CN118288757A - 具有承载结构和高压电池的机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车，其包括承载结构(1、2)，其中，承载结构(1、2)包括至少两个纵梁(1)和至少两个横梁(2)，此外，所述机动车包括处于电池壳体(3)中的高压电池，其中，高压电池布置在由纵梁(1)和横梁(2)限定的空间中，其中，电池框架环(4)一件式地至少形成一个纵梁(1)和/或一个横梁(2)的处于径向内部的区段、优选一件式地形成两个纵梁(1)和/或两个横梁(2)的处于径向内部的区段，其中，电池框架环(4)除了其作为承载结构(1、2)的部分的功能之外，还形成用于高压电池的电池壳体(3)的部分。

Description

具有承载结构和高压电池的机动车
技术领域
本发明涉及一种包括承载结构和高压电池的机动车。
背景技术
已知的是，机动车包括承载结构，所述承载结构分别包括至少两个纵梁和至少两个横梁。所述两个纵梁也称为车门槛。在横梁的前方和后方可以布置有其它的纵梁。纵梁和横梁可以设计为空心型材。车身可以放置在这种承载结构上。机动车的承载结构和车身也可以组合为一个单元，其中，在这种情况下指的是自承式的车身和壳状构造方式。在此，承载结构可以由壳、尤其是板壳构成。
具有电驱动器的机动车使用高压电池以提供所需的电能。为了实现较高的存储容量，高压电池需要大的结构空间。高压电池例如可以在机动车的纵梁与横梁之间布置在机动车的底部区域中。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种包括承载结构和高压电池的机动车，其中，高压电池节省空间地布置在机动车中，并且其中，能够简单和成本低廉地制造。
该技术问题按本发明通过一种包括承载结构的机动车解决，其中，承载结构包括至少两个纵梁和至少两个横梁，此外，所述机动车包括处于电池壳体中的高压电池，其中，高压电池布置在由纵梁和横梁限定的空间中，其中，电池框架环一件式地至少形成一个纵梁和/或一个横梁的处于径向内部的区段、优选一件式地形成两个纵梁和/或两个横梁的处于径向内部的区段，其中，电池框架环除了其作为承载结构的部分的功能之外，还形成用于高压电池的电池壳体的部分。
按照本发明，高压电池布置在处于侧向的纵梁、尤其是车门槛与在前方和后方限定边界的横梁之间。至少将纵梁和/或横梁的处于径向内部的部分同时地用作电池壳体的部分，因此环形的构件，即“电池框架环”具有双重功能并且节省了在其它情况下对于两个构件所需的空间和成本。按照本发明，被双重使用的构件形成一件式的环，即“电池框架环”。因此，一件式的环，即“电池框架环”将框架结构和电池壳体的部分相结合。因此可以取消承载结构部分彼此的耗费的、用于形成电池壳体的全方位闭合侧面的接合工艺。通过这种一件式的电池框架环，能够明显更简单和成本低廉地实现制造并且尤其实现与电池盖和/或电池底部和/或与承载结构的其它部分的密封连接。在制造中能够节省大量的工作步骤和重量并且改善之后的电池空间的密封性。
如果电池壳体的部分由传统的阶梯框架结构形成，则共同形成电池壳体的所述部分需要通过耗费的电弧熔焊方法与其它构件连接。在此之后可能需要在其它耗费的工作步骤中将连接缝磨光，以便制造对于上部和下部电池壳体盖的尽可能最佳的密封面。上部电池壳体盖需要借助密封件或者密封块例如螺栓连接在涂漆的框架的上部法兰面上。这种壳体需要在安装到车辆中之前被检验密封性，并且在泄漏的情况下需要被维修。在此之后才能够将框架在车身下方安装到车辆中。在之后出现泄漏的情况下，维修是非常耗费的，因为需要将车身抬起或者拆卸，以便能够接触到螺栓和上部电池盖。
通过本发明成为可能的是，将电动车的框架结构的部分也用作高压电池壳体的部分。在此，可以简单和成本低廉地制造电池壳体和承载结构所需的固定并且密封的连接。在此，构件的数量减少并且因此节省了质量和成本。此外，通过这种解决方案也节省了结构空间，因为取消了双层壁。
在本专利文献中，术语“上部”和“下部”涉及机动车的通常位置和车辆z方向，因此，“上部”沿z方向进一步地远离行车道并且“下部”沿z方向比上部更靠近行车道。
本发明的扩展设计在说明书以及附图中说明。
优选地，所述电池框架环是深冲件。在其它实施方式中，电池框架环是注塑构件。
优选地，所述电池框架环在其上侧与电池壳体盖接合、尤其是气密地接合。不同的简单并且成本低廉的方法可供用于所述接合：
所述电池框架环可以在其上侧借助激光熔焊、借助激光钎焊、借助滚边压合或者借助具有密封件的螺纹连接与电池壳体盖接合。
环形构件，即电池框架环优选在其上侧通过电池壳体盖气密地封闭。
优选地，所述电池壳体盖是简单的、传统的并且优选基本上平坦的板。在其它情况下存在的单独的壳体盖优选可以取消，因为在此称为电池壳体盖的构件优选是在其它情况下向下地封闭车辆内部空间的底部构件，所述底部构件同时形成电池壳体盖。
所述电池壳体优选在其下侧由底部限定，其中，所述底部优选形成车辆底板封闭件。电池壳体的底部优选是单独的构件并且因此与电池框架环分开地制造。
除了电池框架环之外，纵梁和/或横梁优选包括至少一个或多个板壳，所述板壳与电池框架环接合，以便形成纵梁和/或横梁。承载结构优选以板壳的构造方式设计。除了“电池框架环”之外，纵梁和/或横梁也能够由一个或多个型材或者空心型材、例如挤压型材制造，所述挤压型材具有一个或多个腔室或者通过相应的板条连接。在这种构造方式中，所述型材也能够通过电池框架环的存在或者与电池框架环的连接被设计得相应更轻或者刚性相应地没有那么大，因为通过与电池框架环的组合产生了车身所需的刚性。
附图说明
以下参照附图示例性地描述本发明。在附图中：
图1示出不按照本发明的机动车的承载结构和电池框架的部分剖视图；
图2示出按照图1的、但按照本发明的机动车的承载结构和电池框架的部分剖视图；
图3示出按照本发明的机动车的承载结构和电池框架的三维分解视图；
图4与以上在图2中的详细视图相应地示出电池盖与电池框架环的连接区域的详细视图；
图5示出其它实施方式中的连接区域的相应于图4的细节视图；
图6示出其它实施方式中的连接区域的相应于图4的细节视图。
具体实施方式
在图1中局部地显示了不按照本发明的机动车的承载结构和电池框架。
该机动车具有承载结构，所述承载结构具有车门槛，即侧向纵梁1，其设计为空心型材。电池壳体3的底部6通过固定器件8、例如螺栓固定在纵梁1上。电池壳体盖5与底部6密封地接合，所述电池壳体盖5侧向地通过用作电池壳体侧壁的电池结构11、如分隔壁，与底部连接。备选地，电池壳体盖5也可以向下地朝底部6延伸并且形成电池壳体3的侧壁。在这两种情况下，电池壳体3的侧壁都与纵梁1相间隔。在底部6和电池壳体盖5之间布置有密封件9。电池单体10布置在电池壳体3的内部。
与电池壳体盖5平行并且与之分开地，在电池壳体盖5的上方布置有底部构件19，所述底部构件向下地封闭机动车的内部空间。
在图2和图3中显示了按照本发明的机动车并且显示了承载结构，其中，承载结构包括处于两个横梁2之间的两个侧向的纵梁1，即车门槛，以及两个前部的纵梁13和两个后部的纵梁14，所述纵梁布置在前部的横梁2之前或者后部的横梁2之后。
机动车还包括处于电池壳体3中的高压电池，其中，高压电池布置在由纵梁1和横梁2限定的空间内。
如从图2和图3中可以看出的那样，纵梁1的侧向区段，即纵梁1的侧壁由电池框架环4、尤其是深冲件形成。该电池框架环4除了其作为承载结构的部分的功能之外还形成用于高压电池的电池壳体3的部分，即电池壳体3的侧壁。
如从图3中可以清楚地看到的那样，两个纵梁1和两个横梁2的处于径向内部的区段可以一件式地由电池框架环4形成，因此电池框架环4形成了环绕的环，所述环形成电池壳体3的所有侧壁。在此，“处于径向内部”涉及这个环的形状，即电池框架环的并且因此由纵梁和横梁形成的环的形状，因此是指更靠近这个环的中心。
电池框架环4在其上侧与电池壳体盖5密封地接合。如在图2的详细放大图以及在图4中可以看出的那样，电池壳体盖5可以通过简单的激光熔焊缝12或者激光钎焊缝与深拉件，即电池框架环4接合。电池框架环在其上侧通过电池壳体盖5气密地封闭。电池壳体盖5是简单的、常见的板。电池壳体盖5基本上设计为平坦的并且没有形成电池壳体的侧壁。电池壳体盖5同时形成了底部构件19，所述底部构件向下地封闭机动车的内部空间。
在图5和图6中显示了用于接合电池框架环4和同样可以形成底部构件19的电池壳体盖5的其它备选方案。图5显示了通过滚边压合连接电池壳体盖5。在此，滚边压合法兰15优选固定在电池框架环4的边缘上，尤其是将电池框架环4的边缘夹在滚边压合法兰15中。在滚边压合法兰15与电池框架环4之间优选地存在密封剂和/或粘合剂16。图6显示了通过螺纹连接电池壳体盖5。在此，具有螺栓头的螺栓17穿过电池框架环4和电池壳体盖5中的螺孔插入并且通过螺母18封闭。密封剂和/或粘合剂16又可以施加在电池壳体盖5和电池框架环4之间。
电池壳体3的底部6和电池框架环4之间用密封件9密封。电池框架环4可以通过固定器件8、如螺栓固定在底部6上。底部6形成车辆底板封闭件。
除了电池框架环4之外，纵梁1还包括与电池框架环4接合的其它板壳7，以便形成纵梁、尤其纵梁1的其它侧壁或者加强件。
在本发明中，可以省略同时形成电池壳体3的一部分的框架构件上的焊接连接，因为框架构件由一件式的电池框架环、尤其是深冲板制成。该构件被称为“电池框架环”。由于在此没有不规则的连接焊缝，因此不需要耗费的打磨工作。
对于形成车身底板即底部构件19的上部电池壳体盖5，在电池框架环4和电池壳体盖5之间给出四种有利的连接变型方案。根据部件之间的材料配对，盖5可以通过激光熔焊、激光钎焊、滚边压合或者具有密封件的螺栓与电池框架环4连接。
电池框架环4优选可以从一件式的板坯料或者从拼焊板中深冲而成。此外，在轻型车辆中，电池框架环也可以设计为一件式的铸铝构件。电池框架环一方面形成机动车的框架结构、即承载结构的部分并且另一方面形成电池壳体3的部分。电池框架环4的材料选择考虑到车辆的要求并且能够在材料和材料壁厚方面与上部电池盖5不同。因此，上部电池壳体盖5与电池框架环4的连接采用了不同的连接技术。根据部件之间的材料配对，可以通过激光熔焊、激光钎焊、滚边压合或者具有密封件的螺纹连接将盖5与电池框架环4连接。阶梯框架或者车身的其余框架结构在多个接合步骤中围绕电池框架环4地构建。
附图标记清单
1纵梁
2横梁
3电池壳体
4深冲件
5电池壳体盖
6底部
7板壳
8固定器件
9密封件
10电池单体
11电池结构
12激光熔焊缝
13前部纵梁
14后部纵梁
15滚边压合法兰
16密封剂和/或粘合剂
17螺栓
18螺母
19底部构件。

Claims (9)

1.一种机动车，包括承载结构(1、2)，其中，承载结构(1、2)包括至少两个纵梁(1)和至少两个横梁(2)，所述机动车还包括处于电池壳体(3)中的高压电池，其中，高压电池布置在由纵梁(1)和横梁(2)限定的空间中，
其特征在于，电池框架环(4)一件式地至少形成一个纵梁(1)和/或一个横梁(2)的处于径向内部的区段、优选一件式地形成两个纵梁(1)和/或两个横梁(2)的处于径向内部的区段，其中，电池框架环(4)除了其作为承载结构(1、2)的部分的功能之外，还形成用于高压电池的电池壳体(3)的部分。
2.按权利要求1所述的机动车，
其特征在于，所述电池框架环(4)是深冲件。
3.按权利要求1所述的机动车，
其特征在于，所述电池框架环(4)在其上侧与电池壳体盖(5)接合、尤其是气密地接合。
4.按权利要求1所述的机动车，
其特征在于，所述电池框架环(4)在其上侧借助激光熔焊、借助激光钎焊、借助滚边压合或者借助具有密封件的螺纹连接与电池壳体盖(5)接合。
5.按权利要求1所述的机动车，
其特征在于，所述电池框架环(4)在其上侧通过电池壳体盖(5)气密地封闭。
6.按权利要求1所述的机动车，
其特征在于，所述电池壳体盖(5)是简单的、基本上平坦的板。
7.按权利要求1所述的机动车，
其特征在于，所述电池壳体盖(5)由向下封闭机动车的内部空间的底部构件(19)形成。
8.按权利要求1所述的机动车，
其特征在于，所述电池壳体(3)在其下侧由底部(6)限定，其中，所述底部(6)优选形成车辆底板封闭件。
9.按权利要求1所述的机动车，
其特征在于，除了电池框架环(4)之外，纵梁(1)和/或横梁(2)包括至少一个或多个板壳(7)，所述板壳与电池框架环(4)接合，以便形成纵梁(1)和/或横梁(2)。
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