CN110435764B - 用于尤其电池驱动的机动车辆的车身结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于尤其电池驱动的机动车辆的车身结构，具有至少一个A柱(3)、第一结构纵梁(11)、第二结构纵梁(12)、第一结构横梁(7)、第二结构横梁(9)、及用于相对于环境界定车辆客舱(13)的底板(14)；设置有驱动模块的接收空间(15)，接收空间被由第一材料形成的第一纵梁(16)、第二纵梁(17)、由第二材料形成的第一横梁(18)和第二横梁(19)界定，且还被底板(14)界定；且该车身结构具有由第三材料制成的盖板(20)。第一结构纵梁(11)和第二结构纵梁(12)至少部分地对应于第一纵梁(16)或第二纵梁(17)；第一结构横梁(7)和第二结构横梁(9)至少部分地对应于第一横梁(18)或第二横梁(19)。

Description

用于尤其电池驱动的机动车辆的车身结构
技术领域
本发明涉及一种用于尤其电池驱动的机动车辆的车身结构。
背景技术
与常见的内燃发动机相比，具有呈电池形式的驱动模块的机动车辆的驱动单元由于驱动模块的当前相对较低的能量密度而需要较高的结构空间需求。优选地，驱动模块被安置在机动车辆的地板区域中，从而使得在机动车辆的车辆客舱和行李舱中也可以存在足够的空间。
从公布文件WO 2012/117204 A1得知一种用于机动车辆的底盘，其中该底盘被设计成用于接收尤其呈电池模块的形式的驱动模块。底盘具有由铝制成的纵梁和横梁，其中这些纵梁和横梁布置在底盘中形成的空腔中，并且通过辅助元件与该底盘连接。底盘被实施成独立于机动车辆的车身结构。
从专利文件EP 2 729 348 B1和EP 2 839 524 B1同样得知一种用于机动车辆的底盘，该底盘具有两个纵梁和两个横梁，这些纵梁和横梁限制电池或多个电池的接收空间。为了产生对驱动模块的有效保护，EP 2 729 348 B1公开了一种纵梁和横梁的受限定的变形行为，例如，这些梁中的预定变形点和预定断裂点和/或由易于变形的材料引起。根据EP2 839 524 B1的公开内容，这些纵梁和横梁可以优选地由钢或挤压铝型材或铝合金或后两者的组合制成。
实用新型文件DE 20 2016 104 744 U1公开了一种用于接收驱动模块的地板组件，其中该地板组件与车身结构连接。尤其为了避免变形，地板组件具有型材梁，该型材梁尤其由轻金属、例如铝合金或镁合金制成，并且可以借助产生力配合和形状配合的连接构件进行冷接合。
从专利文件US 8,573,683 B2得知一种用于安装到车身结构中的电池模块壳体，其中该电池模块壳体具有纵梁和横梁，这些纵梁和横梁布置在壳体底板与壳体盖板之间。电池模块壳体由铝制成。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于尤其电池驱动的机动车辆的车身结构，该车身结构用于减少机动车辆的部件，尤其省去电池壳体。
根据本发明，该目的是通过一种具有下述1的特征的、用于尤其电池驱动的机动车辆的车身结构来实现的。本发明的具有便利且优选改进方案的有利设计方案在相应的下述2-11中给出：
1.一种用于尤其电池驱动的机动车辆的车身结构，该车身结构具有：至少一个A柱(3)、第一结构纵梁(11)和第二结构纵梁(12)、以及第一结构横梁(7)和第二结构横梁(9)、以及用于相对于环境界定该车身结构(2)的车辆客舱(13)的底板(14)；并且该车身结构设置有一个尤其呈电池模块的形式的驱动模块的接收空间(15)，该接收空间被由第一材料形成的第一纵梁(16)和第二纵梁(17)以及由第二材料形成的第一横梁(18)和第二横梁(19)界定，并且该接收空间还被该底板(14)界定；并且该车身结构具有用于相对于环境界定该接收空间(15)的、由第三材料制成的盖板(20)，
其特征在于，
-该第一结构纵梁(11)和该第二结构纵梁(12)至少部分地分别对应于该第一纵梁(16)和该第二纵梁(17)，并且
-该第一结构横梁(7)和该第二结构横梁(9)至少部分地分别对应于该第一横梁(18)和该第二横梁(19)。
2.根据上述1所述的车身结构，
其特征在于，
该第一材料、该第二材料和该第三材料具有相同的基础材料。
3.根据上述1或2所述的车身结构，
其特征在于，
该第一材料、该第二材料和该第三材料是合金。
4.根据上述3所述的车身结构，
其特征在于，
该合金是铝合金。
5.根据上述1-4之一所述的车身结构，
其特征在于，
所述材料的基础材料是铝、钢、镁或钛。
6.根据上述1-5之一所述的车身结构，
其特征在于，
所述纵梁(16，17)和/或横梁(18，19)是以金属板壳结构方式和/或型材结构方式设计的。
7.根据上述1-6之一所述的车身结构，
其特征在于，
所述纵梁(16，17)和/或横梁(18，19)间接地和/或直接地相互连接。
8.根据上述1-7之一所述的车身结构，
其特征在于，
所述纵梁(16，17)和横梁(18，19)的朝向该盖板(20)形成的梁面(22)位于一个平面内。
9.根据上述1-8之一所述的车身结构，
其特征在于，
形成有至少部分地包围该盖板(20)的密封元件。
10.根据上述1-9之一所述的车身结构，
其特征在于，
所述纵梁(7，9)至少部分地是该车身结构(2)的侧裙板。
11.根据上述1-10之一所述的车身结构，
其特征在于，
所述纵梁(16，17)和/或横梁(18，19)间接地和/或直接地与该底板(14)连接。
根据本发明的用于尤其电池驱动的机动车辆的车身结构包括：至少一个A柱、第一结构纵梁和第二结构纵梁、以及第一结构横梁和第二结构横梁、以及用于相对于环境界定该车身结构的车辆客舱的底板。提供有驱动模块的接收空间，该驱动模块尤其是以电池模块的形式实施的，该接收空间被由第一材料形成的第一纵梁和第二纵梁以及由第二材料形成的第一横梁和第二横梁界定。此外，为了界定接收空间，在车辆客舱的方向上设置有底板。盖板形成为用于相对于环境界定接收空间并且该盖板由第三材料制成。根据本发明，第一结构纵梁和第二结构纵梁至少部分地分别对应于第一纵梁和第二纵梁，并且第一结构横梁和第二结构横梁至少部分地分别对应于第一横梁和第二横梁。换句话说，这意味着除了包含在车身结构中的底板之外，纵梁和横梁也是车身结构的一部分。因此，可以降低成本地省去尤其以电池模块的形式形成的驱动模块的通常附加的壳体。除了降低成本之外，另一个优点是显著地节省结构空间，因为通常在驱动模块的壳体与车身结构之间形成有至少一个安装间隙，该安装间隙可以省去。
在根据本发明的车身结构的设计方案中，这三种材料，即第一材料、第二材料和第三材料，具有共同的基础材料。
通常，电池模块壳体中的电池模块以可从下方拆除的方式借助螺钉与车身结构连接。电池模块壳体主要由铝形成，而车身结构至少在连接区域中由钢制成。
根据所谓的电磁兼容性的要求，至少应避免接触腐蚀，从而将电池模块以受保护的方式布置在接收空间中。这可以通过以下方式来实现：车身结构的接收空间及其附接点暴露于环境以及由此受盐、污垢和水影响的部件具有相同的基础材料。换句话说，这意味着盖板(由此向下界定接收空间的板)和框架元件、纵梁和横梁(其横向于盖板界定接收空间)至少具有相同的基础材料，由此可避免接触腐蚀并且由此将电池模块以受保护的方式布置在接收空间中。
根据电磁兼容性，盖板必须至少部分地由金属制成，并且与横梁和纵梁处于直接贴靠，而不插入电化学分离的层(例如漆或粘合剂层)。因此有利的是，形成由具有与梁相同的基础材料的材料制成的盖板。
底板用于在车辆客舱的方向上(由此向上地)密封和界定接收空间。作为车身结构的组成部分的结构纵梁、优选侧裙板用于侧向界定接收空间。车身结构的横梁在机动车辆后部和前部方向上界定接收空间。因此，除了与现有技术相比节省结构空间之外，还实现了防腐蚀的接收空间，驱动模块可以在车身结构内部被接收在该接收空间中，因为用于形成盖板的车身结构部件的所有接口都是由基础材料(尤其具有铝)实施形成的。
有利地，第一材料、第二材料和第三材料是合金。因此，各个部件可以根据其功能具有对应的材料成分，其中这些材料可以彼此相同或不同地形成。
为了产生节省重量的轻质结构方式，优选使用铝、钢、镁或钛作为基础材料。
在具有轻质结构方式的同时，纵梁和/或横梁被设计成有利地以金属板壳结构方式和/或型材结构方式来实现优选的能量吸收。
纵梁和/或横梁优选间接地和/或直接地相互连接，其中在其接口处优选地形成焊缝。
在根据本发明的车身结构的另一实施例中，朝向盖板形成的纵梁和横梁的梁面位于一个平面中。也就是说，这些梁面被实施为平坦的，从而一方面盖板可以以简单的平板的形式形成，且另一方面接收空间可以以简单的方式相对环境被封闭。另外，为了进一步确保密封性，可以形成至少部分地界定盖板的密封元件。
优选地，相互接触的部件(梁之间可能的中间元件、底板和盖板)的所有接触边缘都配有密封元件，该密封元件有利地被设计为密封条和/或PVC带。也可以在粘合部件时使用粘性块作为密封元件。
在根据本发明的车身结构的另一设计方案中，纵梁和/或横梁间接地和/或直接地与底板连接。底板在车辆客舱的方向上封闭接收空间。通过梁与底板的间接和/或直接的连接，可以获得可靠的界定并且优选地还可以获得接收空间相对于车辆客舱的密封。因此，可以形成与电磁兼容性相对应的接收空间。
附图说明
从下面对优选实施例的描述并且借助于附图来获得本发明的其他优点、特征和细节。在不偏离本发明的框架的情况下，以上在说明书中提及的特征和特征组合以及下文在附图描述中提及的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合，不仅可以按相应给出的组合使用，而且还可以按其他的组合来使用或单独使用。相同的或功能相同的元件均被指派有相同的附图标记。在附图中：
图1从正面和底面示出了根据本发明的车身结构的透视分解图，并且
图2从背面和底面示出了根据图1的车身结构的透视分解图。
具体实施方式
机动车辆1具有在图1中示例性地示出的车身结构2，该机动车辆配备有形成为电池模块的驱动模块。同样，机动车辆1还可具有呈内燃发动机的形式的驱动模块，其中该驱动模块可以是所谓的卧式发动机，或者呈电池模块与内燃发动机组合的形式。车身结构2具有所谓的A柱、B柱以及C柱。该车身结构形成为在轿车结构(PKW-Bau)中常见地自支撑的车身结构2。
车身结构2包括机动车辆1的朝向前部6布置的第一结构横梁7和机动车辆1的朝向后部8布置的第二结构横梁9。根据车身结构2的构造，即换句话说，其涉及车身类型，例如所谓的客货两用车、轿车、轿跑车或敞篷车，结构横梁7、9可以布置在车身机构2的底侧10的不同位置。
此外，车身结构2具有第一结构纵梁11和第二结构纵梁12，这些纵梁不是必须与结构横梁7、9连接。为了相对于环境向下界定车身结构2的车辆客舱13，形成底板14。
车身结构2具有驱动模块的接收空间15，该接收空间由第一纵梁16、第二纵梁17、第一横梁18和第二横梁19界定、或者说包围。接收空间15借助底板14被向上、换句话说相对于车辆客舱13而界定并且相对于车辆客舱13密封。与底板14对置地设置有盖板20，其中梁16、17、18、19布置在这两个板14、20之间。因此，在竖直方向上在这两个板14、20之间以及在水平方向上在梁16、17、18、19之间提供用于布置驱动模块的空间。
根据本发明，纵梁16、17对应于结构纵梁11、12，并且横梁18、19对应于结构横梁7、9，或者说，反之亦然。纵梁16、17由第一材料制成，横梁18、19由第二材料制成，以及盖板20由第三材料制成，这些材料具有相同的基础材料，在此实施例中具有铝。这些材料分别是合金，所述合金除了相同的基础材料之外可以具有不同的合金组分。在本实施例中，所述合金是铝合金。基础材料同样可以是钢或镁或钛。
换句话说，根据本发明纵梁16、17和横梁18、19分别与结构纵梁11、12和结构横梁7、9成一体地形成。再次换句话说，纵梁16、17和横梁18、19分别包含在结构纵梁11、12和结构横梁7、9中，因此它们是对应的结构梁7、9、11、12的一体式组成部分。纵梁16、17和横梁18、19可以分别完全地或部分地对应于结构纵梁11、12和结构横梁7、9。
同样地，纵梁16、17和横梁18、19还可分别独立于结构纵梁11、12和结构横梁7、9形成，并且与这些结构纵梁和结构横梁形状配合和/或力配合和/或材料配合地连接，其中这些纵梁和横梁可以将结构纵梁11、12或结构横梁7、9接收到其内部的方式形成。在此实施方式中，为了实现电磁兼容性，对置布置的梁区域必须优选地通过焊接来密封。
纵梁16、17和/或横梁18、19可以例如是以金属板壳结构方式和/或型材结构方式设计的。在本实例中，这些纵梁和横梁以型材结构方式形成为挤压铝型材。
因此，纵梁16、17非直接地、或换句话说间接地借助结构元件21与横梁18、19连接。这些结构元件21以铝板的形式形成。同样地、这些结构元件可被实施为铝压铸件或铝锻造零件或者铝挤压型材。在此，纵梁16、17、横梁18、19和对应的、定位在其间的结构元件21等部件相互材料配合地通过焊接连接。同样地，这些纵梁、横梁、结构元件还可形状配合地和/或力配合地和/或材料配合地相互连接，例如以与粘合组合的方式机械接合。
根据车身结构2的构造以及因此以纵梁16、17和横梁18、19的形式，这些纵梁和横梁也可以在其间不插入结构元件的情况下直接地、换句话说非间接地相互连接。纵梁16、17和横梁18、19同样可以形状配合地和/或力配合地和/或材料配合地相互连接。在上述实施例中，这些纵梁和横梁借助焊缝相互连接。
为了确保对驱动模块的电磁兼容性的高要求，盖板20借助于未进一步示出的连接元件、优选地以可松脱的螺钉的形式与纵梁、横梁和结构元件21连接。在大体布置于盖板20周向上方的、单独的连接元件之间还形成相对较小的元件间距，从而与盖板20的最外部边缘保持一定的距离。
通过盖板20在梁16、17、18、19上的平坦贴靠，实现了对接收空间15的特别有待优选的密封，其中为此，纵梁16、17和横梁18、19的朝向盖板20形成的梁面22位于一个平面内。即换句话说，纵梁和横梁16、17、18、19的梁面22形成没有断层(Sprünge)的平面，使得盖板20可以容易地紧固在其上，并且接收空间15相对于环境密封地被封闭。
在盖板20、支架16、17、18、19、结构元件21和底板14之间形成的所有接触边缘都具有未进一步示出的密封元件。该密封元件可以借助粘合缝和/或密封条和/或借助于PVC形成。
在另一个未进一步示出的实施例中，纵梁16、17至少部分地对应于车身结构2的侧裙板。换句话说，这些纵梁是侧裙板的组成部件，所述侧裙板优选地由其他车身部件组装成。
可以弧形地或直线地实施的纵梁16、17和横梁18、19直接与底板14连接，该底板在本实施例中被实施为金属板部件。接收空间15借助底板14相对于车辆客舱13被界定，换句话说，至少部分地被封闭，其中接收空间15优选地被安置在底板14处的、未进一步示出的密封元件密封，并且同时根据电磁兼容性的要求被保护。

Claims (12)

1.一种用于机动车辆的车身结构，该车身结构具有：至少一个A柱(3)、第一结构纵梁(11)和第二结构纵梁(12)、以及第一结构横梁(7)和第二结构横梁(9)、以及用于相对于环境界定该车身结构(2)的车辆客舱(13)的底板(14)；并且该车身结构设置有一个驱动模块的接收空间(15)，该接收空间被由第一材料形成的第一纵梁(16)和第二纵梁(17)以及由第二材料形成的第一横梁(18)和第二横梁(19)界定，并且该接收空间还被该底板(14)界定；并且该车身结构具有用于相对于环境界定该接收空间(15)的、由第三材料制成的盖板(20)，
其特征在于，
-该第一结构纵梁(11)和该第二结构纵梁(12)至少部分地分别对应于该第一纵梁(16)和该第二纵梁(17)，该第一纵梁(16)和该第二纵梁(17)分别是该第一结构纵梁(11)和该第二结构纵梁(12)的一体式组成部分，
-该第一结构横梁(7)和该第二结构横梁(9)至少部分地分别对应于该第一横梁(18)和该第二横梁(19)，该第一横梁(18)和该第二横梁(19)分别是该第一结构横梁(7)和该第二结构横梁(9)的一体式组成部分；以及
该第一纵梁(16)和该第二纵梁(17)以及该第一横梁(18)和该第二横梁(19)的朝向该盖板(20)形成的梁面(22)位于一个平面内。
2.根据权利要求1所述的车身结构，
其特征在于，
该第一材料、该第二材料和该第三材料具有相同的基础材料。
3.根据权利要求1或2所述的车身结构，
其特征在于，
该第一材料、该第二材料和该第三材料是合金。
4.根据权利要求3所述的车身结构，
其特征在于，
该合金是铝合金。
5.根据权利要求1或2所述的车身结构，
其特征在于，
所述材料的基础材料是铝、钢、镁或钛。
6.根据权利要求1或2所述的车身结构，
其特征在于，
所述纵梁(16，17)和/或横梁(18，19)是以金属板壳结构方式和/或型材结构方式设计的。
7.根据权利要求1或2所述的车身结构，
其特征在于，
所述纵梁(16，17)和/或横梁(18，19)间接地和/或直接地相互连接。
8.根据权利要求1或2所述的车身结构，
其特征在于，
该驱动模块呈电池模块的形式。
9.根据权利要求1或2所述的车身结构，
其特征在于，
形成有至少部分地包围该盖板(20)的密封元件。
10.根据权利要求1或2所述的车身结构，
其特征在于，
所述纵梁(7，9)至少部分地是该车身结构(2)的侧裙板。
11.根据权利要求1或2所述的车身结构，
其特征在于，
所述纵梁(16，17)和/或横梁(18，19)间接地和/或直接地与该底板(14)连接。
12.根据权利要求1所述的车身结构，
其特征在于，
所述机动车辆是电池驱动的机动车辆。
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