中，该第二蓄能装置用于储存驱动车辆的能量。
2.按权利要求1所述的车身底板结构，其特征在于，所述第一容纳凹槽和所述第二容纳凹槽分别设计为带有集成的设置在车身内的、用于容纳燃油箱、燃气罐或电动机蓄电池组的开口的固定区域，或设计为车身中用于容纳燃气罐或电动机蓄电池组的凹处。
3.按权利要求1或2所述的车身底板结构，其特征在于，在所述中间底槽(2)外部设有用于汽车排气系统(6)的安装空间。
4.一种汽车，其带有按权利要求1至3之一所述的车身底板结构(1，21，31，41)。
5.按权利要求4所述的汽车，其特征在于，所述汽车是一种混合动力车辆。
6.按权利要求4或5所述的汽车，其特征在于，在所述车身底板结构(1，21，31，41)的所述第一容纳凹槽中布置有第一蓄能装置(4，34，44)并且在所述第二容纳凹槽中布置有第二蓄能装置(5，25)。
7.按权利要求6所述的汽车，其特征在于，所述第一蓄能装置(4，34，44)与所述第一容纳凹槽以及所述第二蓄能装置(5，25)与所述第二容纳凹槽形状配合地连接。
8.按权利要求7所述的汽车，其特征在于，所述第一蓄能装置(4，34，44)和所述第二蓄能装置(5，25)分别具有一个或多个用于储存驱动车辆的能量的蓄能器(12，13，14，15，26，35，36，37)。
9.按权利要求8所述的汽车，其特征在于，所述第一蓄能装置(4)是一个燃油箱，而所述第二蓄能装置(5)包括燃气罐。
10.按权利要求8所述的汽车，其特征在于，所述第一蓄能装置(4)是一个燃油箱，而所述第二蓄能装置(25)包括一个蓄电池组。
11.按权利要求8所述的汽车，其特征在于，所述第一蓄能装置(34)是一个燃气罐，而所述第二蓄能装置(25)包括一个蓄电池组。
12.按权利要求8所述的汽车，其特征在于，所述第一蓄能装置(44)和所述第二蓄能装置(25)各包括一个蓄电池组。
13.按权利要求4至11之一所述的汽车，其特征在于，在所述车身底板结构(1，21，31)的安装空间中布置有排气系统(6)。
14.按权利要求13所述的汽车，其特征在于，所述汽车的排气系统(6)包括一个排气管(7)，该排气管在所述车身底板结构(1，21，31)的安装空间中与所述车身底板结构(1，21，31)的中间底槽(2)平行延伸地布置，所述排气系统(6)还包括一个布置在所述中间底槽(2)区域内的第一催化器(8)、一个布置在所述后排座椅区域(3)内的第二催化器(9)和出气管(10)。
15.按权利要求4至14之一所述的汽车，其特征在于，在所述车身底板结构(1，21，31，41)的后排座椅区域(3)中布置有一个启动器蓄电池(11)。
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