CN115697819A - 蓄能器结构在车辆底部中的中间接合 - Google Patents

Abstract

蓄能器结构(8)在车辆底部中的中间接合。本发明涉及一种车辆底部(1)，该车辆底部包括：具有多个载体(3)的载体结构(2)、具有至少一个底部金属板(7)的底部结构(6)、和蓄能器结构(8)，该蓄能器结构固定在载体结构(2)的和/或底部结构(6)的底侧上，从而蓄能器结构(8)通过至少一个支撑装置(9)、特别是至少一个弹性体元件支撑在底部金属板(7)的支撑区域(7.1)上。本发明此外涉及一种具有电驱动机的机动车。

Description

蓄能器结构在车辆底部中的中间接合

技术领域

本发明涉及一种具有载体结构、底部结构和蓄能器结构的车辆底部以及一种具有此类车辆底部的机动车。

背景技术

从US 9,045,030 B2已知一种机动车，在该机动车中，在车身底部的底侧上设有壳体，壳体具有盖。在壳体中，设有用于机动车电驱动机的电池。

为了避免在此类机动车行驶运行时不期望的声学效果，对于在车辆底部中的此类构成为扁平存储器的蓄能器结构来说，中间接合可能是必要的。由此，振动严重的车身底部金属板可与硬的高压存储器耦联并且由此可使整个系统如期待那样声学地变调。在此起决定作用的是，不仅最大程度硬地实施接合区域，而且使通过中间接合而导入到车身上的力大面积地分布，以便卸除应力峰值。

从WO 2019/121077 A1已知一种具有车身的机动车，在该机动车中，车身包括客舱，客舱具有底部结构，并且在底部结构的底侧上固定有用于蓄能器的壳体结构。该壳体结构是封闭的容器，该容器具有盆形的构件和与盆形的构件间隔开距离的盖，其中，在处于底部的底侧与壳体结构的盖的外面之间的中间空间中设有至少一个缓冲构件，该缓冲构件在预紧力下安装在处于壳体结构的盖与底部之间的中间空间中。该缓冲构件是可压缩的泡沫，该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，从而在从阈值频率起的动态载荷下的刚度以动态硬化因子大于在准静态载荷下(如在安装情况中)存在的刚度。

通过中间接合，使相对高的面压力施加到相对薄的车身底部金属板上，特别是在高频负载情况中、即在快速和/或不平坦行驶时。在此存在的风险是，超过车身底部金属板的材料强度并且由此使车身底部金属板塑性变形，从而在不利情况中甚至担心撕裂。此外，车身底部金属板经常是大面积的并且因此是振动严重的。为了能声学地尽可能良好地充分利用在蓄能器结构与车辆车身的车辆底部之间的中间接合，接合区域在车身侧应实施为尽可能硬的。

简单通过使底部金属板变厚来提高车身底部金属板刚度的方法然而导致以一到四公斤之间量级的显著的重量增加，从而这在现代的轻质结构优化的机动车中不是有利的选择。

发明内容

在这种背景下，本发明的任务在于，改进机动车的车辆底部。

该任务通过具有权利要求1特征的车辆底部以及通过具有权利要求10特征的机动车得以解决。从属权利要求涉及本发明有利的扩展方案。

根据一个方面给出一种车辆底部，该车辆底部至少包括：

(i)具有多个载体、特别是纵梁和/或横梁的载体结构，以用于接收来自行驶运行的负载和/或车辆部件和车辆乘客的重量。

(ii)具有至少一个底部金属板的底部结构，以用于相对于周围环境封闭客舱，其中，特别是底部金属板设置在载体结构的两个或更多载体之间，以便完全或部分地封闭在各载体之间的中间空间。

(iii)蓄能器结构，该蓄能器结构固定、特别是螺纹连接或焊接在载体结构和/或底部结构的底侧上，从而蓄能器结构通过至少一个支撑装置、特别是弹性体元件支撑在底部金属板的支撑区域上、特别是在例如借助螺纹连接或焊接来施加压力(应力)的情况下支撑在底部金属板的支撑区域上。

在支撑区域中，(iv)特别是附加的加固元件设置在底部金属板上。

车辆底部目前特别是可理解为车辆车身的靠下区域，其中，车辆车身特别是具有带有载体的载体结构和带有装饰金属板的装饰结构，其中，底部结构特别是该装饰结构的一部分。此外，车辆车身目前具有固定在车辆底部上的蓄能器结构。

根据另一个方面，提供一种具有电驱动机的机动车(亦即特别是纯电池电动运行的机动车(BEV)，或者混合动力车辆、即利用内燃机和以电池运行的电机运行的机动车(例如PHEV))，该机动车具有根据本发明实施方式的车辆底部。

本发明此外基于如下构思，通过附加的车身构件(其(根据一种实施例通过焊点)特别是施加到在中间接合的区域中的底部金属板上)，一方面大面积地分布导入的力并且减少车身底部金属板的局部载荷，并且另一方面使振动严重的、因为大面积的车身底部金属板硬化。

通过将附加的车身构件根据一种实施方式接合在现有的横梁结构和/或纵梁结构上以及通过根据一种实施方式以加固元件构造附加的成型横截面，刚度得以显著提高。因此，加固元件是中间接合的声学总方案的重要组成部分。

在一种示例性的车辆底部中，利用相应的10到20个焊点将加固元件点焊到在中间接合的区域中的底部金属板上。根据一种实施方式，金属板构件的材料物料的壁厚继续优化，使得在车辆中的重量载荷最小化并且同时防止在安装高压储存器时发生塑性变形。在该车辆底部中，在加固元件实施为钢金属板、特别是具有材料CR460LA-GI50/50-U的钢金属板时，大约1.5mm已证实是加固元件壁厚的最优值。

根据一种实施方式，加固元件靠前的凸缘接合到靠后的座椅横梁上，这两个侧向的凸缘一次地接合到发动机载体的延长部的纵梁上以及接合到变速器载体的支架上；这两个侧向的凸缘接合到发动机载体的延长部的纵梁上以及接合到变速器载体的支架上。实施为附加金属板的加固元件的成型横截面具有沿车辆高度方向足有5mm的延伸部。

根据一种实施方式，车辆底部是车辆车身的一部分，该车辆车身特别是界定客舱。根据一种实施方式，在车辆底部的底侧上固定有蓄能器结构。蓄能器结构特别是设置为用于容纳蓄能器，并且根据一种实施方式具有在封闭的容器意义上的壳体结构，该封闭的容器典型地具有盆状的构件。

该盆状的构件具有例如环绕的侧壁和设置在侧壁上的底部。此外，根据一种实施方式，蓄能器结构具有储存器盖，该储存器盖覆盖盆状构件的内部空间。

根据一种实施方式，在处于底部结构底侧、特别是底部金属板与壳体结构的盖的外面之间的中间空间中设有至少一个支撑装置，以便实现中间接合，所述至少一个支撑装置特别是以减震构件、例如弹性体元件构成。

根据一种实施方式，支撑装置在预紧力下安装在处于壳体结构与底部结构之间的中间空间中。这特别是在预紧支撑装置时可通过将壳体机构与底部结构进行螺纹连接或焊接来实现。

根据一种实施方式，减震构件是弹性体元件、特别是可压缩的泡沫。有利地，减震构件的可压缩的泡沫是弹性体泡沫，根据一种实施方式，其材料特性在动态载荷下具有动态硬化，从而在(从大于0.1Hz的频率起的)动态载荷下的刚度以动态硬化因子(该动态硬化因素特别是大于2)大于在准静态载荷下(如在安装情况中)存在的静态刚度。此类减震构件本身例如在WO 2019/121077 A1中示出。根据一种实施方式，在实施本发明时，可将在此公开的减震构件应用为支撑装置、特别是弹性体元件。

减震构件的可压缩泡沫的动态硬化的特性导致，在动态载荷下的刚度大于在准静态载荷下的刚度。由此，在准静态载荷情况中、如在准静态安装情况中得出，用于压缩减震构件的较低的力是必要的。在(在频率加载大于0.1Hz时的)动态载荷下，出现动态硬化，该动态硬化基于提高的刚度来实现减震。

根据一种实施方式，加固元件支撑在载体结构上和/或底部金属板上。由此实现底部金属板的通过支撑装置特别是专门地与力导入协调的加固。

根据一种实施方式，加固元件是金属板、特别是具有壁厚为1到3毫米(mm)、例如1.5mm的金属板。因此，优化地解决在加固与由加固导致的附加重量之间的目标冲突。

根据一种实施方式，加固元件是(特别是关于车辆高度方向)(尤其是以3到20mm、例如5mm高度延伸部)成型的金属板，其特别是具有成型部。由此，可放大特别是关于由支撑装置沿车辆高度方向的力导入的加固效果(这在大部分应用例中是力导入的主方向)。

根据一种备选的实施方式，加固元件是载体、特别是载体装置的载体。这例如可在如下情况下设置，即，从车辆配置结构得出，中间接合设置在始终存在的载体的区域中。在该情况中，载体于是专门设置为、特别是强化为，用于接收导入的力。

根据一种实施方式，支撑区域关于车辆纵向方向与载体结构的所有横梁间隔开距离、亦即特别是一方面载体的延伸部和另一方面支撑元件的延伸部沿车辆纵向方向不相交。由此可自由选择用于中间接合的作用点。

根据一种实施方式，加固元件固定在载体结构的一个或两个纵梁上和/或固定在载体结构的一个或两个横梁上。根据一种实施方式，加固元件附加地或备选地固定在底部金属板上。由此，保证在加固车辆底部时的力流。

根据一种实施方式，加固元件为了固定在载体结构上和/或底部结构上而被焊接、特别是点焊。特别是，加固元件固定在靠后的座椅横梁上和/或发动机载体的特别是在延长部中的纵梁上和/或变速器载体的支架上。这能实现在加入小附加重量时的可靠且抗疲劳的接合。

附图说明

本发明的其它优点和应用可能性由接下来结合附图的说明得出。

图1以透视斜视图示出根据本发明一种示例性实施方式的车辆底部的局部。

图2以看向图1图纸平面的俯视图示出车辆底部(参看剖切线B-B)。

图3以垂直于图1图纸平面在剖切线C-C处的剖视图示出车辆底部。

具体实施方式

图1示出此外未示出的具有电机的机动车的车辆底部1的局部，可利用基于电池的蓄能器电池单体驱动该电机。

车辆底部1具有带有多个载体3、4、5的载体结构2，以用于接收来自行驶运行的负载。示例性地示出靠后的座椅横梁3、机动车的此外未示出的发动机载体的延长载体4、以及此外未示出的变速器载体的支架载体5。

此外，车辆底部1具有底部结构6，该底部结构具有至少一个底部金属板7，以用于相对于机动车周围环境封闭关于车辆高度方向z设置在底部结构6上方的客舱。底部金属板7设置在载体3、4和5之间，以便封闭在各载体之间的中间空间。

每个载体3、4和5具有各一个面对底部金属板7的凸缘3.1、4.1和5.1。在实施例中，底部金属板7在凸缘3.1、4.1和5.1上与相应的载体3、4和5点焊地连接。

车辆底部1此外具有蓄能器结构8，该蓄能器结构关于车辆高度方向z借助未示出的螺纹连接而固定在载体结构2的和底部结构6的底侧上。

蓄能器结构8通过支撑装置9支撑在底部金属板7的支撑区域7.1上，所述支撑装置在所述实施例中构成有两个弹性体元件9.1和9.2。

通过在一方面蓄能器结构8与另一方面载体结构2或底部结构6之间的螺纹连接，压力F施加到弹性体元件9.1和9.2上，通过所述弹性体元件，蓄能器结构8的中心区域支撑在底部金属板7上。

为了能可靠地且在底部金属板7没有塑性变形的情况下接收在此(特别是在行驶运行中)出现的力峰值，在底部金属板7的支撑区域7.1中，加固元件10设置在底部金属板7上。

加固元件10设置在底部金属板7的面向客舱的侧上并且支撑在载体结构2的凸缘3.1、4.1和5.1上以及并且/或者在底部金属板7上在接触部位10.1本身上支撑。

在所述实施例中，加固元件10是具有1.5mm壁厚的金属板并且具有带有约5mm高度延伸部H的成型轮廓P。

支撑区域7.1关于车辆纵向方向x和车辆横向方向y与载体结构的所有载体3、4和5间隔开距离。

加固元件10通过凸缘3.1、4.1和5.1借助焊接点11点焊在载体3、4和5上。在底部金属板7上，加固元件10在中心接合的意义上支撑在中心，以便能接收借助支撑装置9带来的压力F并且能在力流中导出该压力。

附图标记列表

1 车辆底部

2 载体结构

3 座椅横梁

3.1 凸缘

4 延长载体

4.1 凸缘

5 支架载体

5.1 凸缘

6 底部结构

7 底部金属板

7.1 底部金属板的支撑区域

8 蓄能器结构

9 支撑装置

9.1,9.2弹性体元件

10 加固元件

10.1 接触部位

11 焊点

F 压力

H 成型的加固元件的高度延伸部

P 成型轮廓

x 车辆纵向方向

y 车辆横向方向

z 车辆高度方向

Claims (10)

1.车辆底部(1)，该车辆底部包括：

具有多个载体(3、4、5)的载体结构(2)，

具有至少一个底部金属板(7)的底部结构(6)，

蓄能器结构(8)，该蓄能器结构固定在载体结构的和/或底部结构的底侧上，从而蓄能器结构通过至少一个支撑装置(9)、特别是至少一个弹性体元件(9.1、9.2)支撑在底部金属板的支撑区域(7.1)上，

其特征在于，

在支撑区域中，加固元件(10)设置在底部金属板上。

2.根据权利要求1所述的车辆底部，其特征在于，加固元件支撑在载体结构和/或在底部金属板上。

3.根据前述权利要求中任意一项所述的车辆底部，其特征在于，加固元件是金属板。

4.根据前述权利要求中任意一项所述的车辆底部，其特征在于，加固元件是成型的金属板。

5.根据权利要求1或2所述的车辆底部，其特征在于，加固元件是载体。

6.根据前述权利要求中任意一项所述的车辆底部，其特征在于，支撑区域关于车辆纵向方向与载体结构的所有载体、特别是所有横梁间隔开距离。

7.根据前述权利要求中任意一项所述的车辆底部，其特征在于，加固元件固定在载体结构的一个或两个纵梁(4、5)上和/或固定在载体结构的一个或两个横梁(3)上。

8.根据前述权利要求中任意一项所述的车辆底部，其特征在于，加固元件为了固定在载体结构上和/或底部结构上而焊接。

9.根据前述权利要求中任意一项所述的车辆底部，其特征在于，加固元件固定在靠后的座椅横梁(3)上和/或发动机载体的纵梁(4)上和/或变速器载体的支架(5)上。

10.具有电驱动机的机动车，其特征在于根据前述权利要求中任意一项所述的车辆底部(1)。

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