CN102802992B - 用于增强刚性塑料燃料储箱的方法 - Google Patents

用于增强刚性塑料燃料储箱的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102802992B
CN102802992B CN201080026495.5A CN201080026495A CN102802992B CN 102802992 B CN102802992 B CN 102802992B CN 201080026495 A CN201080026495 A CN 201080026495A CN 102802992 B CN102802992 B CN 102802992B
Authority
CN
China
Prior art keywords
storage tank
wall
structural elements
tank
displacement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201080026495.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102802992A (zh
Inventor
詹姆斯·爱德华·汤姆森
戴维·希尔
比约恩·克里埃尔
文森特·屈韦利耶
尤勒斯-约瑟夫·范沙夫廷根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nergy Automotive Systems Research SA
Original Assignee
Inergy Automotive Systems Research SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inergy Automotive Systems Research SA filed Critical Inergy Automotive Systems Research SA
Publication of CN102802992A publication Critical patent/CN102802992A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102802992B publication Critical patent/CN102802992B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03Fuel tanks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03Fuel tanks
    • B60K15/03177Fuel tanks made of non-metallic material, e.g. plastics, or of a combination of non-metallic and metallic material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03Fuel tanks
    • B60K15/063Arrangement of tanks
    • B60K15/067Mounting of tanks
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10Methods of surface bonding and/or assembly therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

一种用于增强塑料燃料储箱的方法,该储箱包括一个限定了内部封闭容积的壁,根据该方法在位于所述壁的、当储箱被注满燃料时引起的变位较低的两个不同部分中的至少两个点中,一个结构构件在该封闭容积的外面被固定到该储箱的壁上,并且所述结构在所述壁的、变位较高的一个部分中与该储箱壁具有至少一个接触点。

Description

用于增强刚性塑料燃料储箱的方法
本发明涉及一种用于增强刚性塑料燃料储箱的方法。最近,一种新类别的车辆已经进入市场,这种车辆使用电力和内部燃烧二者来推进其自身。已将这组车辆称为“混合动力(hybrid)”车。尽管这些车辆仅构成了全球汽车市场的一小部分,但它们的市场份额每年都在增加。最近几个月,出现了混合动力车的一种新的变体,假定车辆在旅行之前已被插入电源中一个预定的时间量,则它仅在给定行程的最初40至60英里使用电力。这些车辆被认为是“插电式混合动力(pluginhybrids)”。
典型地,由于温度和燃料的运动,在燃料储箱的内部产生了燃料蒸汽并且这些蒸汽被存储在一个活性碳罐中以防止蒸发性的烃类排放物进入大气。在正常的燃烧过程中,这些蒸汽被周期性地净化出碳罐并且被传送到发动机,在此它们被消耗。在一种标准汽油发动机车辆上,不论何时都需要这样进行,以防止碳罐被装满并且防止烃类泄露进入环境中。然而,当一台混合动力车在电动模式下工作时这种情况不会在其上发生。一种“插电式混合动力”车可以在不曾使汽油发动机运转的情况下运行许多行驶周期。因此,对于通过使该系统保持密封并且处于减压下以便限制燃料蒸发来长期容纳蒸汽的燃料系统存在着需要。在升高的温度下,在储箱内部形成的压力将实质性地高于常规燃料系统的内部压力。
当前,对于此问题已经提供了几种解决方案,即为:
1.用一种能够保持压力的钢等效物来替代当前的聚合物储箱。
2.例如通过提供多个搭接件(tack-offs)(还称为“轻触点(kisspoints)”)来优化该储箱的形状,其中在模制该储箱的过程中,使顶部和底部凹陷以便在这两部分之间产生一种机械连接。
3.将多个带件(通常为金属的)作为强化物来使用。
4.将多个产生额外刚度的结构筋模制到或机械地锁定到该储箱表面中。
5.在钢储箱内部使用一个塑料气囊来控制蒸汽的产生以及相关联的压力。
然而,这些方案中的每一个都具有至少一个缺陷:
1.由于材料密度的性质,相对于聚合物储箱而言,金属储箱具有明显的重量劣势。钢的密度比HDPE密度高出8倍而常规的储箱壁在厚度上仅比钢储箱等效物高出3至4倍。由于这些冲压模具的高成本,所以制作小容积钢储箱在成本上也是高不可及的。替代实施方案是也用钢来制作常规车辆的容积并且导致总体的平均燃料经济性的潜在降低,这种降低抵消了小容积的插电式混合动力车所产生的收益。
2.形状优化虽然保持了车辆制造商要求的这些性质但仅可以增加有限的额外耐压性。例如,搭接件由于它们的固有形状而在储箱中使用了显著量的可用容积。它们还减小了储箱的耐冲击性。并且在多数时间,它们将不是通过自身来提供所要求的耐压性。
3.带式强化物是可以实现的但是难于管理的,这是因为车辆的车身底座具有复杂的形状,并且车身底座与地面的间隙是由制造商严格地强制规定的。此外,当增加带件时,这些带件的额外重量抵消了在聚合物储箱上的重量节省。此外,因为通常不是将带子层叠到储箱表面上,所以它们不会提供显著的结构优点。
4.被模制到或者被机械地锁定到储箱表面上的解决方案通常是在对储箱进行冷却之前插入的,从而导致储箱壳体中的成型应力,这种成型应力对于储箱壳体的性能会是有害的。
5.已经将这些柔性气囊的整合进行了工业化而用于常规的塑料储箱,然而,由于气囊在储箱内部的固定和密封问题,这种技术已经被放弃。
本发明的目的是解决这些问题,其方式为对刚性塑料燃料储箱提供一种增强解决方案,该方案允许这些储箱经受压力而对于储箱的重量或其耐冲击性而言不会产生太多不利,这种方案容易在工业过程中使用、不会在储箱中引起内部应力并且能够将同样的储箱用于一个完整的平台(已知的是,混合动力车辆仅构成了一个给定平台的一小部分)。
为此,本发明涉及一种用于增强刚性塑料燃料储箱的方法,该储箱包括一个限定了内部封闭容积的壁,根据该方法在位于所述壁的两个不同部分中的至少两个点中(在此当储箱被注满燃料时引起的变位较低),一个结构构件在该封闭容积的外面被固定到该储箱的壁上,并且所述结构在所述壁的、变位较高的一个部分中与该储箱壁具有至少一个接触点。
更确切地,本发明涉及如上所述的一种方法,该方法包括以下步骤:
在该储箱壁上标示至少一个高的变位部分以及至少两个低的变位部分;
将在该密封容积外部的该至少三个部分与该刚性结构构件机械地相连接,其方式为使得所述结构构件在高的变位部分的至少一个点中与该储箱壁具有至少一个接触点,并且在该至少两个低的变位部分的每一个中在该储箱壁上具有至少一个固定点,这些接触点和固定点不是对齐的但限定了一个平面。
将一个结构构件在多个固定/接触点处附接到一个完成的(模制成型且冷却的)刚性塑料储箱的壁上的这种概念,在制造中允许更好的柔性并且减轻了如果该结构被插入到模具中并且在对储箱进行冷却之前被焊接或者被机械地附接到储箱表面上时将存在的成型应力。这些点不是对齐的但相反地在空间中限定了一个平面的这个事实,允许将产生负载的变位直接传输到该储箱的、可以处理这种变位的多个部分上而不是传输到将负载传输到车辆底盘上的一个带件上、或者到基于其性质而可以潜在地相对于储箱壳体来移动的一个机械地附接的筋上。
在本发明的框架中,“点”应该理解为实际上是一个小表面(从高达几个平方毫米至几个平方厘米),所述小表面对应地被包括在储箱的高和低变位部件中。
本发明的这个解决方案与现有技术的那些解决方案之间的主要功能差别如下:
1.与使用钢储箱不同,本解决方案是对现有储箱的“附加物”。
2.与使用安装到车辆的多个安装点上的多个额外带件不同,本解决方案独立地承载储箱变位负载。
3.与使用多个旨在产生对于冲击而言是脆弱的大面积刚性的搭接件不同,本系统可以被设计用来在碰撞的情形下提供优化的结果。本系统可以被优化以保持储箱内的压力,并且在碰撞中仅仅通过多个焊接衬垫的适当的大小来将自身隔离。
4.本解决方案对于储箱冷却过程中储箱壳体的收缩不是敏感的。
5.本解决方案在吹气模制壳体时不要求任何插入件,从而允许一种储箱壳体设计用于不同的车辆类型(即,汽油、混合动力、插电式混合动力等)。
6.本解决方案可以由较低成本及轻质量的材料制造。
7.通过公知的以及工业化的方法可以将其固定到储箱上。
通过本解决方案获得的结果如下:
1.将一种塑料燃料系统用于插电式混合动力应用的能力,同时保持优于钢储箱的重量。
2.基于预期的派生车辆从储箱中增加或删除这种结构的能力。
3.一种不依赖于车身底架的结构整体性的支撑系统。
由此,其主要优点是:
1.节省重量
2.燃料经济性收益
3.节省部件成本
4.节省工具加工成本
5.耐腐蚀性
6.更易于实现车辆组装线(平台)。
如以上说明的,可以通过根据本发明的方法来增强的燃料储箱是由塑料制成(即,其壁主要由塑料制成)并且它是“刚性的”,即它具有一种实质性固定的容积和形状,但不排除在包含于该储箱中的液体的压力和/或重量的作用下允许一定的膨胀,但这种体积改变应限制为百分之几。
术语“塑料”是指包括至少一种合成树酯聚合物的任何材料。
任何类型的塑料都可能是适合的。特别适合的塑料属于热塑性塑料的类别。
具体地讲,有可能使用聚烯烃、热塑性聚脂、聚酮、聚酰胺以及它们的共聚物。类似地还可以使用聚合物或共聚物的一种共混物,还可能使用具有无机、有机和/或天然填充剂的高分子材料的一种共混物,这些填充剂例如像但不限于:碳、盐类以及其他的无机衍生物类、天然或聚合纤维类。还有可能使用由叠置并且结合的多个层组成的多层结构,这些层包括至少一种以上描述的聚合物或共聚物。
经常使用的一种聚合物是聚乙烯。用高密度聚乙烯(HDPE)已经获得了优异的结果。
该储箱的壁可以由一个单一热塑层、或两个层组成。有利的是,一个或多个其他可能的附加层可以由多个层来组成,这些层是由对于液体和/或气体的一种阻隔材料制成的。优选地,对该阻挡层的性质和厚度进行选择从而使得与该储箱内表面接触的液体和气体的渗透性最小化。优选地,这个层是基于一种阻挡树酯,即不渗透燃料的一种树酯,例如像EVOH(一种部分水解的乙烯/乙烯基乙酸酯共聚物)。可替代地,该储箱可以经受一种表面处理(氟化作用或磺化作用),其目的是使该储箱不可渗透燃料。
根据本发明的储箱优选包括一个位于这些基于HDPE的外层之间的、基于EVOH的阻挡层。
储箱壁的“上部”和“下部”部分在后续的本说明书中是特指:当燃料储箱被安装于车辆上时,对应地处于上部和下部基本上水平的位置的这些壁,当然同时还具有一个侧向部分。这些部分通常是由一个被挤压于该模具的这两个印模之间的挤压件或部件来分离的。本发明允许不仅增强该储箱的下部部分(这通过使用以上提到的带件也是易于实现的),而且还增强该储箱的上部部分(这尤其是在具有用于混合动力车的储箱的情况下是特别有利的)。
由这些壁限定的容积是封闭的,即密封地容纳燃料同时允许燃料、通风装置和电力管线通过该容积,允许将多个附件放置在其内部并且对这些附件进行维修等等。
在根据本发明的方法中使用的结构构件是一个充分刚性的物体,以便处理作用于储箱上的压迫应力。它可以是一种总体上成形为一个板(平坦的物体,不必是平面:例如它可能是一个壳体)的平面结构,或者它可以是多个棒、梁或建立某种框架的类似物的一个组件。后者、即通过所述棒/梁零件的形状是优选的,因为它通常允许优化该性能/重量比。替代性地,还可以使用一种带有多个开口(如同一种巢)的壳体。
不是必需将这个结构构件制成一件式的。例如,它可以由2部分制成,它们可以在燃料储箱的两侧上滑动并且可以独立地将它固定到储箱上/从储箱上卸除。它还可以建造为多个分离的构件(像具有“C”形的框架),这些框架被连接在一起(至少为2乘2)并且被固定到储箱壁上(例如:固定到其挤压件上或者多个固定筋上)以便提供根据本发明的至少2个固定点以及至少一个接触点。当所述结构构件是多件时,所述多个件优选是机械地相连接的(如将在以下定义的),以便使得所述构件实际上作为强化件而起到将负载/压力从储箱的多个将要经历高形变的部分上传输到多个不会经历高变形的部分上的作用。
所述结构构件可以是塑料的,如果所述构件被焊接到储箱壁上,优选的是与制作该储箱壁的塑料相同或相兼容的一种塑料,尽管在多数情况下,一种金属或另一种不相容的材料将是优选的,以便得到更高的模量。在这方面,金属和纤维增强的聚酯像SMC(片状模压化合物)给出了良好的结果。总体地,这些化合物是由纤维增强的聚酯组合物制成。
根据本发明,该至少一个接触点是处于一个部分中,在这个部分中变位(形变)在使用中(当储箱被装满时)是高的。总体地,这样一个部分基本上位于下部或上部壁的中心和/或其“自由”部分的中心(例如:一个鞍形储箱的一个凹座的上部壁的中心)。在任何情况下,这样一个位置对于本领域普通技术人员是易于确定的,例如,通过使用软件建模工具和/或实验、或者仅仅基于他具有的对于类似形状储箱的经验。值得注意的是,这种“接触”优选是在静止时在接触点处建立的,或者替代性地,是在一个轻微的超压下,该第一实施方案通常是优选的。
还根据本发明,该至少两个固定点是位于储箱壁的两个不同部分中,在这两个部分中变位是低的(与另外的前一个部分中相比较)。值得注意的是,在这方面,该结构构件还可以在其接触点处固定到储箱壁上,实际上这在某些情况下甚至是优选的(此时,储箱还可以处于真空状态)。事实上,“固定”意味着一种机械连接(通过多个铆钉、钉子、夹子或类似物)、焊接、粘合部分或者必须将其除去或毁坏才能将结构构件从储箱壁的这个点处去除的任何其他连接。
优选地,这个或这些固定点(在低的变位部分中)以及这个或这些接触点(在高的变位部分中)的数量和位置是尽可能地(考虑到实际中的局限性主要是由于储箱的几何形状以及它在车辆下部的环境造成的)与在储箱壁上这种变位对应地最低处和最高处的这些点相接近。这可以容易地通过使用软件建模工具和/或如以上说明的实验来确定。
根据本发明的一个第一实施方案,该结构构件在其多个固定点处(并且优选地还在其一个或多个接触点处)被焊接到储箱壁上。术语“点”于是应该认为是指代焊接区域,即表面(在储箱壁与结构构件之间的界面,此处塑料分子在已经被熔化/熔融在一起之后均彼此相互作用)的一个焊接区域,这个焊接区域是足够宽的以提供如以上说明的、有效的固定和负载(应力)传输。焊接带来的优点是对于储箱而言在所有轴线上均受到约束。在这种情况下,一个优选的实施方案包括:为该结构构件选择一种材料,这种材料的刚性大于燃料储箱的塑料的刚性,并且用如以上定义的塑料(可焊接到该储箱壁上)对其焊接区域(多个固定点)进行包覆模制和/或将多个塑料焊接脚固定(例如,通过一种快速连接系统)到这些点上。从工业观点上来看包覆模制是特别容易的(减少了组装步骤)。
这个实施方案以焊接到燃料箱底部上的一个框架或一个平面平坦结构构件给出了良好的结果。在实践中,对于具有大致矩形截面的储箱而言,该储箱将对应地在储箱壁的中部及其下部或上部的4个拐角处被固定到车辆的车身底座上。因此,在一个优选的实施方案中,存在着对应地基本上位于储箱壁中部及其下部或上部的四个拐角的5个焊接点。
根据本发明的第二个实施方案,该结构构件被机械地固定到储箱上。这样做的方式之一是仅仅通过使用在这两个部分上的对应的轮廓来将该构件夹紧(快速紧固)到储箱上。
因为多数储箱配备有一个挤压件(如以上定义的),方便的是给予该结构构件一个适当的形状和轮廓使得它可以夹紧在该挤压件上。因此,这个实施方案通过被成形为半壳体的多个结构构件给出了良好的结果。在这方面,多个SMC半壳体给出了良好的结果。
然而这种解决方案的一个缺陷是,在塑料燃料储箱上的模制公差通常是较高的(即,尺寸精确度是较低的),从而使得所述夹紧作用可能有时不是确实有效的。为了避免这样,一种解决方案可以使用一种设备,其中多个夹子定位于一个固定位置并且可以在固定位置处间隔开地(相对于所述设备)焊接到该挤压件上,从而使得夹紧作用可以发生在这些夹子上而不是发生在挤压件自身上。替代性地,多个固定部件(多个夹子或其他类型的件)可以固定于储箱底部上或者侧壁上而不是固定于挤压件上。
在这个实施方案中,这个或这些接触点优选成形为筋(位于这两个部分上:储箱和结构构件,并且具有一种匹配的形状和尺寸,以便有效地在两个部分之间进行接触),其几何形状可以被适配以便避免燃料陷落在2个筋之间(如果这些筋位于底部)或者避免在这些通风管线(在这些筋被定位于上部壁上的情况下)中发生虹吸。在这方面,螺旋形状可以是有利的。
将结构构件机械地固定到储箱上的另一种方式是可以使用至少一个轻触点(即,储箱的上部壁和下部壁被焊接在一起处的一个点)、位于轻触点的两侧上并且通过某种经过该轻触点的杆(棒)连接在一起的2个平坦构件(板)。在这种情况下,这些接触点事实上是这些平坦构件与储箱上部壁和下部壁之间的接触表面,并且这些固定点对应地是在轻触点所在的上部和下部储箱壁上。
本发明还涉及通过以上描述的方法获得的一种储箱并且涉及其在混合动力车中的用途。总体地,为此目的,储箱在几个离散位置处与车身底座相接触,从而使得上部储箱表面的其余部分不受约束,并且类似地,多条带件在底部表面的一小部分上与储箱底部相接触。
在这个实施方案中,在该固定方法的过程中,多个固定带可以由该结构构件约束并且通过该结构构件附接到该储箱上而被运输至制造商。这减小了进入装配厂的部件的数量。
因此,本发明还涉及一种用于将燃料储箱组装到(优选为混合动力)车辆上的方法,该方法包括以下步骤:
将多个固定带放置在储箱的底部壁之上
将一个结构构件在以上定义的多个点处固定到该储箱的所述底部壁上并且以此方式来约束(维持在位、固定)这些固定带以便获得一个不带有任何移动部件的组件
通过这些固定带并且最终通过其他协助性的机械固定装置(多个铆钉、螺钉...)将该组件附接到车辆的车身底座上。
最后,值得注意的是,本发明(特别是外部增强构件)当然可以与现有技术的这些解决方案(即:具有如以上描述的那些内部强化物)组合。在这方面,一个有意义的实施方案在于,将本申请的目标与共同未决的申请之一FR0952651(其内容通过引用被结合在本申请中)相组合,它涉及使用多个内部空心立柱,这些立柱除了具有增强功能外还具有在燃料系统/储箱(通风、液体/气体分离...)内的积极功能。
本发明的另外的细节将使用所附的图1至图7予以披露,这不应解释为将本发明的范围限制为图中所展示的这些实施方案。图8涉及本发明的一个替代方案,它在某些情况下对于减小变位可能是同样有效的。
图1至图3涉及一个实施方案,在该实施方案中,该结构构件被焊接到储箱上,图1示出根据本发明一个优选实施方案的一个储箱1的底部和侧视图二者;图2示出了图1的截面A-A;并且图3示出了本发明的另一个次级实施方案。
图4至图7涉及执行本发明的另一个实施方案的不同方式,根据这些方式,结构构件被机械地固定到该储箱壁上。
图8涉及本发明的一个替代实施方案,在该实施方案中,使用了几个结构构件,这些构件本身不是刚性的但它们能够在储箱的大多至关重要的部分处(即在其上部部分上)约束变位。
在图1至图3的实施方案中,使用多个带件2来将储箱1约束到车辆的车身底座上。总体而言,储箱1在几个离散位置处与车身底座相接触,从而使得上部储箱表面的其余部分是不受约束的。类似地,这些带件2在底部表面的一个小部分上并且还在其侧壁的一个部分上(见图1的下部部分,即储箱的侧视图)与储箱1的底部相接触。
在图1中示出的结构构件3是由一种材料构成的,这种材料具有的刚度远远大于储箱壳体1的刚度。在这个图中,5个HDPE脚4被包覆模制到该构件3上以允许其焊接到储箱1的底部表面上。其结果是,构件3起到了抵消该储箱壳体1上的压力的作用,通过将负载传输到储箱1的这些拐角上(之后在此负载将处于纯拉伸而不是向储箱1的中心弯曲的形式)从而最终减小了该储箱1的底部的变位的量值。
如以上说明的,实现的一个额外的益处是,这些带件2在该焊接方法中可以由构件3来约束并且可以与附连到储箱1上而被运送至制造商。这减小了进入到装配厂的部件的数量。如果需要的话可以将这个构件3焊接到储箱的底部和/或顶部上,以减小由高蒸汽压力引起的变位。
图2展示了不同的结构性截面5、6、7中的一些,这些截面可以用来产生必要的刚度以便在压力下维持该储箱的底部。在这个图中,5、6和7是这些用于处理该储箱/结构的应力的优选梁截面中的一部分的切面。未划斜线的区域是该结构的未切的部分的其余部分。
图3示出了另一个实施方案,在该实施方案中,结构构件9沿该储箱的表面是连续的。在这种情况中,该构件9可以由一种玻璃纤维或碳纤维复合物构成以便产生最佳刚度。如果构件9的刚度不是足够的,则增加多个增强棒8(例如,是金属的)来确保适当的刚度。这些棒8可以是在结构9中形成的轮廓或者是具有与图2的那些相类似的轮廓的多个分离的棒。
在图4中,一个SMC半壳体11被夹紧于燃料储箱1的挤压件上,其中仅画出了经过下部壁的一个截面。储箱1以及半壳体11包括作为接触点起作用的多个匹配筋。
图5示出了一个类似的、但此时被固定到多个固定部件12上的半壳体11,这些固定部件是由该储箱壁包覆模制的。所展示的截面经过一个没有接触筋的平面(换言之:这个实施方案还使用多个筋作为接触点(区域),但它们在所展示的截面上是不可见的)。
图6示出的实施方案是使用该储箱壁1中的一个轻触点来安装2个平坦的SMC构件,这两个构件是使用一个垂直棒来连接和固定到该储箱1上的。
图7示出了(左:一个俯视图;以及右:一个部分的垂直截面)实施方案,该实施方案使用多个C形的框架13,这些框架是使用多个金属连接件14连接在一起的并且它们是使用穿过该储箱挤压件的多个固定部件15而固定到该储箱1上的。
图8示出了一个替代实施方案,其中,玻璃或炭纤维16被附接到2个焊接于该储箱表面上的夹子17上,并且其中所述纤维至少基本上在它们的中间与该储箱壁1相接触。优选地,当储箱为空(未处于压力下)或者至少在储箱中存在轻微的超压时,所述接触已经建立。
真空条件下为了减小变位,在储箱内部可以使用一种类似的原则。在PHEV上,减压可以减小直到150至200毫巴,于是这将是一个良好的实施方案。
当然,同样可能和有利的是内部与外部结构构件的组合。

Claims (13)

1.一种用于增强刚性塑料燃料储箱的方法,该储箱包括一个限定了一个内部封闭容积的壁,根据该方法,在位于所述壁的、当该储箱被注满燃料时引起的变位较低的两个不同部分中的至少两个点中,一个结构构件在该封闭容积的外部被固定到该储箱的壁上,并且所述结构构件在所述壁的、相对于所述变位较低的部分变位较高的一个部分中与该储箱壁具有至少一个接触点。
2.根据前项权利要求所述的方法,包括以下步骤:
在该储箱壁上标示至少一个高的变位部分以及至少两个低的变位部分;并且
将在该内部封闭容积的外部的该至少一个高的变位部分和该至少两个低的变位部分与刚性的所述结构构件机械地相连接,其方式为使得所述结构构件在该高的变位部分的至少一个点中与该储箱壁具有至少一个接触点,并且在该至少两个低的变位部分的每一个中与该储箱壁具有至少一个固定点,这些接触点和固定点不是对齐的但限定了一个平面。
3.根据以上权利要求中的任一项所述的方法,其中该结构构件被成形为一个板或者成形为建立一个框架的多个棒或梁的组件。
4.根据权利要求2所述的方法,其中,该储箱壁包括一个上部部分和一个下部部分,其中,该储箱以及该结构构件是在这些固定点以及该接触点处被焊接在一起的。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其中,该结构构件是由一种材料制成,该材料的刚性大于该燃料储箱的塑料的刚性,所述方法包括通过一种可焊接到该储箱壁上的塑料来对所述结构构件的焊接区域进行包覆模制。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,存在5个焊接点,这些焊接点对应地基本上位于储箱壁的中部及其下部或上部的四个拐角中。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,该储箱包括一个挤压件并且其中该结构构件是由SMC制成的一个半壳体,该半壳体被夹紧到该挤压件上。
8.根据权利要求7所述的方法,其中多个夹子在固定位置处被间隔开地焊接到该挤压件上并且其中该半壳体被夹紧在这些夹子上。
9.根据权利要求7或8所述的方法,其中,这个或这些接触点被成形为位于该储箱及该结构构件上的多个筋,所述多个筋具有一种机加工形状和尺寸。
10.根据权利要求1或2所述的方法,其中该储箱包括至少一个轻触点,并且其中位于该轻触点的两侧上的2个平坦的构件是使用穿过所述轻触点的一个杆而连接在一起的。
11.根据权利要求7或8所述的方法,其中该结构构件包括具有“C”形状的多个框架,这些框架被连接在一起,至少2行2列,并且被固定到该储箱的所述挤压件上以及至少一个固定筋上。
12.通过根据以上权利要求中的任一项所述的方法获得的一种储箱在混合动力车辆中的用途。
13.一种用于将燃料储箱组装到车辆上的方法,该方法包括以下步骤:
将多个固定带放置在该储箱的底部壁上;
使用根据权利要求1至11中任一项所述的方法将一个结构构件固定到该储箱的所述底部壁上,并且其方式为使得对这些固定带进行约束并且获得不带有任何移动部件的一个组件;并且
通过这些固定带将该组件附接到该车辆的车身底架上。
CN201080026495.5A 2009-06-15 2010-06-09 用于增强刚性塑料燃料储箱的方法 Expired - Fee Related CN102802992B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18710609P 2009-06-15 2009-06-15
US61/187,106 2009-06-15
EP09164677A EP2272704A1 (en) 2009-07-06 2009-07-06 Process for reinforcing a plastic fuel tank
EP09164677.8 2009-07-06
PCT/EP2010/058075 WO2010145976A1 (en) 2009-06-15 2010-06-09 Process for reinforcing a rigid plastic fuel tank

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102802992A CN102802992A (zh) 2012-11-28
CN102802992B true CN102802992B (zh) 2016-01-20

Family

ID=41066037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080026495.5A Expired - Fee Related CN102802992B (zh) 2009-06-15 2010-06-09 用于增强刚性塑料燃料储箱的方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9242550B2 (zh)
EP (2) EP2272704A1 (zh)
JP (1) JP5951482B2 (zh)
KR (1) KR101740747B1 (zh)
CN (1) CN102802992B (zh)
BR (1) BRPI1011501A8 (zh)
RU (1) RU2535360C2 (zh)
WO (1) WO2010145976A1 (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8967418B2 (en) 2010-03-09 2015-03-03 Inergy Automotive Systems Research S.A. Process for manufacturing a fuel tank and use thereof in a hybrid vehicle
KR20140022412A (ko) * 2011-04-12 2014-02-24 이너지 오토모티브 시스템즈 리서치 (소시에떼 아노님) 향상된 기계 저항성을 갖는 연료 탱크
DE102012010058A1 (de) * 2012-05-22 2013-11-28 Kautex Textron Gmbh & Co. Kg Kraftstoffbehälter oder Nebenflüssigkeitsbehälter für ein Kfz aus thermoplastischem Kunststoff
DE102012010447A1 (de) * 2012-05-22 2013-11-28 Kautex Textron Gmbh & Co. Kg Behälter aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Kraftstoffbehälter oder Nebenflüssigkeitsbehälter für ein Kfz
GB2504476B (en) * 2012-07-27 2015-08-26 Caterpillar Ni Ltd Base and Integral Recess for a Generator
US9428044B2 (en) * 2013-08-01 2016-08-30 Ti Automotive Technology Center Gmbh Closed tank system
JP6032168B2 (ja) 2013-09-25 2016-11-24 トヨタ自動車株式会社 燃料タンク及び燃料タンク取付構造
US9981550B2 (en) * 2014-11-18 2018-05-29 Yachiyo Industry Co., Ltd. Vehicle body mounting structure for a fuel tank
US9908268B2 (en) * 2015-02-06 2018-03-06 Adam John Keller Baffle tank for filtering a fluid and a method of forming the baffle tank
DE102015221366A1 (de) * 2015-10-31 2017-05-04 Ti Automotive Technology Center Gmbh Satteltank mit Schwappsperre
US10925128B2 (en) * 2016-06-10 2021-02-16 Eaton Intelligent Power Limited Current tuneback in light emitting diode luminaires
CN109996976B (zh) * 2016-06-24 2022-06-28 麦加戴恩国际有限公司 包覆模制可焊接环的差速器
JP6904877B2 (ja) * 2017-10-25 2021-07-21 トヨタ自動車株式会社 燃料タンクの車両取付構造
FR3077780B1 (fr) * 2018-02-13 2020-01-17 Psa Automobiles Sa Ensemble d’un support raidisseur et d’une sangle pour reservoir de carburant de vehicule automobile
CN110722980A (zh) * 2018-07-17 2020-01-24 泽菲罗斯有限公司 用于燃料箱的结构增强件
CN113561766B (zh) * 2021-08-20 2023-11-14 重庆益弘防务科技有限公司 一种抗冲击高安全性塑料油箱

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1496883A (zh) * 2002-10-22 2004-05-19 ���\�й�ҵ��ʽ���� 碳罐安装结构
GB2430183A (en) * 2005-09-16 2007-03-21 Nissan Technical Ct Europ Ltd Tank assembly with embedded strap

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR952651A (fr) 1947-09-03 1949-11-22 Bigoudi pour application de liquide à permanente à froid et pour mise en plis
US3596794A (en) 1969-11-18 1971-08-03 Phillips Petroleum Co Supporting apparatus
JPS507281A (zh) 1973-05-25 1975-01-24
US4214721A (en) * 1978-04-14 1980-07-29 Grumman Aerospace Corporation Aircraft collapsible fuel tank
JPS58192122U (ja) 1982-06-17 1983-12-21 日産自動車株式会社 樹脂タンクの支持構造
US4886180A (en) * 1988-12-09 1989-12-12 Chrysler Motors Corporation Reinforcement for a plastic fuel tank
JP2000018487A (ja) * 1998-07-03 2000-01-18 Suzuki Motor Corp タンクプロテクタ取付構造
AU2341900A (en) 1998-09-03 2000-04-10 Lockheed Martin Corporation Automated fuel tank assembly system and method
DE10104511A1 (de) * 2001-01-31 2002-08-29 Ti Group Automotive Systems Te Kraftstoffbehälter mit Zuganker
JP3650884B2 (ja) * 2001-05-17 2005-05-25 住友建機製造株式会社 タンク固定構造
JP4034104B2 (ja) * 2002-04-08 2008-01-16 株式会社パイオラックス 燃料タンクへの遮熱板取付け構造
JP2004203094A (ja) * 2002-12-24 2004-07-22 Toyota Motor Corp タンク部材断熱構造
JP2006001381A (ja) * 2004-06-16 2006-01-05 Honda Motor Co Ltd 固定部材
JP4086018B2 (ja) 2004-07-15 2008-05-14 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車およびその制御方法並びに動力出力装置
RU49762U1 (ru) * 2005-05-19 2005-12-10 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" Скоба крепления экрана трубопроводов на днище кузова транспортного средства
JP4299831B2 (ja) * 2005-12-28 2009-07-22 本田技研工業株式会社 燃料タンク
JP4178479B2 (ja) * 2006-04-19 2008-11-12 本田技研工業株式会社 燃料タンクの支持構造
JP4762823B2 (ja) * 2006-08-04 2011-08-31 株式会社パイオラックス 自動車用樹脂部品の保護構造
KR20120016097A (ko) 2009-04-23 2012-02-22 이너지 오토모티브 시스템즈 리서치 (소시에떼 아노님) 내크립성이 향상된 플라스틱 연료탱크 및 그 제조 방법
US8967418B2 (en) 2010-03-09 2015-03-03 Inergy Automotive Systems Research S.A. Process for manufacturing a fuel tank and use thereof in a hybrid vehicle

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1496883A (zh) * 2002-10-22 2004-05-19 ���\�й�ҵ��ʽ���� 碳罐安装结构
GB2430183A (en) * 2005-09-16 2007-03-21 Nissan Technical Ct Europ Ltd Tank assembly with embedded strap

Also Published As

Publication number Publication date
US20120097318A1 (en) 2012-04-26
WO2010145976A1 (en) 2010-12-23
BRPI1011501A8 (pt) 2017-12-12
CN102802992A (zh) 2012-11-28
JP5951482B2 (ja) 2016-07-13
EP2442999A1 (en) 2012-04-25
JP2012530013A (ja) 2012-11-29
KR101740747B1 (ko) 2017-06-08
KR20120028941A (ko) 2012-03-23
RU2012101320A (ru) 2013-07-27
BRPI1011501A2 (pt) 2016-03-22
RU2535360C2 (ru) 2014-12-10
US9242550B2 (en) 2016-01-26
EP2272704A1 (en) 2011-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102802992B (zh) 用于增强刚性塑料燃料储箱的方法
US9254609B2 (en) Battery pack case assembly for electric and hybrid vehicles using a plastic composite and method for manufacturing the same
CN104955670B (zh) 燃料箱的车身安装结构以及燃料箱的防变形件
US10047910B2 (en) Apparatus for fastening gas vessel and manufacturing method of the same
CN104220247B (zh) 具有与板表面平行设置的蜂窝芯的蜂窝结构以及蜂窝结构的制造方法
US8720732B2 (en) Plastic fuel tank with increased deformation stability
CN103534076B (zh) 用于制造塑料燃料储箱的方法
CN108146230B (zh) 用于车辆的燃料箱的刚度加强装置
CN102341260A (zh) 塑料质燃料容器
US10994465B2 (en) Rigid connecting device for connecting the upper and lower surfaces inside an oil tank and production method of the oil tank
US20090058144A1 (en) Chassis frame for fuel cell vehicle
US20220220587A1 (en) Aluminum alloys and structures
CN207595065U (zh) 钢塑混合汽车仪表板支架总成及汽车
CN109203980A (zh) 一种新式高压塑料燃油箱内部箱体支撑件
CN107856746A (zh) 钢塑混合汽车仪表板支架总成及汽车
GB2561363A (en) Battery unit for mounting into chassis for providing increased torsional strength
US20230011781A1 (en) Al-mg-si based near-eutectic alloy composition for high strength and stiffness applications
CN208760419U (zh) 一种新式高压塑料燃油箱内部箱体支撑件
CN114311611A (zh) 一种高强度液体储箱及其制备方法
CN109080423A (zh) 一种混合动力汽车蓄电池安装支架结构
US20240278856A1 (en) Lightweight high-efficiency composite automobile design for passenger and cargo applications
CN205311332U (zh) 塑料燃料箱
KR20220142293A (ko) 프런트 엔드 모듈용 캐리어 및 이의 제조방법
KR20240084859A (ko) 전기 자동차용 배터리팩 하부케이스
KR20230140976A (ko) 전기차용 경량 배터리 하부 케이스

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Brussels

Patentee after: NERGY AUTOMOTIVE SYSTEMS RESEARCH (SOCIeTe ANONYME)

Address before: Brussels

Patentee before: INERGY AUTOMOTIVE SYSTEMS RESEARCH (Societe Anonyme)

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160120

Termination date: 20200609