CN102514469B - 车辆底部区域中的能量存储器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种位于车辆(3)的底部区域(2)中的能量存储器装置(1)，其具有包括底部和侧壁(13、14)的能量存储器支架(4)，所述能量存储器支架具有用于固定至少一个能量存储器(6)的固定器件(5)。底部安装板(7)将所述能量存储器支架(4)以及设置在所述能量存储器支架(4)中的能量存储器(6)固定在所述车辆(3)的底部结构上。所述车辆(3)的底部区域(2)中的盖板(8)朝向车辆内部空间(28)介质密封地至少覆盖所述能量存储器支架(4)。

Description

车辆底部区域中的能量存储器装置
技术领域
本发明涉及一种位于车辆底部区域中的能量存储器装置，其具有包括底部和侧壁的能量存储器支架。所述底部区域中的盖板朝向车辆内部空间覆盖能量存储器支架。
背景技术
由专利文献DE10154353已知这种能量存储器装置用于模块化的车辆结构。这种模块化的车辆结构包括车身和与车身耦连的车辆底盘，其中，车辆底盘具有框架、与框架耦连的壳部以及覆盖该壳部的盖部，该壳部提供用于驱动驱动系统的电源的存储器，壳部和盖部由此包围电源。
发明内容
本申请所要解决的技术问题在于实现一种能量存储器装置，其适用于安装在已知的模块化车辆结构中，其中，所述能量存储器装置也应当为车辆的常见辅助设备例如传统内燃机的起动发动机供电。
该技术问题通过一种位于车辆底部区域中的能量存储器装置解决，其具有包括底部和侧壁的能量存储器支架，所述能量存储器支架具有用于固定至少一个能量存储器的固定器件。在所述车辆底部区域中的盖板朝向车辆内部空间覆盖所述能量存储器支架。底部安装板将所述能量存储器支架以及设置在所述能量存储器支架中的能量存储器固定在车辆的底部结构上。
这种能量存储器装置的优点在于，原则上，其可以设置在其中一个前排座位下方或者后排座位下方，并且在能量存储器单元较大时可以定位在所有三个座位下方。在此重要的是，盖板可以是多功能盖板，其不仅可以介质密封地密封能量存储器支架，而且可以用盖板在一个安装过程中同时介质密封地封闭其他区域，这些区域例如具有控制装置或者构成空气通道。
另一方面，所述能量存储器支架也可以具有用于控制装置的固定器件，使得通过所述盖板介质密封地封闭的能量存储器支架不仅用于能量存储器自身，而且可以用于应当相对于车辆内部空间介质密封地封闭的其它部件。
此外规定，所述能量存储器支架具有用于缆线分配器的固定器件。为此可以在能量存储器支架中设置开口，然而所述开口不通入车辆内部空间，而是保留在车辆底部区域中，从而利用用于缆线分配器的开口也可以同时使能量存储器支架朝向车辆外部环境通风。
在本申请的另一实施方式中规定，放脚空间通风部的至少一个通道集成地设置在所述能量存储器支架的侧壁上。这种方式的优点在于，所述盖板可以设计成比所述能量存储器支架更大，并且可以朝向上方封闭这种通道。
另外有利的是，在能量存储器支架两侧，盖板介质密封地封闭相应的朝向车辆尾部区域延伸的放脚空间通风通道，从而不仅介质密封地覆盖能量存储器支架而且介质密封地覆盖车辆尾部区域的放脚空间通风部的侧向通道。通过与能量存储器支架集成的放脚空间通风通道，相比单独安装和设置用于车辆尾部区域的通风通道节约了空间和安装费用。
此外本申请还规定，所述能量存储器支架具有包含铸造成形的、介质密封的槽形凹部的能量存储器支架底部。这种槽形凹部的优点在于，其配合于能量存储器脚部的尺寸，并且构成用于所述能量存储器脚部进而用于能量存储器的固定支座。这种凹部的优点还在于，当能量存储器释放化学物质时，所述凹部可以收集这种化学物质。
此外本申请还规定，所述能量存储器支架具有通风开口，所述通风开口设置在能量存储器支架底部的槽形凹部上方。这种方式的优点在于，所述槽形凹部可以用于收集化学物质，而不会使这种化学物质从能量存储器支架经由所设的通风开口泄露出来。设置在槽形凹部上方的这种通风开口提供了与车辆外部区域的连接并且不与车辆内部空间相连。
在本申请的另一实施方式中，所述固定器件是包含肋结构的夹持部并且在所述能量存储器支架底部的槽形凹部中具有沉降部。在此规定，整个能量存储器支架由塑料铸塑成形并且没有成形在内的、通常用于将能量存储器脚部固定在车辆底部上的螺纹孔也能对付。设有加固的塑料肋结构，其中，能量存储器脚部能够在所述肋结构夹持部和沉降部棱边(其作为所述能量存储器脚部的翻转轴)之间翻转到所述固定器件中。通过接下来安装盖部保证了将能量存储器或者电池固定保持在能量存储器支架中。
此外本申请还规定，所述能量存储器装置设置在后横梁、外纵梁和车身中间底槽的通道边缘侧面之间。这三个边界梁架或者说型材件构成底部结构，能量存储器在它们之间固定在能量存储器支架中，其中，底部安装板能够可拆卸地固定在这些梁架或者说型材上。
在本申请的另一实施方式中规定，所述能量存储器装置设置在所述车辆的其中一个前排座位下方，尤其因为该空间足以容纳铅蓄电池形式或者锂离子电池形式的车辆电池。如果需要更大的能量存储单元用于车辆的电力驱动，那么可以将相应的能量存储器装置也设置在车辆的第二前排座位下方以及车辆的后排座位下方。
如果这种能量存储器装置仅设置在车辆的其中一个前排座位下方，那么底部安装板可以固定在外纵梁和车身中间底槽的内边缘侧面上。
为了将车辆电池或者说能量存储器从内部空间插入能量存储器装置，规定所述盖板能够借助于快速扣合件介质密封地固定在所述能量存储器支架上并且能够快速从其上拆下。因此如果需要更换电池或者给电池充电，那么仅需松开盖板的快速扣合件。
此外还规定，充电电缆接口设置在发动机舱内，所述充电电缆接口通过连接电缆和所述能量存储器支架中的缆线开口与所述能量存储器的连接电极相连。这种方式的优点在于，为了对电池进行外部充电和/或在车辆起动时跨接电池不需要为接近电池的电极而拆卸前排座位以及取下盖板。只需要打开发动机盖并且将设置在那里的充电电缆接口借助于跨接电缆连接到充电设备和/或辅助电源上。为了仍可实现车辆座位稳定的座位功能，在所述盖板的两侧设置用于车辆座位的座位固定部。
附图说明
现在结合附图进一步说明本申请的主题。
图1以原理图示出具有用于根据本申请的一个实施方式的能量存储器装置的位置的车辆；
图2以示意性立体俯视图示出具有用于根据图1的能量存储器装置的位置的车辆的底部区域；
图3以示意性立体仰视图示出根据图2的底部区域；
图4以示意性立体俯视图示出用于根据图1的车辆能量存储器装置的底部安装板；
图5以示意性立体俯视图示出根据本申请实施方式的能量存储器装置的能量存储器支架；
图6以示意性立体俯视图示出根据本申请实施方式的能量存储器；
图7以示意性立体俯视图示出已装入根据本申请实施方式的能量存储器的底部区域；
图8以示意性立体俯视图示出底部区域，该底部区域具有由绝缘部和地毯覆盖的底部区域盖部并且具有敞开的放脚空间通风部通道，放脚空间通风部集成在能量存储器装置中；
图9以示意性立体俯视图示出底部区域，其已安装能量存储器装置的盖部，所述能量存储器装置具有放脚空间通风部的集成式盖部；
图10以示意性立体俯视图示出作为能量存储器装置的部分区域的放脚空间通风部；
图11示出剖切具有固定能量存储器可能性的车辆底部区域的示意性纵剖面图；
图12示出剖切图11中的局部区域E的示意性纵剖面图；
图13示出剖切图11中的局部区域F的示意性纵剖面图；
图14示出剖切已安装了能量存储器装置的底部区域的示意性横截面图。
具体实施方式
图1以原理图示出具有用于根据本申请的一个实施方式的能量存储器装置1的位置的车辆3。为此在车辆3的底部区域2中在驾驶员座位29下方设置凹部，能量存储器装置1可以设置在该凹部中。为能量存储器装置1设置底部安装板7，该底部安装板7将能量存储器装置1的不同部件支承在车辆3的内部空间70中的驾驶员座位29的侧向座位固定部26之间。
在本申请的该实施方式中，底部安装板7在驾驶员座位29的区域中设置在车辆3的底面27上。然而底部安装板7也可以在副驾驶座位30下方或者在车辆纵梁23和33之间的后排座位31和32下方、中间底槽36下方以及前横梁34和后横梁35之间。为了使存储容量相对较高，也可以利用车辆3的底板区域2中的全部安装可能性。安装在放脚区域中的优点主要在于，与能量存储器装置迄今的设置方式相比车辆的重心降至更低，借此改善轮胎的路面附着力和行驶动力。
图2至图9示出将能量存储器装置1的部件分步骤地安装在车辆3的底板区域2中。
为此，图2以示意性立体俯视图示出车辆的底部区域2，该车辆具有用于根据图1的能量存储器装置1的位置。在图2中可以看出用于驾驶员和副驾驶的前底板37和后底板38以及设置在它们之间的座位固定部26。另外在驾驶员座位的座位固定部26之间提供凹部，该凹部由底部区域2中的底部安装板7封闭。底部安装板7是能量存储器装置的部分并且使得能够在驾驶员座位29下方安装电池形式的能量存储器。为此底部安装板7可以固定在横梁22上和/或固定在外纵梁23的门槛结构49和中间底槽36的通道边缘侧面24之间。在该附图以及下面的附图中借助于箭头方向A说明车辆行驶方向。
图3以示意性立体仰视图示出根据图2的底部区域2。在该底部仰视图中，底部安装板7又覆盖用于容纳位于驾驶员座位下方的能量存储器的开口55。此外在图3中可见前底板37以及后底板38。前底板37由前架50支承，前架50具有前架纵梁51和横向加固部52。此外图3还示出纵梁23和33的内门槛结构49以及中间底槽36。
图4以示意性立体俯视图示出用于根据图1的、车辆3的能量存储器装置的底部安装板7。该俯视图示出用于将底部安装板7固定在车身结构上的安装孔39。此外还存在用于将能量存储器支架固定在底部安装板7上的安装孔40。在底部安装板7中还可以看到通向能量存储器的通风开口的通孔41。此外在能量存储器支承面区域中可见压入部42。另外底部安装板7还具有压入部43用于自由装拆能量存储器支架。
底部安装板7沿着与车身结构相接触的贴靠面还具有由EPDM(三元乙丙橡胶)制成的环绕密封部56，在安装前施加该密封部56。该密封部应当避免污物和湿气进入车辆的内部空间。
图5以示意性立体俯视图示出根据本申请实施方式的能量存储器装置的能量存储器支架4。该能量存储器支架4应当在槽形凹部16中容纳并固定能量存储器。为此能量存储器支架4在棱边21上具有压入槽形凹部16的沉降部19，能量存储器的脚部可推入该沉降部19。能量存储器的脚部随即在作为能量存储器支架4的固定器件5的夹持脚44的下方被夹紧。夹持脚44具有加固能量存储器支架4的塑料材料的肋结构18。
因而压入凹部16的沉降部19用于从车辆内部空间快速地将能量存储器装入能量存储器支架4和从其上拆下。为了翻转能量存储器或者使其倾斜，在能量存储器支架4的槽形凹部16和环绕槽形凹部16的侧壁13和14以及后壁45和前壁46之间设有足够的空间。
在能量存储器支架4的底部区域中设置用于固定在底部安装板上的固定孔40。此外在侧壁13和14中设置用于固定第一塑料框架的固定孔47，该第一塑料框架使放脚空间通风通道的下半个通道集成在能量存储器装置中。最后能量存储器支架4具有作为用于电缆的缆线开口25的通孔48，此外还具有通风开口17，其与图4所示的、底部安装板7的通孔41相连。
能量存储器支架底部15如此成形，以使其可以与图4所示的安装孔40对齐并且固定在那里所示的压入部42和43上。
图6以示意性立体俯视图示出根据本申请实施方式的能量存储器6。该能量存储器6连同控制装置9和相应的脉冲分配器一起设置在能量存储器支架4中，能量存储器支架4容纳锂离子电池或铅蓄电池形式的能量存储器6。在此侧壁13和14以及后壁45和前壁46包围能量存储器6。此外在附图中还可以看到能量存储器支架4中的缆线通孔48以及其中一个用于将电池支架4固定在底部安装板7上的安装孔40。这种由安装板7、存储器支架4和带控制装置的能量存储器6组成的完整的能量存储器模块60可以从车辆底面安装，其中，仅需要将缆线导引通过用于电缆的通孔48。
图7以示意性立体俯视图示出已装入根据本申请实施方式的能量存储器6的底部区域2，能量存储器连同底部板和能量存储器支架4一起作为能量存储器模块60已从车辆底面27装入。因为图4所示的底部安装板7通过环绕的密封部完全密封底部区域2，所以也可以从车辆内部空间实施电池的维护和更换，即翻下或者拆下驾驶员座位并且将能量存储器6从能量存储器支架的上面所示的固定位置向外转出。
图8以示意性立体俯视图示出底部区域2，该底部区域2已由绝缘部53和地毯54覆盖并且具有敞开的、放脚空间通风部12的通道10和11，放脚空间通风部12集成在能量存储器装置中。借助于第一塑料框架57实现下方通道区域10和11的安装以便将放脚空间通风部12从前底板37延长至后底板38，第一塑料框架57在能量存储器支架4的侧壁13和14上固定在图5所示的固定孔47上。
图9以示意性立体俯视图示出底部区域2，其已安装能量存储器装置1的盖板8，所述能量存储器装置1具有放脚空间通风部12的集成式盖部。在此盖板8完全且气密地覆盖前面附图所示的能量存储器支架以及用于车辆尾部区域的放脚空间通风部12的上通道区域58和59。借助于快速扣合件61，具有集成式放脚空间通风通道的能量存储器装置的盖部8如其在前面的附图所见的那样安装在电池存储器支架上。
图10以示意性立体俯视图示出作为能量存储器装置部分区域的放脚空间通风部12。空气经由空气入口62进入第一下部塑料框架57和设置在其上方的第二塑料框架的与能量存储器装置1集成的放脚空间通风通道10和11，第二塑料框架是盖板8的集成式组成部分，并且空气在后部区域沿箭头方向D朝向放脚空间通风部从空气出口63流出。在此盖板8同时具有上半个通道58和59，它们集成在盖板8中。
图11示出沿图9的剖切线C-C剖切具有固定能量存储器6的可能性的车辆底部区域的示意性纵剖面图。为此，能量存储器6不仅可以从车辆内部空间70插入能量存储器支架4而且也可以再从能量存储器支架4中取出。以虚线表示出锂离子电池形式的能量存储器6的轮廓，在取下能量存储器装置1的盖板8之后可以将该锂离子电池以一倾斜角度通过前壁46推入能量存储器支架4。在此能量存储器6首先呈姿态6′，之后呈姿态6″。在最终姿态6下，能量存储器6在能量存储器支架4的底部区域中插入槽形凹部16，并且以其能量存储器脚部20在固定器件5下方夹紧并由此固定。借助于细节部分E和F在下面的附图中详细示出从车辆内部区域70插入电池。
图12示出剖切图11中的局部区域E的示意性纵剖面图，借此示出能量存储器支架4的后壁45与能量存储器6的最终位置之间存在足够的距离，以便在将能量存储器6插入能量存储器支架4时出现姿态位置6″，该位置6″使得能量存储器6能够从车辆内部空间被置入其最终位置。
图13示出剖切图11中的局部区域F的示意性纵剖面图。以此示出槽形凹部16中的沉降部的棱边21用作能量存储器脚部20的翻转轴，以便将能量存储器脚部20夹紧在固定器件5下方。
图14示出沿图9的剖切线B-B剖切已安装了能量存储器装置1的车辆底部区域的示意性横截面图。以虚线标出具有脉冲分配器的控制装置9的位置。此外该横截面图还示出盖板8集成地形成脚部通风通道10和11的上方区域，其中，放脚空间通风通道10和11通过第一塑料框架57固定在电池存储器支架4上。另外图14示出绝缘部53和地毯54一方面设置在中间底槽36上，另一方面设置绝缘部53和地毯54直至外纵梁23和其门槛结构49。还可以明显看出底部安装板7的轮廓，能量存储器模块60可以通过底部安装板7从车辆底面27安装。
附图标记列表
1能量存储器装置
2底部区域
3车辆
4能量存储器支架
5固定器件
6能量存储器
7底部安装板
8盖板
9控制装置
10放脚空间通风部的通道
11放脚空间通风部的通道
12放脚空间通风部
13能量存储器支架的侧壁
14能量存储器支架的侧壁
15能量存储器支架底部
16槽形凹部
17通风开口
18肋结构
19槽形凹部中的沉降部
20能量存储器脚部
21沉降部的棱边
22后横梁
23外纵梁
24通道边缘侧面
25缆线开口
26座位固定部
27车辆底面
29车辆座位(驾驶员座位)
30车辆座位(副驾驶座位)
31车辆座位(后排座位)
32车辆座位(后排座位)
33纵梁
34前横梁
35后横梁
36中间底槽
37底板(前)
38底板(后)
39安装孔
40安装孔
41通孔
42压入部
43压入部
44夹持脚
45后壁
46前壁
47固定孔
48通孔
49门槛结构
50前架
51前架的纵梁
52前架的横向加固部
53绝缘部
54地毯
55能量存储器的开口
56密封部
57第一塑料框架
58上方通道
59上方通道
60能量存储器模块
61快速扣合件
62空气入口
63空气出口
70车辆的内部空间

Claims (12)

1.一种位于车辆(3)的底部区域(2)中的能量存储器装置，其具有
-包括底部和侧壁(13、14)的能量存储器支架(4)，所述能量存储器支架(4)具有用于固定至少一个能量存储器(6)的固定器件(5)；
-在所述车辆(3)的所述底部区域(2)中的盖板(8)，所述盖板(8)用于朝向车辆内部空间(28)地至少覆盖所述能量存储器支架(4)；
-底部安装板(7)，用于容纳和固定所述能量存储器支架(4)以及设置在所述能量存储器支架(4)中的所述能量存储器(6)，
-其中，所述能量存储器支架(4)具有包含铸造成形的、介质密封的槽形凹部(16)的能量存储器支架底部(15)，
-其中，所述固定器件(5)具有包含肋结构(18)的夹持部和位于所述能量存储器支架底部(15)的槽形凹部(16)中的沉降部(19)，并且
-其中，能量存储器脚部(20)能够在所述夹持部和所述沉降部(19)的棱边(21)之间翻转进入所述固定器件(5)，所述棱边作为所述能量存储器脚部(20)的翻转轴。
2.根据权利要求1所述的能量存储器装置，其中，所述能量存储器支架(4)附加具有用于控制装置(9)的固定器件。
3.根据权利要求1或2所述的能量存储器装置，其中，所述能量存储器支架(4)还具有用于缆线分配器的固定器件。
4.根据权利要求3所述的能量存储器装置，其中，放脚空间通风部(12)的至少一个通道(10、11)集成地设置在所述能量存储器支架(4)的侧壁(13、14)上。
5.根据权利要求4所述的能量存储器装置，其中，所述盖板(8)不仅介质密封地覆盖所述能量存储器支架(4)而且也介质密封地覆盖所述放脚空间通风部(12)的所述至少一个通道(10、11)。
6.根据权利要求1所述的能量存储器装置，其中，所述能量存储器支架(4)在所述能量存储器支架底部(15)的所述槽形凹部(16)的上方具有通风开口(17)。
7.根据权利要求1所述的能量存储器装置，其中，所述能量存储器装置(1)设置在后横梁(22)、外纵梁(23)和车身中间底槽的通道边缘侧面(24)之间。
8.根据权利要求1所述的能量存储器装置，其中，所述能量存储器装置(1)设置在所述车辆(3)的前排座位下方。
9.根据权利要求7所述的能量存储器装置，其中，所述底部安装板(7)固定在所述外纵梁(23)和所述车身的中间底槽(36)的通道边缘侧面(24)上。
10.根据权利要求1所述的能量存储器装置，其中，所述盖板(8)能够借助于快速扣合件介质密封地固定在所述能量存储器支架(4)上。
11.根据权利要求1所述的能量存储器装置，其中，充电电缆接口设置在发动机舱内，所述充电电缆接口通过连接电缆和所述能量存储器支架(4)中的缆线开口(25)与所述能量存储器(6)的连接电极相连。
12.根据权利要求1所述的能量存储器装置，其中，车辆座位(29、30)的座位固定部(26)设置在所述盖板(8)的两侧。
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