CN111183052A - 机动车 - Google Patents

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Abstract

2.1由US 9,045,030 B2已知用于容纳电池或类似物的壳体结构。本发明的任务在于提供一种机动车，其中，用于能量蓄存器的壳体这样设置在机动车底部组件的下侧上，使得底部组件的振动被减小。2.2这通过下述方式实现：减振构件的可压缩的泡沫是弹性体泡沫，该弹性体泡沫的材料特性在动态载荷下具有动态硬化，从而从大于0.1Hz的频率起，在动态载荷下的刚度比在准静态载荷下、例如在装配情况下存在的刚度大了大于2的动态硬化因数。

Description

机动车
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的机动车。
背景技术
由US 9,045,030 B2已知一种机动车，其中，在车身底部的下侧上设置有带盖的壳体。能量蓄存器、如电池设置在该壳体中。
发明内容
本发明的任务在于提供一种机动车，其中，用于能量蓄存器的壳体这样设置在机动车底部组件的下侧上，使得底部组件的振动被降低。
所述任务通过权利要求1的特征解决。
根据本发明的机动车具有包括乘客舱的车身，该乘客舱包括底部结构。在底部结构的下侧上固定有用于能量蓄存器的壳体结构。该壳体结构是闭合容器，该容器包括盆形构件和与该盆形构件间隔开的盖。该盆形构件例如具有环绕的侧壁和设置在侧壁上的底部。
在底部的下侧与壳体结构的盖的外表面之间的中间空间中设置有至少一个减振构件，所述至少一个减振构件在预紧的情况下装入在壳体结构的盖与底部之间的中间空间中。所述减振构件是可压缩的泡沫。
有利的是，所述减振构件的可压缩的泡沫是弹性体泡沫，该弹性体泡沫的材料特性在动态载荷下具有动态硬化，从而从大于0.1Hz的频率起，在动态载荷下的刚度比在准静态载荷下、如在装配情况下存在的刚度大了大于2的动态硬化因数。
减振构件的可压缩的泡沫的动态硬化特性使得在动态载荷下的刚度高于在准静态载荷下的刚度。由此，在准静态载荷的情况下、如在准静态装配的情况下，需要较小的力用来压缩减振构件。在动态载荷下，当加载的频率大于0.1Hz时，发生动态硬化，该动态硬化基于提高的刚度而引起振动降低。
在一种有利的实施方式中，所述动态硬化在0.1Hz至100Hz的频率范围内具有处于2至30范围内的动态硬化因数。
在一种有利的实施方式中，所述减振构件是如下弹性体构件，该弹性体构件的材料特性在0.1Hz至800Hz的频率范围内具有至少0.2的减振因数。
在另一种有利的实施方式中，所述减振构件是如下弹性体构件，该弹性体构件的材料特性在0.1Hz至100Hz的频率范围内具有至少0.7的减振因数。
有利的是，由于壳体结构被固定在底部上，所述减振构件的泡沫被压缩到如下高度，该高度取决于在机动车行驶和所述底部与此相关联被激励时所述减振构件在底部下方的安装位置处出现的振幅。
减振构件的泡沫的由于压缩产生的构件高度取决于不同参数。这些参数包括底部的下侧与壳体结构的盖的外表面之间的公差情况。现有的公差部分地由制造决定。另外，需要针对装配的公差。
在一种有利的实施方式中，所述减振构件被粘接在能量蓄存器壳体结构的盖的外表面上和/或被粘接在底部的下侧上。
在一种有利的实施方式中，所述减振构件或是作为可压缩的泡沫或是作为弹性体弹簧具有与载荷情况相匹配的刚度。
有利的是，所述减振构件覆盖底部的下侧上的外表面的至少0.1％至90％。
附图说明
下面借助附图示例性描述本发明的实施方式。附图中：
图1示出车身底部的原理图，该底部借助其两个侧边缘固定在侧门槛上；
图2示出在相应激励车身底部时产生的固有振动形状，该固有振动形状从处于两个固定的侧端部之间的中性的中心线腹形地向上运动和腹形地向下运动；
图3示出处于中性状态下的减振构件的横截面图，该减振构件具有与图2中向上指向的振动形状相对应的向上指向的凹状形状；
图4示出图1中所示的底部的、在压缩状态下位于底部下侧上的图3中所示的减振构件的以及设置在减振构件下方并固定在底部纵梁上的壳体结构的横截面图；
图5示出如下壳体结构上侧的俯视图，在该壳体结构上在振动相关的部位上设置有大面积的减振构件；
图6示出从前方看的、在图5中所示的壳体结构连同设置在该壳体结构上的减振构件的横截面图；
图7示出如下壳体结构上侧的俯视图，在该壳体结构上设置有一个唯一的大面积的减振构件，该减振构件具有相应于图3的横截面；
图8示出图7中所示的实施方式的横截面图，其中，减振构件具有由矩形横截面和圆弧段形横截面组成的横截面；以及
图9示出图表，其中，在左边的纵坐标轴上绘出动态刚度增强因数，在右边的纵坐标轴上绘出减振因数并且在横坐标轴上绘出频率。
具体实施方式
图1示出机动车1的未进一步示出的车身2的底部3的原理图。原则上，底部3借助其两个侧边缘1a和1b固定地夹紧在图4中所示的侧门槛或纵梁18、19和位于其上方的车身2乘客舱的侧框架上。
机动车1的底部3是可振动的系统，该系统例如具有图2中所示的固有振动形状4。固有振动形状4具有向上振动的腹形或凸状区段5以及向下振动的腹形的凹状区段6。凸状区段5和凹状区段6分别具有相同的最大振幅a5,6。在图2中以虚线3a示出底部3的中性的未振动状态。
在图3中示出处于中性的、即未预紧的状态25下的、由弹性体泡沫制成的减振构件7的横截面。减振构件7包括下部的矩形区段8和上部的圆弧段形区段9。减振构件7具有总高度z7。实线10标记出这两个区段8和9之间的过渡。
圆弧段形区段9在图3中在其两个端部11a和11b处用点线轮廓线来补充。增加了点线轮廓线的圆弧段形区段9相应于图2的圆弧段形的凸状区段5，同时弧段高度z5,6相应于最大振幅a5,6。
圆弧段形区段9具有比图2的凸状区段5的最大振幅a5,6小的弧段高度z9。矩形区段8具有高度z8。
图4示出机动车1的底部或底部结构3。机动车1具有车身2，该车身具有未示出的乘客舱。乘客舱在相对置的侧面上通过侧框架限界，这些侧框架在其相应的下端部上分别具有带集成的或分离的纵梁的侧门槛。
在底部结构3下侧12的外表面12a上固定有用于能量蓄存器14的壳体结构13。壳体结构13是包括盆形构件22和盖16的闭合容器。盆形构件22具有环绕的侧壁和设置在侧壁上的底部。
盖16与盆形构件22的底部22a在形成中空空间的情况下间隔开。呈电池形式和必要时呈燃料箱形式的能量蓄存器14设置在壳体结构13的中空空间中。
在机动车1的车身2底部3的下侧12和壳体结构13的盖16的外表面15之间的中间空间28中设置有减振构件7。
在一种实施方式中，这样装配减振构件7和壳体结构13，即首先将减振构件7设置在底部3上并且随后将壳体结构13定位在减振构件7上。在另一种实施方式中，首先将减振构件7设置在壳体结构13上并且随后将带有减振构件7的壳体结构13定位在底部3上。
然后例如通过螺纹连接23将壳体结构13分别固定到侧纵梁或侧门槛18、19上，所述侧纵梁或侧门槛分别构造在底部3的相应的外边缘20、21上。
在将壳体结构13固定在底部3上的情况下，减振构件7被压缩了一个量z，在所示出的实施方式中，该量为z5,6、即图2的最大振幅a5,6。减振构件7在图4的预紧状态下具有高度z7、17。
减振构件7在中间区域中比在边缘区域上更强地受到压缩。在底部3向上振动的情况下，减振构件7的被压缩的区域跟随着底部3的与之相对置的区域，因此在底部3往回振动时，底部3由于减振构件7而被制动。
通过将减振构件7、24a至24d、26预紧也平衡了由于装配和制造工艺而存在的公差。
减振构件7的预紧程度取决于多个参数。为了执行壳体结构13和减振构件7到底部3上的装配以及壳体结构13在底部3上的固定23，需要装配间隙s13。该装配间隙例如为2mm≤s13≤6mm。
此外是底部3的和/或壳体结构13的构件公差t3、13，该公差例如为-3mm≤t3、13≤3mm。
底部3的可行的最大振幅a例如为-1mm≤a3≤1mm。通过考虑装配间隙s13、制造公差t3、13和最大振幅amax得到经预紧的减振构件7的最小伸展和最大伸展。
因此，通过材料特性和几何设计在任何公差情况下确保了在壳体结构13的外表面15和底部3下侧12上的外表面12a与设置在这些外表面之间的经预紧的减振构件7之间的力流。
在一种实施方式中，减振构件7由泡沫、尤其是由弹性体泡沫制成。减振构件7的材料具有高的减振特性，在几何上能够与底部3的和能量蓄存器14壳体结构13的要减振的形状相匹配并且可被预紧或压缩直至70％。
通过将壳体结构13例如通过螺纹连接固定23到相应的侧门槛或纵梁18或19上来夹紧减振构件。
在一种实施方式中，减振构件7被粘接在底部3下侧12的外表面12a上和/或被粘接在壳体结构13上侧16的外表面15上。
图5和6示出一种实施方式，其中，在壳体结构13上侧16的局部处，一些减振构件24a、24b、24c和24d设置在底部3具有较高振幅a的部位上。
在图6的前视图中，减振构件24a至24d处于松弛状态25下。通过图6中所示的减振构件24a至24d的不同高度可实现不同的减振。
在图7和8中示出第二实施方式，其中，一个大面积的减振构件26设置在壳体结构13的上侧16上。减振构件26在图7和8中处于松弛状态25下。
图9示出图表，其中，在左边的纵坐标轴上绘出动态刚度增强因数，在右边的纵坐标轴上绘出减振因数并且在横坐标轴上绘出频率。
具有较低的动态刚度增强的材料的特征值关于频率绘制在由小方块组成的下曲线Vunten上，而具有高的动态刚度增强的材料的特征值关于频率绘制在由小方块组成的上曲线Voben上。
在下曲线Vunten中，动态刚度增强因数从在约0.1Hz的低频情况下的值“1”提升到在约35Hz频率情况下的约“1.2”的值。
在上曲线Voben中，动态刚度增强因数从在约0.1Hz的低频情况下的值“1”提升到在约35Hz频率情况下的约“8.5”的值。
减振构件7、24、26是弹性体构件，该弹性体构件的材料特性具有动态硬化，从而在动态载荷下的刚度高于在准静态载荷下的刚度。由此，在准静态装配情况下，用于压缩减振构件的力较小，而在动态的设计情况下，提高的刚度起作用而用于减小振动。
可使用的材料例如是BASF的“Cellasto L”，该材料在0.1Hz至100Hz的相关频率范围内具有为3的动态刚度增强因数。
此外，罗杰斯公司的PORON XRD材料也是适合的，该材料在0.1Hz至100Hz的相关频率范围内具有大于“10”的动态刚度增强因数。存在或可开发具有所述或相当特性的其它材料。
在图9中还以实线针对如下减振构件示出下曲线Dunten，该减振构件的材料特性在0.1Hz至50Hz的频率范围内具有0.1与0.2之间的减振因数。
在图9中还以实线针对如下减振构件示出上曲线Doben，该减振构件的材料特性在0.1Hz至50Hz的频率范围内具有至少0.7的减振因数。
减振构件7例如被粘接到能量蓄存器的壳体的横向结构上和/或被粘接在底部的下侧上。该能量蓄存器例如是高压蓄存器。
通过为了所提及的目的使用上文提及的减振构件，在借助电池运行的车辆(或BEV、即电池电动车辆)中提升了声学和振动舒适性，而在装配工艺期间不产生缺点。
减振构件构造为弹性体构件并且用于夹紧在能量蓄存器(高压蓄存器)和车身之间，其中，构造为弹性体构件的减振构件具有动态硬化的特性。
这种材料特性描述了材料在动态载荷的情况下(例如在40Hz的情况下)与准静态刚度相比刚度增强的效应。这种材料特性在该应用情况下是有利的。
通过有针对性地设计根据本发明的弹性体构件的动态硬化可显著提高经预紧的、根据本发明的弹性体构件在能量蓄存器-车身组合体的减振和结构动力学方面的有效性，而不会由于准静态装配中的夹紧对能量蓄存器-车身组合体造成不利情况。

Claims (8)

1.具有车身(2)的机动车(1)，其中，所述车身(2)包括乘客舱，所述乘客舱具有底部结构(3)，在所述底部结构(3)的下侧(12)上固定有用于能量蓄存器(14)的壳体结构(13)，所述壳体结构(13)是闭合容器，该容器包括盆形构件(22)和与该盆形构件(22)间隔开的盖(16)，在所述底部(3)的下侧(12)与所述壳体结构(13)的盖(16)的外表面(15)之间的中间空间(28)中设置有至少一个减振构件(7、24a至24d、26)，所述至少一个减振构件在预紧的情况下装入在所述壳体结构(13)的盖(16)与所述底部(3)之间的中间空间(28)中，所述减振构件(7、24a至24d、26)是可压缩的泡沫，其特征在于，所述减振构件(7、24a至24d、26)的可压缩的泡沫是弹性体泡沫，该弹性体泡沫的材料特性在动态载荷下具有动态硬化，从而从大于0.1Hz的频率起，在动态载荷下的刚度比在准静态载荷下、例如在装配情况下存在的刚度大了大于2的动态硬化因数。
2.根据权利要求1所述的机动车，其特征在于，所述动态硬化在0.1Hz至100Hz的频率范围内具有处于2至30范围内的动态硬化因数。
3.根据权利要求1或2所述的机动车，其特征在于，所述减振构件是如下弹性体构件，该弹性体构件的材料特性在0.1Hz至800Hz的频率范围内具有至少0.2的减振因数。
4.根据权利要求1或2所述的机动车，其特征在于，所述减振构件是如下弹性体构件，该弹性体构件的材料特性在0.1Hz至100Hz的频率范围内具有至少0.7的减振因数。
5.根据前述权利要求中任一项所述的机动车，其特征在于，由于所述壳体结构(13)被固定在所述底部(3、18、19)上，所述减振构件(7、24a至24d、26)的泡沫被压缩到如下高度(h7、17)，该高度取决于在所述机动车(1)行驶和所述底部(3)与此相关联被激励时所述减振构件(7、24a至24d、26)在所述底部(3)下方的安装位置处出现的振幅(a)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的机动车，其特征在于，所述减振构件(7、24a至24d，26)被粘接在所述能量蓄存器(14)壳体结构(13)的盖(16)的外表面(15)上和/或被粘接在所述底部(3)的下侧(12)上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的机动车，其特征在于，所述可压缩的泡沫具有与载荷情况相匹配的刚度。
8.根据前述权利要求中任一项所述的机动车，其特征在于，所述减振构件(7)覆盖所述底部(3)的下侧(12)上的外表面(12a)的至少0.1％至90％。
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