CN110267836B - 用于机动车车身上的车辆电池的固定组件以及用于将车辆电池安装在机动车中的方法 - Google Patents

用于机动车车身上的车辆电池的固定组件以及用于将车辆电池安装在机动车中的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于将车辆电池固定到车身上的固定组件，包括用于固定在车辆电池的壳体上的固定元件和用于可拆卸地固定在车身的车身部件上的固定装置，其中，这样构造所述固定元件和固定装置，使得它们在将车辆电池安装到安装位置中时材料锁合、形锁合或力锁合地彼此连接。

Description

用于机动车车身上的车辆电池的固定组件以及用于将车辆电 池安装在机动车中的方法
技术领域
本发明涉及一种可电动运行的机动车、尤其是具有用于牵引驱动的车辆电池的机动车。本发明还涉及一种用于将车辆电池固定在机动车车身上的措施和装置。
背景技术
可电动运行的机动车通常需要车辆电池作为用于牵引的电能存储器。车辆电池基于所需的电容具有大的结构尺寸和高重量并且因此常常固定在乘客舱下方的车身底板上。基于传统车辆电池的紧凑性，车辆电池通常也有助于在前桥和后桥之间的车身框架的机械稳定。
由于车辆电池设置在乘客舱下方，因此出于舒适性原因车辆电池的高度受限。基于电池单元的大体积，这种车辆电池在侧向方向上几乎在整个车辆宽度和前桥与后桥之间的距离上延伸。
为了固定到车身上，车辆电池具有环绕的固定法兰，借助该固定法兰车辆电池被拧紧到或以其它方式固定到车身底板上。但车辆电池的这种布置基于其高重量和扁平的设计在机动车运行期间可导致低频振动，这被认为是不舒适的。避免这种振动的常见解决方案是将车辆电池通过其壳体盖固定到车身上。
因此，文献US 8,336,658 B2公开了一种具有内部通孔的车辆电池，这些通孔贯穿储存容积。通过插入通孔中的螺钉实现车辆电池的固定。但这种通孔构成车辆电池壳体的薄弱点，其只能以很高的成本密封以防止污物或湿气进入。通常这种解决方案不耐老化且不耐腐蚀。
基于车辆电池的布置和结构高度通常减小了车身底部区域中的加强结构。车身刚度的降低可导致低频振动，这可通过可振动设置的构件进一步加剧。
还存在这样的问题：在机动车初装期间不能或只能在干扰制造过程的情况下到达乘客舱，因而不能简单地将车辆电池以其壳体上侧固定到车身的车身支架上。此外，为了更换或维护车辆电池，还必须能够在初装之后以简单的方式从车身上拆卸车辆电池。
发明内容
本发明的任务是提供一种用于车辆电池的改进的固定可能性，借助其车辆电池也可以壳体侧面无法兰地固定到车身上。在此应这样进行固定，使得在初装时无需通过乘客舱内部将车辆电池安装到车身上的安装步骤，但可在后来将其移除以便进行维护或更换。
所述任务通过一种用于机动车中的车辆电池的固定组件、根据一种机动车的车身组件以及一种用于在机动车辆中安装和拆卸车辆电池的方法来解决。
根据第一方面提出一种用于将车辆电池固定在车身上的固定组件，包括：
-用于固定在车辆电池壳体上的固定元件；
-用于可拆卸地固定在车身的车身部件上的固定装置；
其中，所述固定元件和固定装置这样构造，使得它们在将车辆电池安装到安装位置中时材料锁合、形锁合或力锁合地彼此连接。
根据另一方面提出一种用于将车辆电池安装到车身上的方法，包括下述步骤：
-将固定装置可拆卸地固定在车身的车身部件上；
-将固定元件固定在车辆电池的壳体上；
-将车辆电池定位在车身上的安装位置中，在此，固定元件与固定装置持久连接。
上述固定组件的构思在于，其设有固定元件，该固定元件在车辆电池初装之前可拆卸地固定在车身上。此外，电池壳体设有固定装置。这样构造所述固定元件和固定装置，使得它们能实现车辆电池在车身上的材料锁合、形锁合或力锁合连接。车辆电池在车身上的连接在此通过将车辆电池简单地放置在车身上实现，在此，车辆电池运动到车身上的所述位置中。当车辆电池处于其安装位置时，固定元件和固定装置彼此形成持久的、不可简单拆卸的、可承受负荷的连接。因此，在将车辆电池插入其安装位置中时在固定元件和固定装置之间并且因此在车身和车辆电池的壳体之间可没有进一步动作地形成连接。
例如可通过将车辆电池沿车辆电池的壳体边缘上的固定法兰拧紧到车身上而将车辆电池送入安装位置中。通过拧紧车辆电池与车身的螺纹连接，固定装置被压向固定元件并且由此实现固定元件和固定装置之间的连接。
如果应从车身上取下车辆电池，则为此规定，通过从乘客舱内部的操作来拆卸可拆卸地安装在车身上的固定装置。固定装置在车辆电池初装之前从乘客舱可拆卸地固定到车身上并且在初装之后提供再次从车身上拆卸车辆电池的可能性。
以这种方式可提供这样的固定组件，其能在不进入乘客舱的情况下实现初装。在初装之后，固定组件是可拆卸的，因为它尤其是通过可拆卸连接与车身连接。
用于连接固定装置与固定元件的连接装置尤其可以是粘合连接部，其以特别简单的方式为车辆电池的定位提供公差补偿。
总的来说，这种固定组件能实现特别简单的初装，且无需为固定组件提供明显的安装空间。
此外，连接装置可以粘合剂的形式引入固定元件和固定装置之间。
尤其是构造成固定板形式的固定元件可具有用于容纳螺纹连接的通孔。
此外可规定，连接装置的粘合剂完全包围通孔。由此穿过通孔的螺钉可保持干燥并且仍可拆卸螺钉。
根据一种实施方式，固定装置可在粘合剂施加侧上具有环绕的、朝向固定元件方向突出的边缘。由此可避免未硬化的粘合剂从固定装置溢出或流出到车身上。
此外，固定元件可设有卡锁元件并且固定装置可设有卡锁装置，它们可彼此卡锁。
根据一种实施方式，固定装置可具有用于与车身螺纹连接的装置、尤其是螺孔。这允许从车身的乘客舱拆卸车辆电池连同安装其上的固定组件。
根据另一方面提出一种车身组件，其包括车身、车辆电池和上述固定组件，所述固定组件设置在车辆电池的壳体侧面和车身的车身部件之间，固定组件构造用于在将车辆电池安装到车身上的安装位置中时持久连接固定元件与固定装置。
此外，固定装置可拆卸地与车身的车身部件连接并且固定元件与车辆电池的壳体侧面连接。
根据一种实施方式，固定元件可通过螺纹连接与车辆电池的加强型材连接。
可规定，固定装置通过螺纹连接与车身的车身部件连接，该螺纹连接可从车身的乘客舱拆卸。
附图说明
下面参考附图详细阐述实施方式。附图如下：
图1示出安装有车辆电池的车身的仰视图；
图2示出用于通过粘合连接部将车辆电池固定到车身上的固定组件的横截面图；
图3示出处于未安装状态的图1的固定组件的透视图；
图4示出用于说明将车辆电池初装到车身上的方法步骤的过程流程图；和
图5a至5c示出用于在固定元件与固定装置之间的形锁合连接的其它连接装置。
具体实施方式
图1示出安装有车辆电池2的机动车车身1的仰视图。可以看到车身1，其具有用于容纳车辆电池2的凹部11。车辆电池2构造成具有10和30cm之间的厚度并且因此具有占据机动车前桥和后桥位置之间的大部分长度和车身1的大部分宽度的侧向尺寸。
车辆电池2具有完全或部分环绕的固定法兰21，该固定法兰在车辆电池2壳体的侧面(侧表面)上包围车辆电池2的壳体。通过固定法兰21，车辆电池2可借助可拆卸连接、尤其是经由螺纹连接22与车身1连接。为了避免振动，现在规定，在车身1凹部11中的车身部件12(参见图2)和车辆电池2的壳体侧面23(垂直于厚度方向的侧面)之间设置固定装置，从而可避免车辆电池2或车身1的车身部件在被固定法兰21包围的区域中的振动。
图2示出具有固定组件4的机动车局部的横截面图，借助该固定组件车辆电池2以其可由壳体盖形成的壳体侧面23与车身1的车身部件12固定。固定组件4用于附加地在与车辆电池2的边缘间隔开的内部区域中将车辆电池2固定到车身部件12上，在车辆电池2初装期间不能从车身1的朝向车辆电池2安装位置的一侧接近该内部区域。
车辆电池2的壳体24包围电池单元25，这些电池单元保持在具有加强型材26的框架中。壳体侧面23通过具有螺钉5的第一螺纹连接保持在加强型材26上，该螺钉从外部延伸穿过壳体侧面23的螺孔28并且可拧入加强型材26的相应螺纹29中。在壳体侧面23和加强型材26之间可设置间隔套筒27，该间隔套筒保护车辆电池2的内部以防污物或湿气通过螺孔28进入。
在壳体侧面23的外侧上，固定组件4的固定元件41可设置在壳体侧面23上并且与壳体侧面例如通过焊接、粘接或类似措施连接。螺钉5可穿过固定元件41并且附加地连接固定元件41与车辆电池2的壳体侧面23。
设置固定装置42，其通过可拆卸连接43、如螺纹连接与车身1的车身部件12连接。螺纹连接43优选可从乘客舱、例如通过底板14中的相应接近开口15拆卸。为了拆卸螺纹连接43，可将在螺钉43b上的螺母43a拆卸。
在本实施例中，固定元件41和固定装置42设计为第一或第二固定板61、62，它们在车辆电池2的安装状态中、即在其安装位置中彼此相对置，第一固定板61具有用于容纳螺钉5的通孔61a。
在图3的透视图中可以看到，固定元件41可构造为圆形第一固定板61，其具有通孔61a，该通孔与车辆电池2的螺孔28重合，使得螺钉5以其螺钉头51将固定元件41附加地保持在车辆电池2的加强框架26上。第二固定板62在第一固定板61的通孔61a区域中具有开口62a，通过该开口可接近螺钉5的螺钉头51并且在从车身1上取下固定组件4之后可移除螺钉，以便从车辆电池2上拆卸固定组件4。
在固定元件41和固定装置42之间可设置连接装置44，该连接装置在本实施例中可构造为粘合连接部。在图3中可以看到固定元件41和固定装置42的环形设计，粘合连接部也围绕螺钉5周向封闭地设置。因此可通过固定元件41、固定装置42、车身1的车身部件12和粘合连接部44实现一个干燥空间，该干燥空间通过粘合连接部相对于外部环境密封。因此可附加地实现车辆电池2壳体内部的防潮或防污染的密封。
所显示的固定组件4允许将车辆电池2在初装时安装到车身1上，且在安装车辆电池2时不需要进入乘客舱。
在图4中借助流程图示出安装步骤。首先，在步骤S1中将固定装置42安装到车身1的车身部件12上。这借助可拆卸连接43、尤其是螺纹连接43实现。
在步骤S2中必要时在粘合连接部43的情况下将粘合剂这样施加到固定元件41或固定装置42上，使得粘合剂包围螺钉5的螺钉头51或应容纳螺钉头51的通孔。在固定元件41和固定装置42之间设置形锁合或材料锁合连接的固定组件4的情况下则不需要该步骤。
在步骤S3中将设有固定元件41的车辆电池2送入安装位置中并且通过将固定法兰21拧紧到车身1上而固定在那里。
在将车辆电池2安装到车身1上时，固定元件41被压到固定装置42上并且由此根据连接装置的类型无需进一步行动就可形成材料锁合、形锁合或力锁合连接。从而可避免车身1的车身部件12和/或车辆电池2的振动。
在粘合连接部的情况下，固定装置42可设有向固定元件41方向突出的外边缘46，以确保在将车辆电池2安装到车身1的车身部件12上时最初为液态的粘合剂不到达固定装置42的区域之外并在车身1的车身部件12和固定组件4或车辆电池2的壳体侧面23之间形成直接的、不可拆卸的连接。
为了在初装之后拆卸车辆电池2，可通过底板14中的接近开口15拆卸固定装置42与车身1的车身部件12的螺纹连接43并且因此可将整个固定组件4连同车辆电池2从车身1移除。
尽管用于实现连接装置44的粘合连接部在固定装置42和固定元件41之间的公差方面提供了特别好的公差补偿，但也可在固定元件41和固定装置42之间设置其它连接类型。例如在图5a至5c中示出形锁合连接的不同变型，它们无需附加的安装操作就可将车辆电池2固定到车身1上。每个所述固定装置42通过相应的螺纹连接(螺钉43)与车身部件12连接，从而通过从乘客舱拆卸该螺纹连接可将固定装置从车身部件12上取下。
在图5a中例如示出通过作为固定装置42的T型槽62'的锁止，作为固定元件41的蘑菇头61'被推入该T型槽中。为此需要通过在车身1的车身部件12上侧向推动车辆电池2来将其定位到安装位置中，以便实现蘑菇头61'与T型槽62'的卡锁。
图5b和5c的变型规定，卡锁装置62”、62”'形式的固定装置42被推入卡锁元件61”或61”'形式的固定元件41中，其在安装车辆电池时将固定装置42与固定元件41可靠卡锁。通常不设置这些卡锁连接的分离，而是相应的卡锁装置62”、62”'必须通过可拆卸连接与车身1这样分离，使得可将整个固定组件4与车辆电池2一同取下。
附图标记列表
1 车身
11 凹部
12 车身部件
14 底板
15 接近开口
2 车辆电池
21 固定法兰
22 螺纹连接
23 壳体侧面
24 壳体
25 电池单元
26 加强型材
27 间隔套筒
28 螺孔
29 螺纹
4 固定组件
41 固定元件
42 固定装置
43 可拆卸连接
43a 螺母
43b 螺钉
44 连接装置
46 突出的外边缘
5 螺钉
51 螺钉头
61、62 固定板
61a 通孔
62a 开口
61' 蘑菇头
62' T型槽
61”、61”' 卡锁元件
62”、62”' 卡锁装置

Claims (15)

1.用于将车辆电池(2)固定在车身(1)上的固定组件(4)，所述固定组件包括：
-用于固定在车辆电池(2)的壳体(24)上的固定元件(41)；
-用于可拆卸地固定在车身(1)的车身部件(12)上的固定装置(42)；
其中，所述固定元件(41)和固定装置(42)构造成，使得它们在车辆电池(2)被安装到安装位置中时材料锁合、形锁合或力锁合地彼此连接，能够通过乘客舱底板(14)中的接近开口(15)将固定装置(42)从车身上拆下，以便从车身上再次拆下车辆电池。
2.根据权利要求1所述的固定组件(4)，其中，以固定板(61)形式构造的所述固定元件(41)具有用于容纳螺钉(5)的通孔(61a)。
3.根据权利要求2所述的固定组件(4)，其中，所述固定装置(42)具有用于接近以便拆卸螺钉(5)的开口(62a)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的固定组件(4)，其中，在所述固定元件(41)和固定装置(42)之间引入粘合剂形式的连接装置(44)。
5.根据权利要求4所述的固定组件(4)，其中，所述连接装置(44)的粘合剂包围通孔(61a)。
6.根据权利要求4所述的固定组件(4)，其中，所述固定装置(42)在粘合剂施加侧上具有环绕的、朝向固定元件(41)方向突出的边缘(46)。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的固定组件(4)，其中，所述固定元件(41)设有卡锁元件(61”、61”')并且固定装置(42)设有卡锁装置(62”、62”')，所述卡锁元件和卡锁装置能彼此卡锁。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的固定组件(4)，其中，所述固定装置(42)具有用于与车身(1)螺纹连接的装置。
9.根据权利要求8所述的固定组件(4)，其中，所述用于与车身(1)螺纹连接的装置是螺纹或螺钉。
10.车身组件，所述车身组件包括车身(1)、车辆电池(2)和根据权利要求1至9中任一项所述的固定组件(4)，所述固定组件设置在车辆电池(2)的壳体侧面(23)和车身(1)的车身部件(12)之间，所述固定组件(4)构造用于，在车辆电池(2)被装入车身(1)上的安装位置中时将固定元件(41)与固定装置(42)持久连接。
11.根据权利要求10所述的车身组件，其中，所述固定装置(42)可拆卸地与车身(1)的车身部件(12)连接，并且固定元件(41)与车辆电池(2)的壳体侧面(23)连接。
12.根据权利要求11所述的车身组件，其中，所述固定元件(41)通过螺纹连接与车辆电池(2)的加强型材连接。
13.根据权利要求11或12所述的车身组件，其中，所述固定装置(42)通过螺纹连接与车身(1)的车身部件(12)连接，该螺纹连接能从车身(1)的乘客舱拆卸。
14.用于利用根据权利要求1至9中任一项所述的固定组件(4)将车辆电池(2)安装到车身(1)上的方法，所述方法包括下述步骤：
-将固定装置(42)可拆卸地固定在车身(1)的车身部件(12)上；
-将固定元件(41)固定在车辆电池(2)的壳体(24)上；
-将车辆电池(2)定位在车身(1)上的安装位置中，在此，固定元件(41)与固定装置(42)持久连接。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，通过将车辆电池(2)沿着在车辆电池(2)的壳体边缘上的固定法兰拧紧到车身(1)上而将车辆电池(2)装入车身(1)上的安装位置中。
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