DE102022109383A1

DE102022109383A1 - Strukturanordnung mit gemusterten platten

Info

Publication number: DE102022109383A1
Application number: DE102022109383.2A
Authority: DE
Inventors: Andrew Clay Bobel; Louis G. Hector, Jr.; Erik Brandon Golm; Charles E. Jensen; Charles W. Toohy; Mohamed Darsot; Zachary S. Mendla; Anil K. Sachdev
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2021-07-29
Filing date: 2022-04-15
Publication date: 2023-02-02
Also published as: US20230029479A1; US11939002B2; CN115692981A

Abstract

Eine Strukturanordnung umfasst einen Rahmen und eine Mehrzahl von Platten. Der Rahmen umfasst eine Wand, die mindestens teilweise einen Innenbereich definiert. Die Mehrzahl von Platten ist mindestens teilweise im Innenbereich angeordnet und ist mit dem Rahmen gekoppelt. Die Mehrzahl von Platten umfasst eine erste Platte und eine zweite Platte. Die erste Platte umfasst eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche entgegengesetzt der ersten Oberfläche. Die erste Oberfläche definiert eine erste Mehrzahl von Vertiefungen und die zweite Oberfläche definiert eine erste Mehrzahl von Vorsprüngen komplementär zu der ersten Mehrzahl von Vertiefungen. Die zweite Platte umfasst eine dritte Oberfläche und eine vierte Oberfläche entgegengesetzt der dritten Oberfläche. Die dritte Oberfläche definiert eine zweite Mehrzahl von Vertiefungen. Die vierte Oberfläche definiert eine zweite Mehrzahl von Vorsprüngen komplementär zu der ersten Mehrzahl von Vertiefungen. Die erste Platte ist mit der zweiten Platte gekoppelt.

Description

EINFÜHRUNG
Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformation bezogen auf die vorliegende Offenbarung bereit, die nicht notwendigerweise Stand der Technik ist.
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Strukturanordnung für ein Fahrzeug und Verfahren zur Herstellung und Montage der Strukturanordnung.
Fahrzeugstrukturanordnungen stellen strukturelle Unterstützung und Anbringungsorte für andere Fahrzeugkomponenten bereit. Es ist vorteilhaft, die Festigkeit und strukturelle Leistung von Fahrzeugkomponenten zu verbessern. Es ist jedoch ebenfalls vorteilhaft, dass Komponenten von Automobilen oder anderen Fahrzeugen leichtgewichtig sind, um Effizienz zu verbessern. Somit sind Fahrzeugkomponenten vorteilhaft, wie beispielsweise Strukturanordnungen, die sowohl einem angemessene Festigkeit während normalem Service als auch Energieabsorptions-Charakteristiken unter außergewöhnlichen Bedingungen zeigen, wie beispielsweise Kollisionen, während Komponentengewicht minimiert wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Dieser Abschnitt bietet eine allgemeine Zusammenfassung der Offenbarung und ist keine umfassende Offenbarung ihres vollen Schutzumfangs oder aller ihrer Merkmale.
In verschiedenen Aspekten stellt die vorliegende Offenbarung eine Strukturanordnung bereit, die einen Rahmen und eine Mehrzahl von Platten umfasst. Der Rahmen umfasst eine Wand, die mindestens teilweise einen Innenbereich definiert. Die Mehrzahl von Platten ist mindestens teilweise im Innenbereich angeordnet. Die Mehrzahl von Platten ist mit dem Rahmen gekoppelt. Die Mehrzahl von Platten umfasst eine erste Platte und eine zweite Platte. Die erste Platte umfasst eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche entgegengesetzt der ersten Oberfläche. Die erste Oberfläche definiert eine erste Mehrzahl von Vertiefungen und die zweite Oberfläche definiert eine erste Mehrzahl von Vorsprüngen. Die erste Mehrzahl von Vorsprüngen ist komplementär zu der ersten Mehrzahl von Vertiefungen. Die zweite Platte umfasst eine dritten Oberfläche und eine vierten Oberfläche entgegengesetzt der dritten Oberfläche. Die dritte Oberfläche definiert eine zweite Mehrzahl von Vertiefungen. Die vierte Oberfläche definiert eine zweite Mehrzahl von Vorsprüngen. Die zweite Mehrzahl von Vorsprüngen ist komplementär zu der zweiten Mehrzahl von Vertiefungen. Die erste Platte ist mit der zweiten Platte gekoppelt.
In einem Aspekt weist die Mehrzahl von Platten eine erste Druckfestigkeit in einer ersten Richtung und eine zweite Druckfestigkeit in einer zweite Richtung auf. Die Mehrzahl von Platten ist konfiguriert, um eine externe Last zu tragen. Die externe Last weist eine Kraft auf, die größer als oder gleich etwa 10 kN ist.
In einem Aspekt definieren die erste Mehrzahl von Vertiefungen und die erste Mehrzahl von Vorsprüngen ein erstes Muster. Die zweite Mehrzahl von Vertiefungen und die zweite Mehrzahl von Vorsprüngen definieren ein zweites Muster.
In einem Aspekt definiert mindestens eines von dem ersten Muster und dem zweiten Muster mindestens zwei Symmetrieebenen.
In einem Aspekt ist das erste Muster von dem zweiten Muster unterschiedlich.
In einem Aspekt umfasst die Strukturanordnung ferner eine dritte Platte. Die dritte Platte ist mindestens teilweise im Innenbereich angeordnet. Die dritte Platte ist mit dem Rahmen gekoppelt. Die dritte Platte umfasst eine fünfte Oberfläche und eine sechste Oberfläche. Die fünfte Oberfläche definiert eine dritte Mehrzahl von Vertiefungen. Die sechste Oberfläche definiert eine dritte Mehrzahl von Vorsprüngen. Die dritte Mehrzahl von Vorsprüngen ist komplementär zu der der dritten Mehrzahl von Vertiefungen.
In einem Aspekt umfasst die Strukturanordnung ferner eine vierte Platte. Die vierte Platte ist mindestens teilweise im Innenbereich angeordnet. Die vierte Platte ist mit dem Rahmen gekoppelt. Die vierte Platte umfasst eine siebente Oberfläche und eine achte Oberfläche. Die siebente Oberfläche definiert eine vierte Mehrzahl von Vertiefungen. Die achte Oberfläche definiert eine vierte Mehrzahl von Vorsprüngen. Die vierte Mehrzahl von Vorsprüngen ist komplementär zu der vierten Mehrzahl von Vertiefungen. Die vierte Platte ist mit der dritten Platte gekoppelt.
In einem Aspekt kooperieren die erste Platte und die zweite Platte, um einen Boden zu definieren. Die dritte Platte und die vierte Platte kooperieren, um eine Abdeckung zu definieren. Der Boden und die Abdeckung sind voneinander beabstandet und kooperieren mit dem Rahmen, um ein Innenfach zu definieren.
In einem Aspekt umfasst eine elektrochemische Vorrichtungsanordnung die Strukturanordnung. Die elektrochemische Vorrichtungsanordnung umfasst ferner eine elektrochemische Vorrichtung. Die Abdeckung, der Boden und der Rahmen kooperieren, um ein Innenfach zu definieren. Die elektrochemische Vorrichtung ist im Innenfach angeordnet.
In einem Aspekt ist die elektrochemische Vorrichtung mit mindestens eines der Abdeckung und dem Boden gekoppelt.
In einem Aspekt ist die elektrochemische Vorrichtung mit der Abdeckung gekoppelt und der Boden ist entfernbar.
In einem Aspekt ist die Mehrzahl von Platten mit dem Rahmen gekoppelt durch: eine Klemme, eine Schweißung, einen Klebstoff, ein mechanisches Befestigungselement oder eine beliebige Kombination davon.
In einem Aspekt kooperieren die erste Platte und die zweite Platte, um einen Hohlraum zu definieren.
In einem Aspekt ist der Hohlraum konfiguriert, um ein Fluid zu belüften.
In einem Aspekt umfasst die Strukturanordnung ferner ein Material, das im Hohlraum angeordnet ist. Das Material wird ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: einer thermischen Barriere, einem Geräuschisoliermaterial, einem Versteifungsmaterial oder einer Kombination davon.
In einem Aspekt umfasst die erste Platte und die zweite Platte einen hochfesten Stahl, ein hochfestes Aluminium oder sowohl einen hochfesten Stahl als auch ein hochfestes Aluminium.
In einem Aspekt weist jede der Platten der Mehrzahl von Platten eine durchschnittliche Dicke auf, die größer als oder gleich etwa 0,5 mm bis kleiner als oder gleich etwa 5 mm ist. Jede der ersten Mehrzahl von Vertiefungen und der zweiten Mehrzahl von Vertiefungen weist eine maximale Tiefe auf, die größer als gleich etwa 1 mm bis kleiner als oder gleich etwa 10 mm ist.
In verschiedenen Aspekten stellt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur Herstellung einer Strukturanordnung bereit. Das Verfahren umfasst ein Bilden eine Mehrzahl von Platten. Das Bilden umfasst Heißprägung. Die Mehrzahl von Platten umfasst eine erste Platte, die ein erstes Oberflächenmuster definiert, eine zweite Platte, die ein zweites Oberflächenmuster definiert, eine dritte Platte, die ein drittes Oberflächenmuster definiert, und eine vierte Platte, die ein viertes Oberflächenmuster definiert. Das Verfahren umfasst das Bilden eines Bodens durch Schwei-ßen der ersten Platte an die zweite Platte. Das Verfahren umfasst das Bilden einer Abdeckung durch Schweißen der dritten Platte an die vierte Platte. Das Verfahren umfasst ein Koppeln der Abdeckung und des Bodens mit einem Rahmen. Das Koppeln umfasst ein mechanisches Befestigungselement. Die Abdeckung und der Boden sind voneinander beabstandet, um mindestens teilweise ein Innenfach zu definieren.
In einem Aspekt umfasst das Verfahren ferner ein Anordnen einer elektrochemische Vorrichtung im Innenfach.
In einem Aspekt umfasst das Verfahren ferner ein direktes Koppeln der elektrochemischen Vorrichtung mit genau einem der Abdeckung und dem Boden. Das andere der Abdeckung und des Bodens ist entfernbar.
Weitere Bereiche der Anwendbarkeit der vorliegenden Offenbarung werden aus der hier bereitgestellten Beschreibung offensichtlich werden. Die Beschreibung und die spezifischen Beispiele in dieser Zusammenfassung sind lediglich zur Veranschaulichung gedacht und sind nicht bestimmt, den Umfang der vorliegenden Offenbarung einzuschränken.
Figurenliste
Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Veranschaulichungszwecken ausgewählter Ausführungsformen und nicht aller möglichen Implementierungen und sind nicht bestimmt, den Umfang der vorliegenden Offenbarung einzuschränken.

1A ist eine Perspektivansicht einer Strukturunteranordnung, die einen Rahmen und eine Mehrzahl von Platten umfasst, gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung;
1B ist eine explodierte Ansicht der Strukturunteranordnung von 1A;
1C ist eine Querschnittsansicht der Strukturunteranordnung von 1A, die bei Linie 1C-1C von 1A genommen ist;
1D ist eine Teilquerschnittsansicht der Strukturunteranordnung von 1C;
1E ist eine Perspektivansicht des Rahmens von 1A;
1F ist eine Querschnittsansicht des Rahmens von 1E, die bei Linie 1F-1F von 1E genommen ist;
1G ist eine Perspektivansicht einer der Mehrzahl von Platten von 1A;
1H ist eine Teilquerschnittsansicht der Mehrzahl von Platten von 1, die bei Linie 1H-1H von 1A genommen ist;
1I ist eine Teilquerschnittsansicht einer Strukturanordnung, welche die Unteranordnung von 1A umfasst, gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung;
1J ist eine Teilquerschnittsansicht einer anderen Strukturanordnung, welche die Unteranordnung von 1A umfasst, gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung;
1K ist eine Teilquerschnittsansicht einer Anordnung eines wiederaufladbaren Energiespeicherungssystems (Rechargeable Energy Storage System; RESS), welche die Unteranordnung von 1A umfasst, gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung;
2A ist eine Perspektivansicht eines anderen Rahmens gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung;
2B ist eine Perspektivansicht eines noch anderen Rahmens gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung;
2C ist eine Teilquerschnittsansicht eines Teils eines anderen Rahmens gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung;
2D ist eine Teilquerschnittsansicht eines Teils eines anderen Rahmens gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung;
3A ist eine Perspektivansicht einer anderen Platte gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung;
3B ist eine Perspektivansicht einer noch anderen Platte gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung;
3C ist eine Perspektivansicht einer noch anderen Platte gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung;
3D ist eine Perspektivansicht einer noch anderen Platte gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung;
3E ist eine Perspektivansicht einer noch anderen Platte gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung;
4A ist eine teilweise schematische Draufsicht einer Strukturanordnung, welche die Fluidbelüftung umfasst, gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung;
4B ist eine Teilquerschnittsansicht der Strukturanordnung von 4A, die bei Linie 4B-4B von 4A genommen ist.
5 ist eine Teilquerschnittsansicht einer Strukturanordnung, die ein Barrierematerial umfasst, gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung;
6A ist eine schematische Draufsicht einer RESS-Anordnung gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung;
6B ist eine schematische Draufsicht einer anderen RESS-Anordnung gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung;
6C ist eine schematische Draufsicht einer noch anderen RESS-Anordnung gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung;
6D ist schematische Draufsicht einer noch anderen RESS-Anordnung gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung; und
7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung einer Strukturanordnung gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung anschaulich darstellt.

Entsprechende Bezugsziffern zeigen in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen durchweg entsprechende Teile an.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es werden beispielhafte Ausführungsformen bereitgestellt, so dass diese Offenbarung gründlich ist und Fachleuten der volle Umfang vermittelt wird. Zahlreiche spezifische Details werden dargelegt, wie z.B. Beispiele spezifischer Zusammensetzungen, Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, um ein gründliches Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu vermitteln. Fachleuten ist klar, dass spezifische Details nicht verwendet werden müssen, dass beispielhafte Ausführungsformen in vielen verschiedenen Formen verkörpert sein können und dass keine davon so ausgelegt werden sollte, dass sie den Umfang der Offenbarung einschränkt. In einigen beispielhaften Ausführungsformen werden bekannte Prozesse, bekannte Vorrichtungsstrukturen und bekannte Technologien nicht im Detail beschrieben.
Die hier verwendete Terminologie dient nur der Beschreibung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und ist nicht bestimmt, einschränkend zu sein. Wie hier verwendet, können die Singularformen „ein“, „eine“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen einschließen, es sei denn, aus dem Kontext geht eindeutig etwas anderes hervor. Die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „enthaltend“ und „aufweisend“ sind inklusiv und spezifizieren daher das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, Elementen, Zusammensetzungen, Schritten, ganzen Zahlen, Vorgängen und/oder Komponenten, schließen aber das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einem oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht aus. Obwohl der offene Begriff „umfassend“ als ein nicht einschränkender Begriff zu verstehen ist, der verwendet wird, um die verschiedenen hier dargelegten Ausführungsformen zu beschreiben und zu beanspruchen, kann der Begriff unter bestimmten Aspekten alternativ auch als ein einschränkender und restriktiverer Begriff verstanden werden, wie z.B. „bestehend aus“ oder „bestehend im Wesentlichen aus“. Daher umfasst die vorliegende Offenbarung für jede gegebene Ausführungsform, die Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elemente, Merkmale, ganze Zahlen, Vorgänge und/oder Verfahrensschritte nennt, ausdrücklich auch Ausführungsformen, die aus solchen genannten Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elementen, Merkmalen, ganzen Zahlen, Vorgängen und/oder Verfahrensschritten bestehen oder im Wesentlichen daraus bestehen. Im Falle von „bestehend aus“ schließt die alternative Ausführungsform alle zusätzlichen Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elemente, Merkmale, ganzen Zahlen, Vorgänge und/oder Verfahrensschritte aus, während im Falle von „bestehend im Wesentlichen aus“ alle zusätzlichen Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elemente, Merkmale, ganzen Zahlen, Vorgänge und/oder Verfahrensschritte, die die grundlegenden und neuartigen Merkmale wesentlich beeinflussen, von einer solchen Ausführungsform ausgeschlossen sind, aber alle Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elemente, Merkmale, ganzen Zahlen, Vorgänge und/oder Verfahrensschritte, die die grundlegenden und neuartigen Merkmale nicht wesentlich beeinflussen, können in die Ausführungsform umfasst werden.
Alle hier beschriebenen Verfahrensschritte, Prozesse und Vorgänge sind nicht so auszulegen, dass sie notwendigerweise in der besprochenen oder dargestellten Reihenfolge durchgeführt werden müssen, es sei denn, sie sind ausdrücklich als Reihenfolge der Durchführung gekennzeichnet. Es versteht sich außerdem, dass zusätzliche oder alternative Schritte angewandt werden können, sofern nicht anders angegeben.
Wenn eine Komponente, ein Element oder eine Schicht als „auf“, „in Eingriff“, „verbunden“ oder „gekoppelt“ mit einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet wird, kann sie bzw. es direkt auf, in Eingriff, verbunden oder gekoppelt mit der anderen Komponente, dem anderen Element oder der anderen Schicht sein, oder es können dazwischenliegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Wenn dagegen ein Element als „direkt auf“, „direkt in Eingriff mit“, „direkt verbunden mit“ oder „direkt gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet wird, dürfen keine dazwischenliegenden Elemente oder Schichten vorhanden sein. Andere Wörter, die verwendet werden, um die Beziehung zwischen Elementen zu beschreiben, sollten in ähnlicher Weise interpretiert werden (z.B. „zwischen“ versus „direkt zwischen“, „neben“ versus „direkt neben“ usw.). Wie hier verwendet, schließt der Begriff „und/oder“ alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugeordneten aufgelisteten Elemente ein.
Obwohl die Begriffe erste, zweite, dritte usw. hier verwendet werden können, um verschiedene Schritte, Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte zu beschreiben, sollten diese Schritte, Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden, sofern nicht anders angegeben. Diese Begriffe dürfen nur verwendet werden, um einen Schritt, ein Element, eine Komponente, einen Bereich, eine Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Schritt, Element, Komponente, Bereich, Schicht bzw. Abschnitt zu unterscheiden. Begriffe wie „erste“, „zweite“ und andere numerische Begriffe implizieren, wenn sie hier verwendet werden, keine Abfolge oder Reihenfolge, es sei denn, dies ist durch den Kontext klar angegeben. So könnte ein erster Schritt, Element, Komponente, Bereich, Schicht oder Abschnitt, der/die/das im Folgenden erörtert wird, als zweiter Schritt, Element, Komponente, Bereich, Schicht oder Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der beispielhaften Ausführungsformen abzuweichen.
Räumlich oder zeitlich relative Begriffe wie „vorher“, „nachher“, „innen“, „außen“, „unter“, „unterhalb“, „unten“, „oben“, „oberhalb“ und dergleichen können hier der Einfachheit halber verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Merkmalen zu beschreiben, wie in den Figuren dargestellt. Räumlich oder zeitlich relative Begriffe können dazu gedacht sein, zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Ausrichtung unterschiedliche Ausrichtungen der in Gebrauch oder Betrieb befindlichen Vorrichtung oder des Systems zu umfassen.
In dieser gesamten Offenbarung stellen die Zahlenwerte ungefähre Maße oder Grenzen für Bereiche dar, die geringfügige Abweichungen von den angegebenen Werten und Ausführungsformen mit etwa dem genannten Wert sowie solche mit genau dem genannten Wert umfassen. Anders als in den Arbeitsbeispielen am Ende der ausführlichen Beschreibung sind alle Zahlenwerte von Parametern (z.B. von Größen oder Bedingungen) in dieser Spezifikation, einschließlich der beigefügten Ansprüche, so zu verstehen, dass sie in allen Fällen durch den Begriff „ungefähr“ modifiziert sind, unabhängig davon, ob „ungefähr“ tatsächlich vor dem Zahlenwert erscheint oder nicht. „Etwa“ gibt an, dass der angegebene Zahlenwert eine leichte Ungenauigkeit zulässt (mit einer gewissen Annäherung an die Genauigkeit des Wertes; ungefähr oder ziemlich nahe am Wert; fast). Wenn die Ungenauigkeit, die durch „etwa“ gegeben ist, in der Technik mit dieser gewöhnlichen Bedeutung nicht anderweitig verstanden wird, dann bedeutet „etwa“, wie es hier verwendet wird, zumindest Abweichungen, die sich aus gewöhnlichen Verfahren zur Messung und Verwendung solcher Parameter ergeben können. Zum Beispiel kann „etwa“ eine Variation von weniger oder gleich 5 %, optional weniger oder gleich 4 %, optional weniger oder gleich 3 %, optional weniger oder gleich 2 %, optional weniger oder gleich 1 %, optional weniger oder gleich 0,5 % und in bestimmten Aspekten optional weniger oder gleich 0,1 % umfassen.
Darüber hinaus umfasst die Offenbarung von Bereichen die Offenbarung aller Werte und weiter unterteilten Bereiche innerhalb des gesamten Bereichs, einschließlich der Endpunkte und der für die Bereiche angegebenen Unterbereiche.
Beispielhafte Ausführungsformen werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
Strukturanordnungen können in Fahrzeugen verwendet werden, um eine strukturelle Unterstützung und/oder Anbringungsorte für andere Fahrzeugkomponenten bereitzustellen. Strukturanordnungen können energieabsorbierende Komponenten umfassen, die Kollisionsenergie durch gesteuerte Verformung absorbieren. Strukturanordnungen können aus Metall, wie beispielsweise Aluminium oder Stahl und/oder einem Polymerverbundmaterial, aufgebaut sein. Metallstrukturanordnungen können Energie absorbieren, wenn sie elastisch und/oder plastisch ohne Bruch verformt werden. Metalle niedrigerer Festigkeit können mit zusätzlichen Verstärkungskomponenten montiert werden, um eine gewünschte Festigkeit zu erreichen. Einige Strukturanordnungen benutzen Querträgerkomponenten, um eine gewünschte energieabsorbierende Leistung zu erreichen, wie beispielsweise bei Seitenaufprallkollisionen, zu erreichen.
Einige Strukturanordnungen werden verwendet, um eine oder mehrere elektrochemische Vorrichtungen zu tragen und/oder zu enthalten. Derartige Strukturanordnungen können eine Bodenkomponente, eine Abdeckungskomponente, mehrere Verstärkungskomponenten und mehrere Querträgerkomponenten umfassen, die alle einzeln (z.B., durch Prägung, Walzprofilieren oder Strangpressen) hergestellt und miteinander (z.B., durch Schweißen) verbunden werden können. Die elektrochemische Vorrichtung, wie beispielsweise ein Batteriemodul oder ein Kondensator, kann an den angeschweißten Querträgern (z.B., durch Verschrauben) fixiert werden und mindestens teilweise gegen Aufprall und/oder Verunreinigungen durch die Strukturanordnung geschützt werden.
Einige Strukturanordnungen können aufgrund einer großen Menge von Komponenten aufwändig zu montieren sein. Aufgrund der Menge von distinkten Komponenten kann die Herstellung und Montage einer Strukturanordnung verwickelt, komplex und/oder zeitaufwändig sein. Außerdem können Metallstrukturanordnungen schwer sein, was zu einer verringerten Kraftstoffeffizienz und/oder verringerter Batteriereichweite im Fahrzeug führt.
In einigen Strukturanordnungen, die eine elektrochemische Vorrichtung umschlie-ßen, kann der Wartung, der Ersatz oder die Reparatur der elektrochemischen Vorrichtung ein arbeitsintensiver Prozess sein. Die Abdeckungskomponente kann mit der Strukturanordnung (z.B., durch ein mechanisches Befestigungselement) gekoppelt sein. Die elektrochemische Vorrichtung kann an einem Querträger fixiert sein, der an der Bodenkomponente und an einem Rahmen und/oder Seitenkomponenten befestigt (z.B., geschweißt) sein kann. Wenn das Batteriemodul an dem Boden, dem Rahmen und/oder den Seitenkomponenten fixiert ist, kann der Service von einzelnen elektrochemischen Vorrichtungen die Entfernung der gesamten Strukturanordnung von dem Fahrzeug beinhalten. Aufgrund des Gewichts und der Menge von Komponenten der gesamten Strukturanordnung kann der Serviceprozess komplex und zeitaufwändig sein.
In verschiedenen Aspekten stellt die vorliegende Offenbarung eine getäfelte Strukturanordnung für ein Fahrzeug bereit. Die Strukturanordnung kann hochfeste Metallkomponenten, wie beispielsweise hochfesten Stahl, umfassen. Die Strukturanordnung umfasst eine Mehrzahl von hochfesten Platten, die mit einem Rahmen gekoppelt sind. Die Strukturanordnung umfasst ein erstes Paar von Platten, bei dem eine erste Platte an einer zweiten Platte (z.B., durch Schweißen) fixiert ist. Die Strukturanordnung kann ferner ein zweites Paar von Platten umfassen, bei dem eine dritte Platte an einer vierten Platte (z.B., durch Schweißen) fixiert ist. Jedes Paar von Platten kann abnehmbar mit dem Rahmen (z.B., durch ein mechanisches Befestigungselement) gekoppelt sein.
In verschiedenen Aspekten stellt die vorliegende Offenbarung eine getäfelte Strukturanordnung für ein Fahrzeug bereit, die frei von einem Rahmen ist. Die Strukturanordnung kann hochfeste Metallkomponenten (z.B., hochfesten Stahl) umfassen. Die Strukturanordnung umfasst ein erstes Paar von Platten, bei dem eine erste Platte an einer zweiten Platte (z.B., durch Schweißen) fixiert ist.
Jede der Platten umfasst Vertiefungen und Vorsprünge, die zu den Vertiefungen komplementär sind. Eine Profilform der Vertiefungen und der Vorsprünge kann symmetrisch sein. In dem Aggregat definieren die Vertiefungen und komplementären Vorsprünge ein Muster auf der Platte. Das Muster kann die Platte mit einer erhöhten Festigkeit in mindestens einer Richtung im Vergleich mit einer nicht gemusterten Platte versehen. Das Muster kann mindestens zwei Symmetrieebenen bilden, welche die Platten mit einer erhöhten Festigkeit in mindestens zwei Richtungen im Vergleich mit einer nicht gemusterten Platte versehen. Die Muster jeder Platte in der Anordnung können gleich oder unterschiedlich sein und können ausgestaltet sein, um der gewünschten Festigkeit und den energieabsorbierenden Charakteristiken der Strukturanordnung zu entsprechen. Die getäfelte Strukturanordnung kann konfiguriert sein, um andere Fahrzeugkomponenten zu tragen, wie beispielsweise eine elektrochemische Vorrichtung. In einem Beispiel kann die getäfelte Strukturanordnung eine Abdeckungskomponente, die ein erstes Paar von Platten umfasst, eine Bodenkomponente, die ein zweites Paar von Platten umfasst, und einen Rahmen umfassen.
Die getäfelte Strukturanordnung, die aus einem hochfesten Metall aufgebaut ist, kann im Allgemeinen weniger komplex als andere Strukturanordnungen mit mehr Komponenten und Verstärkungen sein. Die symmetrisch gemusterten Platten der getäfelten Strukturanordnung können gewünschte Festigkeit und Energieabsorptionscharakteristiken ohne den Einschluss von Querträgern zeigen. Aufgrund der erhöhten Festigkeit eines hochfesten Metalls kann die getäfelte Strukturanordnung weniger Verstärkung, Querträger und/oder Befestigungskomponenten umfassen. Die verringerte Menge von Komponenten im Vergleich mit typischen Strukturanordnungen kann ebenfalls zu einem weniger komplexen und/oder zeitaufwändigen Anordnungsprozess führen. Des Weiteren kann die getäfelte Strukturanordnung im Vergleich mit einer Strukturanordnung leichtgewichtig sein, die Verstärkungen, Querträger und/oder Befestigungskomponenten umfasst.
Die abnehmbar gekoppelten Platten, die eine Fahrzeugkomponente umschließen, wie beispielsweise eine elektrochemische Vorrichtung, können die Einfachheit der Wartungsfähigkeit der Komponente verbessern. Die Komponente kann an einer der Abdeckungskomponenten oder der Bodenkomponenten (z.B., durch ein mechanisches Befestigungselement) befestigt sein, was der anderen der abnehmbar gekoppelten Bodenkomponente oder Abdeckungskomponente ermöglichen kann, einzeln von der Strukturanordnung entfernt zu werden. In bestimmten Aspekten kann die Komponente an der Abdeckungskomponente (z.B., durch eine mechanisches Befestigungselement) befestigt sein, was der Bodenkomponente ermöglicht, einzeln von der Strukturanordnung entfernt zu werden. Die Entfernung einer mechanisch befestigten Boden- oder Abdeckungskomponente kann einen einfacheren und/oder schnelleren Zugriff, um die Komponente zu warten, im Vergleich mit der Entfernung von einem Fahrzeug einer gesamten Strukturanordnung ohne abnehmbar gekoppelten Platten ermöglichen.
Bezugnehmend auf 1A-1D wird eine getäfelte Strukturunteranordnung 10 (ebenfalls als die „Unteranordnung 10“ bezeichnet) gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die Unteranordnung 10 umfasst einen Rahmen 12 und eine Mehrzahl von Platten 13. Wie nachstehend ausführlicher in 1A-1M beschrieben wird, kann die Mehrzahl von Platten 13 mit dem Rahmen 12 gekoppelt sein.
Mit Bezugnahme auf 1E kann der Rahmen 12 ein Paar von sich longitudinal erstreckenden Seiten 14 und ein Paar von sich quer erstreckenden Seiten 16 umfassen (zusammen als die „Seiten 14, 16“ bezeichnet). In bestimmten Aspekten kann jede der vier Seiten 14, 16 im Wesentlichen senkrecht an einer angrenzenden Seite gesichert sein, so dass die sich longitudinal erstreckenden Seiten 14 im Wesentlichen senkrecht an den sich quer erstreckenden Seiten 16 an einer Ecke 18 gesichert sind. Demgemäß kann der Rahmen 12 vier Ecken 18 umfassen, wobei jede Ecke 18 eine Verbindung zwischen einer der sich longitudinal erstreckenden Seiten 14 und einer der sich quer erstreckenden Seiten 16 umfasst. Wenn die Unteranordnung (in 1A gezeigt) an einem Fahrzeug montiert ist, können sich die longitudinal erstreckenden Seiten 14 in einer vorne-hinten Richtung erstrecken und die sich quer erstreckenden Seiten 16 können sich in einer Wagenquerrichtung erstrecken.
Der Rahmen 12 kann ein Metall umfassen oder aus diesem aufgebaut sein. In bestimmten Aspekten kann das Metall einen Stahl, ein Aluminium (z.B., Aluminium oder Aluminiumlegierung) oder eine Kombination aus Stahl und Aluminium umfassen. In bestimmten Aspekten kann der Rahmen 12 eine Polymerverbundmaterial, entweder in Kombination mit einem Metall oder allein, umfassen.
Mit Bezugnahme auf 1E-1F können in bestimmten Aspekten die Seiten 14, 16 kooperieren, um eine im Allgemeinen rechteckige Form zu definieren. Die Seiten 14, 16 können eine oder mehrere hohle Teile 20 umfassen. Jeder der hohlen Teile 20 kann sich entlang der gesamten oder einem Teil einer Länge der jeweiligen Seite 14, 16 erstrecken. Jede der Seiten 14, 16 kann teilweise hohl sein, wie in 1F gezeigt. In bestimmten Aspekten kann jede der Seiten 14, 16 im Wesentlichen hohl sein (siehe, z.B., 2C-2D).
Die Seiten 14, 16 können unter Verwendung eines Walzprofilierungsverfahrens, eines Strangpressverfahrens oder einer Kombination aus Walzprofilierungs- und Strangpressverfahren gebildet werden. In bestimmten anderen Aspekten können die vier Seiten 14, 16 unter Verwendung anderer Verfahren gebildet werden.
Jede der Seiten, 14, 16 kann eine Höhe 32 (z.B., eine maximale Höhe) und eine Breite 34 (z.B., eine maximale Breite) definieren. In bestimmten Aspekten ist die Höhe 32 größer als oder gleich etwa 80 mm, optional größer als oder gleich etwa 90 mm, optional größer als oder gleich etwa 100 mm, optional größer als oder gleich etwa 110 mm, optional größer als oder gleich etwa 120 mm, optional größer als oder gleich etwa 130 mm, optional größer als oder gleich etwa 140 mm, optional größer als oder gleich etwa 150 mm, optional größer als oder gleich etwa 160 mm, optional größer als oder gleich etwa 170 mm, optional größer als oder gleich etwa 180 mm oder optional größer als oder gleich 190 mm. In bestimmten Aspekten ist die Höhe 32 kleiner als oder gleich etwa 200 mm, optional kleiner als oder gleich etwa 190 mm, optional kleiner als oder gleich etwa 180 mm, optional kleiner als oder gleich etwa 170 mm, optional kleiner als oder gleich 160 mm, optional kleiner als oder gleich 150 mm, optional kleiner als oder gleich 140 mm, optional kleiner als oder gleich etwa 130 mm, optional kleiner als oder gleich etwa 120 mm, optional kleiner als oder gleich etwa 110 mm, optional kleiner als oder gleich etwa 100 mm oder optional kleiner als oder gleich etwa 90 mm.
In bestimmten Aspekten ist die Breite 34 größer als oder gleich etwa 80 mm, optional größer als oder gleich etwa 90 mm, optional größer als oder gleich etwa 100 mm, optional größer als oder gleich etwa 110 mm, optional größer als oder gleich etwa 120 mm, optional größer als oder gleich etwa 130 mm oder optional größer als oder gleich etwa 140 mm. In bestimmten Aspekten ist die Breite 34 kleiner als oder gleich etwa 150 mm, optional kleiner als oder gleich etwa 140 mm, optional kleiner als oder gleich etwa 130 mm, optional kleiner als oder gleich etwa 120 mm, optional kleiner als oder gleich etwa 110 mm, optional kleiner als oder gleich etwa 100 mm oder optional kleiner als oder gleich etwa 90 mm. Der Rahmen 12 kann mindestens teilweise einen Innenbereich 36 und einen Außenbereich 38 definieren.
In bestimmten Aspekten kann jede der Seiten 14, 16 eine Mehrzahl von Wänden 40 umfassen. Mindestens ein Teil der Wände 40 kann mindestens teilweise die hohlen Teile 20 definieren. In bestimmten Aspekten kann jede der Seiten 14, 16 ein inneres Teil 41, ein zentrales Teil 42 und ein äußeres Teil 46 umfassen. Der innere Teil 41 kann näher an dem Innenbereich 36 des Rahmens 12 als der zentrale Teil 42 und der äußere Teil 46 angeordnet sein. Der äußere Teil 46 kann näher an dem Außenbereich 38 des Rahmens 12 als der zentrale Teil 42 und der innere Teil 41 angeordnet sein. Der zentrale Teil 42 kann zwischen dem inneren Teil 41 und dem äußeren Teil 46 sein. Der zentrale Teil 42 kann mindestens teilweise zwischen dem inneren Teil 41 und dem äußeren Teil 46 des Rahmens 12 angeordnet sein.
In bestimmten Aspekten können die hohlen Teile 20 im Wesentlichen rechteckige Querschnittsformen, im Wesentlichen elliptische Querschnittsformen oder eine Kombination von Querschnittsformen definieren. In bestimmten Aspekten sind die Wände 40 einstückig ausgebildet, so dass mindestens einige der hohlen Teile 20 Wände mit anderen der hohlen Teile 20 gemeinsam nutzen können (siehe, z.B., 1F und 2C). In bestimmten anderen Aspekten kann die Mehrzahl von Wänden 40 jedoch miteinander verbunden sein, um mindestens teilweise die hohlen Teile 20 zu definieren (siehe, z.B., 2D). Die Seiten 14, 16 können aufgebaut und/oder ausgebildet sein, um unterschiedliche Geometrien, Merkmale, Orientierungen und/oder Materialdicken der Wand 40 und/oder des hohlen Teils 20 nach Bedarf zu umfassen, um strukturelle Unterstützung und/oder Festigkeit bei gewünschte Bereichen des Fahrzeugs bereitzustellen.
Wie in 1E gezeigt, kann der Rahmen 12 in bestimmten Aspekten einen Querträger 50 umfassen. Der Querträger 50 kann mindestens teilweise im Innenbereich 36 des Rahmens 12 angeordnet sein. Der Querträger 50 kann ferner den Rahmen 12 in eine erste innere Sektion oder Teil 52 und eine zweite innere Sektion oder Teil 54 teilen. In bestimmten Aspekten kann ein Rahmen mehrere Querträgern umfassen, die einen Innenbereich in mehr als zwei Teile teilen. In bestimmten anderen Aspekten kann ein Rahmen frei von einem Querträger sein (siehe, z.B., Rahmen 400 von 2A).
In bestimmten Aspekten kann der Querträger 50 mindestens teilweise eine oder mehrere Fußraumbereiche 56 definieren. In bestimmten Aspekten kann der Querträger 50 zwei sich quer erstreckende Streben 58 und zwei sich longitudinal erstreckenden Streben 60 umfassen. Die sich quer erstreckende Streben 58 können im Wesentlichen senkrecht an den sich longitudinal erstreckenden Seiten 14 des Rahmens 12 gesichert werden. Die sich longitudinal erstreckenden Streben 60 können mindestens teilweise dazwischen angeordnet und senkrecht an jeder der beiden sich quer erstreckenden Streben 58 gesichert sein.
Unter Rückbezug auf 1A-1B umfasst die Unteranordnung 10 eine Mehrzahl von Platten 13. Die Mehrzahl von Platten 13 kann einen ersten Teil oder eine Abdeckung 72 und einen zweiten Teil oder Boden 74 umfassen. Der erste Teil 72 kann eine erste Platte 76 und der zweite Teil 74 kann eine zweite Platte 78 umfassen. In bestimmten anderen Aspekten kann jeder der ersten und zweiten Teile 72, 74 der Mehrzahl von Platten mehr als eine Platte, wie beispielsweise ein Paar von Platten, wie gezeigt umfassen und wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird. In bestimmten anderen Aspekten kann die Mehrzahl von Platten 13 größer als oder gleich zwei Platten, optional größer als oder gleich drei Platten, optional größer als oder gleich vier Platten, optional größer als oder gleich fünf Platten, optional größer als oder gleich zehn Platten oder optional größer als oder gleich fünfzehn Platten umfassen.
Die Platten 13 können ein hochfestes Metall umfassen oder aus diesem aufgebaut sein. Das hochfeste Metall kann einen Stahl, ein Aluminium (z.B., Aluminium, eine Aluminiumlegierung, wie beispielsweise eine Legierung von die 6XXX Serie und/oder 7XXX Serie including Al 6061, Al 6082, Al 6034, Al 6282, Al 7075 oder eine Kombination von Aluminiumlegierungen) oder eine Kombination von Stahl und Aluminium umfassen. In bestimmten Aspekten können die Platten 13 ein Polymerverbundmaterial entweder in Kombination mit einem Metall oder allein umfassen. Eine Platte, die aus einem hochfesten Stahl aufgebaut ist, kann eine Materialstreckgrenze aufweisen, die größer als oder gleich etwa 900 MPa, optional größer als oder gleich etwa 1,000 MPa oder optional größer als oder gleich etwa 1,200 MPa ist. Eine Platte, die aus Aluminium aufgebaut ist, kann eine Materialstreckgrenze aufweisen, die größer als oder gleich etwa 200 MPa, optional größer als oder gleich etwa 300 MPa oder optional größer als oder gleich etwa 400 MPa ist. In bestimmten Aspekten kooperiert die Mehrzahl von Platten 13, um eine externe Last von größer als oder gleich etwa 10 kN zu tragen. Bezugnehmend auf 1G kann jede der Platten 13 ein Paar von sich longitudinal erstreckenden Seiten 90 und ein Paar von sich quer erstreckenden Seiten 92 umfassen (zusammen als die „Seiten 90, 92“ bezeichnet). In bestimmten Aspekten kann mindestens einen Teil der Platten 13 im Wesentlichen rechteckig in der Form sein, wie gezeigt. Jede der Platten 13 kann einen im Wesentlichen planaren Körper 93 umfassen. Die Seiten 90, 92 können kooperieren, um einen äußeren Rand oder Umfang 94 zu definieren.
In bestimmten anderen Aspekten können Platten zusätzliche Wänden umfassen, wie beispielsweise Seitenwände, die sich im Wesentlichen senkrecht von einem im Wesentlichen planaren Körper und/oder mindestens teilweise entlang eines Umfangs erstrecken (siehe, z.B., 3A-3E). Die Seitenwände können optional in der Dimension und/oder Form variieren. Platten können zusätzliche Wände umfassen und/oder können unterschiedliche Geometrien (z.B., Form), Merkmale (z.B., äußere Kanten und/oder Flansche) und Konfigurationen nach Bedarf aufweisen, um gewünschte strukturellen und energieabsorbierenden Charakteristiken der Unteranordnung 10 zu entsprechen.
In bestimmten Aspekten kann jede Platte 13 eine durchschnittliche Dicke aufweisen, die größer als oder gleich etwa 0,5 mm bis kleiner als oder gleich etwa 5 mm ist. In bestimmten Aspekten kann die Dicke gleichmäßig über die Platte 13 sein. In bestimmten anderen Aspekten kann die Dicke jedoch nach Bedarf variieren, um strukturelle Unterstützung und/oder Festigkeit bei gewünschte Bereichen des Fahrzeugs bereitzustellen.
Unter Rückbezug auf 1B können die erste Platte 76 und die zweite Platte 78 Fußraumstrukturen 110 und 112 umfassen oder mindestens jeweils teilweise definieren. Die erste Platte 76 kann mit sowohl einer dritten Platte 120 als auch einer vierten Platte 122 gekoppelt sein. In bestimmten Aspekten kann die erste Platte 76 direkt mit der dritten Platte 120 und der vierten Platte 122 gekoppelt sein. Die zweite Platte 78 kann mit sowohl einer fünften Platte 124 als auch einer sechsten Platte 126 gekoppelt sein. In bestimmten Aspekten kann die zweite Platte 78 direkt mit der fünften Platte 124 und der sechsten Platte 126 gekoppelt sein.
In bestimmten anderen Aspekten können Platten frei von Fußraumstrukturen (nicht gezeigt) abhängig von der gewünschten Verpackung und/oder Konfiguration des Fahrzeugs sein. Wenn Platten beispielsweise frei von Fußraumstrukturen sind, können dritte und vierte Platten einstückig sein, um eine einzige Platte zu bilden, die mit der ersten Platte direkt gekoppelt sein kann, und fünfte und sechste Platten können einstückig sein, um eine andere einzige Platte zu bilden, die direkt mit der zweiten Platte gekoppelt werden kann.
Unter Rückbezug auf 1G umfasst jede Platte 13 eine erste Oberfläche 180 und eine zweite Oberfläche 182 entgegengesetzt der ersten Oberfläche 180. Die erste Oberfläche 180 kann eine Mehrzahl von Vertiefungen 184 umfassen oder definieren. Zwischen den Vertiefungen 184, kann der Körper 93 einen im Wesentlichen planaren Bereich 185 umfassen. Die zweite Oberfläche 182 kann eine Mehrzahl von Vorsprüngen 186 (in 1B, 1H gezeigt) umfassen oder definieren. Jede der Vertiefungen 184 und Vorsprünge 186 kann eine größte Tiefe von größer als oder gleich etwa 1 mm bis kleiner als oder gleich etwa 10 mm aufweisen. In bestimmten Aspekten können die Vertiefungen 184 und Vorsprünge 186 optional eine größte Tiefe von kleiner als oder gleich etwa 30 mm oder optional kleiner als oder gleich 20 mm aufweisen.
In bestimmten Aspekten ist eine Form der Vorsprünge 186 komplementär zu einer Form der Vertiefungen 184. In bestimmten Aspekten kann eine Profilform der Vertiefungen und komplementären Vorsprünge symmetrisch sein. In bestimmten Aspekten weisen, wie gezeigt, die Vertiefungen 184 und komplementären Vorsprünge 186 eine im Wesentlichen kreisförmige Profilform auf. In bestimmten Aspekten können die Vertiefungen 184 und komplementären Vorsprüngen 186 eine nicht kreisförmige Profilform aufweisen (siehe, z.B., die Profilformen von 3A-3E). In bestimmten anderen Aspekten kann eine Platte lediglich Vertiefungen, lediglich Vorsprünge, nicht ausgerichtete Vorsprünge und Vertiefungen und/oder nicht komplementäre Vorsprünge und Vertiefungen umfassen. In bestimmten anderen Aspekten kann eine Platte frei von sowohl Vertiefungen als auch Vorsprüngen sein (z.B., eine im Wesentlichen planare Oberfläche aufweisen).
Ein Ansammlung der Vertiefungen 184 und komplementären Vorsprünge 186 kann ein Muster 188 bilden. In bestimmten Aspekten kann das Muster eine Zufallsverteilung von Profilformen umfassen und im Wesentlichen asymmetrisch sein. In bestimmten Aspekten kann das Muster mindestens eine Symmetrieebene aufweisen. In bestimmten Aspekten kann das Muster 188 mindestens zwei Symmetrieebenen (und optional mehr als zwei Symmetrieebenen) aufweisen. Das Muster 188 kann eine erste Symmetrieebene 190 und eine zweite Symmetrieebene 192 umfassen. Die ersten und zweiten Symmetrieebenen 190, 192 können im Wesentlichen senkrecht sein. Die Platten 13 und Muster 188 können durch Verfahren ausgebildet sein, die Heißprägung, Kaltprägung, Walzprofilierung, eine Kombination von Heißprägung, Kaltprägung und/oder Walzprofilierung oder irgendein anderes geeignetes Verfahren umfassen.
Das Muster 188 kann im Wesentlichen gleichmäßig beabstandete kreisförmige Vertiefungen umfassen, wie gezeigt. In bestimmten anderen Aspekten können alle oder ein Teil von Platten in einer Unteranordnung unterschiedliche Geometrien (z.B., Profilformen, Größe) und/oder Anordnungen (z.B., zusammen gruppiert, gleichmäßig über die Platte beabstandet oder voneinander weggespreizt) aufweisen (siehe, z.B., 3A-3E und begleitende Erläuterung).
Als ein Ergebnis der ersten und zweiten Symmetrieebenen 190, 192 der Muster 188 kann jede der Platten 13 eine erhöhte Festigkeit und/oder Steifigkeit in mindestens zwei Richtungen (z.B., parallel zu den erste und zweiten Symmetrieebenen 190, 192) im Vergleich mit einer Platte ohne ein Muster aufweisen (z.B., eine im Wesentlichen flache Platte, die im Wesentlichen aus planaren Oberflächen besteht). In bestimmten Aspekten kann jede der Platten 13 eine erhöhte Festigkeit und/oder Steifigkeit in mehr als zwei Richtungen aufweisen (z.B., weist das Muster 188 mehr als zwei Symmetrieebenen auf). In bestimmten Aspekten kann jeweils der erste Teil von Platten 72 und der zweite Teil von Platten 74 eine erhöhten Festigkeit und/oder Steifigkeit in mindestens zwei Richtungen im Vergleich mit einem Teil der Platten ohne ein Muster aufweisen (z.B. ein Teil von Platten, der im Wesentlichen flache Platten umfasst).
Jede der Platten 13 kann das gleiche Muster aufweisen, wie beispielsweise das Muster 188, wie gezeigt. In bestimmten anderen Aspekten können alle oder ein Teil der Platten in einer Unteranordnung von den anderen Platten der Strukturunteranordnung unterschiedlich sein. In bestimmten anderen Aspekten kann mindestens ein Teil der Platten in einer Unteranordnung frei von einem Muster sein. Eine beliebige Kombination von Platten, die eine beliebige Kombination von Mustern umfasst, kann benutzt und angeordnet sein, um gewünschte Festigkeit, Steifigkeit und energieabsorbierende Charakteristiken der Unteranordnung 10 bereitzustellen.
Unter Rückbezug auf 1B umfasst der erste Teil der Platten 72 die erste Platte 76, die dritte Platte 120 und die vierte Platte 122. Jede der Platten 76, 120, 124 umfasst die erste Oberfläche 180 mit der Mehrzahl von Vertiefungen 184 und die zweite Oberfläche 182 mit der Mehrzahl von Vorsprüngen 186. Sowohl die dritte Platte 120 als auch die vierte Platte 122 kann 180 Grad mit Bezug auf die erste Platte 76 orientiert sein, so dass die zweite Oberfläche 182 der ersten Platte 76 der zweiten Oberfläche 182 der dritten Platte 120 und der zweiten Oberfläche 182 der vierten Platte 122 zugewandt ist. Demgemäß sind die Vorsprünge 186 der ersten Platte 76 im Wesentlichen mit den Vorsprüngen 186 der dritten Platte 120 und den Vorsprüngen 186 der vierten Platte 122 ausgerichtet. Die Oberflächen 180, 182 des zweiten Teils der Platten 74 kann im Wesentlichen ähnlich zu dem ersten Teil der Platten 72 orientiert sein. Der zweite Teil der Platten 74 umfasst die zweite Platte 78, die fünfte Platte 124 und die sechste Platte 126. Jede der Platten 78, 124, 126 umfasst die erste Oberfläche 180 mit der Mehrzahl von Vertiefungen 184 und die zweite Oberfläche 182 mit der Mehrzahl von Vorsprüngen 186. Sowohl die fünfte Platte 124 als auch die sechste Platte 126 können 180 Grad mit Bezug auf die zweite Platte 78 orientiert sein, so dass die zweite Oberfläche 182 der zweiten Platte 78 der zweiten Oberfläche 182 der fünften Platte 124 und der zweiten Oberfläche 182 der sechsten Platte 126 zugewandt ist. Demgemäß sind die Vorsprünge 186 der zweiten Platte 78 im Wesentlichen mit den Vorsprüngen 186 der fünften Platte 124 und den Vorsprüngen der sechsten Platte 126 ausgerichtet.
In bestimmten anderen Aspekten (nicht gezeigt) können sowohl die dritte Platte 120 als auch die vierte Platte 122 in der gleichen Richtung mit Bezug auf die erste Platte 76 orientiert sein, so dass die zweite Oberfläche 182 der ersten Platte 76 der ersten Oberfläche 180 der dritten Platte 120 und der ersten Oberfläche 180 der vierten Platte 122 zugewandt ist. Demgemäß sind die Vorsprünge 186 der ersten Platte 76 im Wesentlichen mit den Vertiefungen 184 der dritten Platte 120 und den Vertiefungen 184 der vierten Platte 122 ausgerichtet. Die Oberflächen 180, 182 des zweiten Teils der Platten 74 können im Wesentlichen ähnlich zu dem ersten Teil der Platten 72 orientiert sein. Mit Bezugnahme auf 1H wird eine Plattenunteranordnung 194 bereitgestellt, welche die erste Platte 76, die dritte Platte 120 und die vierte Platte 122 (in 1B gezeigt) umfasst. Die zweite Oberfläche 182 der ersten Platte 76 kann mit der zweiten Oberfläche 182 der dritten Platte 120 und der zweiten Oberfläche 182 der vierten Platte 122 gekoppelt sein. In bestimmten Aspekten kann ein Teil der zweiten Oberfläche 182 der ersten Platte 76 direkt mit einem Teil der zweiten Oberfläche 182 der dritten Platte 120 und der zweiten Oberfläche 182 der vierten Platte 122 gekoppelt sein. In bestimmten Aspekten kann die erste Platte 76 mit der dritten Platte 120 (und der vierten Platte 122, in 1B gezeigt) durch Schweißungen, einen Klebstoff oder eine Kombination aus Schweißungen und Klebstoff gekoppelt sein. In bestimmten Aspekten kann die zweite Oberfläche 182 bei ersten Grenzflächen 196 angrenzend an Umfänge der Vorsprünge 186 und/oder zweiten Grenzflächen 198 angrenzend an dem Rand 94 gekoppelt sein. Die planaren Bereiche 185 der ersten Platte 76 und der dritten Platte 120 (und der vierten Platte 122, in 1B gezeigt) können kooperieren, um eine Mehrzahl von Hohlräumen 200 zu definieren. In anderen Aspekten kann eine erste Platte mit zusätzlichen Platten gekoppelt sein. Beispielsweise kann die erste Platte zwischen einem Paar von Platten angeordnet sein, um Hohlräume auf beiden Seiten der ersten Platte zu definieren. Die zweite Platte 78 kann mit den fünften und sechsten Platten 122, 124 in einer ähnlichen Art und Weise gekoppelt sein, wie oben beschrieben.
Unter Rückbezug auf 1C umfasst die Unteranordnung 10 die Mehrzahl von Platten 13 und den Rahmen 12 (die miteinander gekoppelt sein können, wie in den Erläuterungen beschrieben, die 1I-1J begleiten), Die Mehrzahl von Platten 13 (die den ersten Teil 72 und den zweiten Teil 74 umfasst) kann mindestens teilweise im Innenbereich 36 des Rahmens 12 angeordnet sein. In bestimmten Aspekten kann der Rahmen 12 im Wesentlichen horizontal orientiert sein, um eine obere Seite 202 und eine untere Seite 204 zu umfassen. Der erste Teil der Platten 72 kann an der oberen Seite des Rahmens 202 befestigt sein und der zweite Teil der Platten 74 kann an der unteren Seite 204 des Rahmens 12 befestigt sein. In bestimmten anderen Aspekten kann ein Rahmen im Wesentlichen horizontal orientiert sein, um eine rechte Seite und eine linke Seite zu umfassen, wobei die erste Mehrzahl von Platten an der rechten Seite des Rahmens fixiert ist und die zweiten Mehrzahl von Platten an der linken Seite des Rahmens fixiert ist. Die Mehrzahl von Platten kann alternative Orientierungen aufweisen und kann hinsichtlich von Position, Geometrie und/oder Materialien optimiert werden, um gewünschte strukturelle, Verpackungs- und Belastungscharakteristiken der Unteranordnung 10 zu erfüllen.
Bezugnehmend auf 1I wird eine Strukturanordnung 218 gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die Strukturanordnung 218 umfasst die Unteranordnung 10 von 1A-1H. In bestimmten Aspekten kann der Rahmen 12 mit einer Platte 220 und einem Befestigungselement 221 kooperieren, um den ersten Teil der Platten 72 an dem Rahmen 12 zu sichern. Genauer gesagt kann der erste Teil der Platten 72 zwischen einem Teil der Platte 220 und einem Teil 222 des Rahmens 12 geklemmt werden. Der Teil 222 kann eine teilweise Länge der Rahmenseiten 14, 16 oder die gesamte Länge der Rahmenseiten 14, 16 umfassen. In bestimmten Aspekten kann die Platte mit jeder der Seiten 14, 16 kooperieren. In bestimmten anderen Aspekten kann die Platte 220 mit einem Paar der Seiten kooperieren (z.B., entweder den sich longitudinal erstreckenden Seiten 14 oder den sich quer erstreckenden Seiten 16). Die Platte 220 kann einen im Wesentlichen gleichmäßigen Druck auf die Platten 13 ausüben. Wie beispielsweise in einem Bereich, der an die äußeren Kanten 94 der Platten angrenzt. Eine relativ großer Oberflächenbereich der Platte 220 kann mindestens teilweise Spannungskonzentrationen im Vergleich mit anderen Arten von Befestigungselementen verringern oder minimieren. Der zweite Teil der Platten 74 kann mit dem Rahmen 12 in anderen Arten und Weisen (z.B., durch Klebstoff und/oder Schweißen) gesichert sein oder in einer ähnlichen Art und Weise wie oben beschrieben mit Bezug auf den ersten Teil 72 der Platten geklemmt sein.
Mit Bezugnahme auf 1J wird eine andere Strukturanordnung 268 gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die Strukturanordnung 268 umfasst die Unteranordnung 10 von 1A-1H. Der erste Teil der Platten 72 kann mit dem Rahmen 12 durch ein oder mehrere Befestigungselemente 270 gekoppelt sein. Das Befestigungselement 270 kann ein mechanisches Befestigungselement umfassen. In bestimmten Aspekten umfasst das mechanische Befestigungselement eine Nietmutter, eine Schraube, einen Bolzen, einen Anker oder irgendeine Kombination davon. Der zweite Teil der Platten 74 kann an dem Rahmen 12 in anderen Arten und Weisen (z.B., durch Klebstoff und/oder Schweißen) oder durch die Verwendung eines oder mehrerer mechanischer Befestigungselemente in einer ähnlichen Art und Weise gesichert sein, wie oben mit Bezug auf den ersten Teil 72 der Platten beschrieben.
In verschiedenen Aspekten kann die Unteranordnung 10 (oder Strukturanordnung 218 oder Strukturanordnung 268) verwendet werden, um eine oder mehrere Fahrzeugkomponenten zu enthalten oder zu tragen. In bestimmten Aspekten kann die Unteranordnung 10 mindestens eine oder mehrere elektrochemische Vorrichtungen, wie beispielsweise eine Batterie, teilweise einschließen und/oder tragen. In bestimmten Aspekten kann die Unteranordnung 10 mindestens eine oder mehrere Komponenten, wie beispielsweise eine Batterietrenneinheit (Battery Disconnect Unit; BDU), eine Sammelschiene, eine Kühlplatte, elektrische Verdrahtung oder eine Kombination davon teilweise einschließen und/oder tragen.
Mit Bezugnahme auf 1K wird eine Anordnung 300 eines wiederaufladbaren Energiespeicherungssystems („RESS“) gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die RESS-Anordnung 300 umfasst die Unteranordnung 10 und eine elektrochemische Vorrichtung 310, wie beispielsweise ein Batteriemodul. Die elektrochemische Vorrichtung 310 ist mindestens teilweise innerhalb der Unteranordnung 10 enthalten und/oder wird durch sie getragen. In bestimmten Aspekten sind die Abdeckung 72 und der Boden 74 im Wesentlichen horizontal orientiert.
Die Abdeckung 72, der Boden 74 und der Rahmen 12 (in 1D gezeigt) können kooperieren, um eine Innenkammer 350 zu definieren. Die elektrochemische Vorrichtung 310 ist mindestens teilweise innerhalb der Innenkammer 350 angeordnet. In bestimmten Aspekten ist die elektrochemische Vorrichtung 310 vollständig innerhalb der Innenkammer 350 angeordnet. In bestimmten Aspekten kann die elektrochemische Vorrichtung 310 an der Abdeckung 72 befestigt sein. Die elektrochemische Vorrichtung 310 kann an der Abdeckung 72 durch ein oder mehrere mechanische Befestigungselemente 352 befestigt sein, wie gezeigt. Zusätzlich oder alternativ kann die elektrochemische Vorrichtung 310 an der Abdeckung durch eine oder mehrere Schweißungen und/oder einen Klebstoff befestigt sein.
Zusätzlich oder alternativ kann die elektrochemische Vorrichtung 310 an dem Boden 74 befestigt sein. Die elektrochemische Vorrichtung 310 kann an dem Boden 74 durch ein oder mehrere mechanische Befestigungselemente, eine oder mehrere Schweißungen, einen Klebstoff oder irgendeine Kombination davon (nicht gezeigt) befestigt sein. Direktes Koppeln der elektrochemischen Vorrichtung 310 mit lediglich eines von der Abdeckung 72 oder dem Boden 74 kann eine einfache Entfernung des anderen von der Abdeckung 72 und dem Boden 74 von der RESS-Anordnung 300 erleichtern.
Gemäß bestimmter Aspekte der vorliegenden Offenbarung können die Anordnungen 218 (in 1I gezeigt), 268 (in 1J gezeigt) und 300 (in 1 gezeigt K) die Einfachheit der Wartungsfähigkeit oder einen Ersatz einer Komponente erleichtern, wie beispielsweise der elektrochemischen Vorrichtung 310. In bestimmten Aspekten kann die Abdeckung 72 und/oder der Boden 74 abnehmbar mit dem Rahmen 12 gekoppelt sein (z.B., mechanisch durch eine Klemme und/oder ein mechanisches Befestigungselement gesichert, wie in 1I-1J gezeigt). Die RESS-Anordnung 310 kann an einem von der Abdeckung 72 oder dem Boden 74 befestigt (z.B., verschraubt)sein und das andere von der Abdeckung 72 und dem Boden 74 kann mindestens teilweise entfernbar sein, um einen Zugriff auf eine Komponente bereitzustellen, wie beispielsweise der elektrochemische Vorrichtung 310, wie in 1K gezeigt. Die Entfernung der mechanisch befestigten Abdeckung 72 oder des Bodens 74 kann im Vergleich mit einer Entfernung der gesamten Strukturanordnung 300 einen leichteren Zugriff ermöglichen, um die Komponente zu warten oder zu ersetzen.
Eine Strukturanordnung gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung kann den Rahmen 12, wie in 1A-1F und 1I-1K gezeigt, oder einen anderen Rahmen umfassen, der sich von dem Rahmen 12 hinsichtlich der Anwesenheit oder Menge von Trägern unterscheidet, wie beispielsweise Querträgern, Verfahren der Herstellung, Konstruktionsmaterialien, Form und/oder Abmessungen. 2A-2D stellen andere Rahmen gemäß bestimmter Aspekte der vorliegenden Offenbarung anschaulich dar.
Mit Bezugnahme auf 2A wird ein anderer Rahmen 400 gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Der Rahmen 400 kann der gleiche wie oder ähnlich dem Rahmen 12 von 1A-1F und 1I-1K sein, außer wenn dies nachstehend anders beschrieben ist. Der Rahmen 400 kann ein Paar von sich longitudinal erstreckenden Seiten 404 und ein Paar von sich quer erstreckenden Seiten 406 umfassen (zusammen als „Seiten 404, 406“ bezeichnet). Die Seiten 404, 406 können mindestens teilweise einen Innenbereich 410 definieren. In bestimmten Aspekten kann der Rahmen 400 frei von zusätzlichen Trägern sein, wie beispielsweise Querträgern. Der Innenbereich 410 kann ununterbrochen und kontinuierlich sein. In bestimmten Aspekten besteht der Rahmen 12 im Wesentlichen aus den Seiten 404, 406.
Bezugnehmend auf 2B wird ein anderer Rahmen 412 gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Der Rahmen 412 kann der gleiche wie oder ähnlich dem Rahmen 12 von 1A-1F und 1I-1K sein, außer wenn dies nachstehend anders beschrieben ist. Der Rahmen 412 umfasst ein Paar von sich longitudinal erstreckenden Seiten 414 und ein Paar von sich quer erstreckenden Seiten 416 (zusammen als „Seiten 414, 416“ bezeichnet). Die Seiten 414, 416 können mindestens teilweise einen Innenbereich 420 definieren. In bestimmten Aspekten kann der Rahmen 412 einen einzigen Querträger 424 umfassen.
Der Querträger 424 kann mindestens teilweise im Innenbereich 420 angeordnet sein. Der Querträger 424 kann den Innenbereich in einen ersten inneren Abschnitt oder Teil 426 und einen zweiten inneren Abschnitt oder Teil 428 teilen. Der Querträger 424 kann an den sich longitudinalen erstreckenden Seiten 414 gesichert sein oder einstückig mit diesen ausgebildet sein und kann sich im Wesentlichen parallel zu den sich quer erstreckenden Seiten 416 erstrecken. In anderen Aspekten kann ein Querträger an sich quer erstreckenden Seiten gesichert oder mit diesen einstückig ausgebildet sein und sich im Wesentlichen parallel zu sich longitudinal erstreckenden Seiten erstrecken. Obwohl die ersten und zweiten Innenteile 426, 428 im Wesentlichen in Größe und Form gleich sind, kann ein Rahmen andere Konfigurationen (z.B., unterschiedliche relative Größe von inneren Abschnitten) und/oder zusätzliche Träger, wie beispielsweise Querträger, aufweisen.
Mit Bezugnahme auf 2C wird ein Teilquerschnitt eines anderen Rahmens 440 gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Der Rahmen 440 kann der gleiche wie oder ähnlich dem Rahmen 12 von 1A-1F und 1I-1K sein, außer wenn dies nachstehend anders beschrieben ist. Der Rahmen 440 umfasst eine Mehrzahl von Seiten 441 (z.B., sich longitudinal erstreckende Seiten und sich quer erstreckende Seiten). Der Rahmen 440 kann mindestens teilweise einen Innenbereich 442 und einen Außenbereich 443 definieren.
Jede der Seiten 441 kann eine Mehrzahl von Wänden 444 umfassen. Die Wände 444 können kooperieren, um mindestens teilweise eine Mehrzahl von länglichen hohlen Bereichen 446 zu definieren. In bestimmten Aspekten können die länglichen hohlen Bereiche 446 im Wesentlichen rechteckig, trapezförmig, dreieckig, elliptisch oder eine beliebige Kombination davon in Querschnittsform sein. In bestimmten Aspekten kann mindestens ein Teil der länglichen hohlen Bereiche 446 die Wände 444 gemeinsam nutzen.
Bezugnehmend auf 2D wird ein Teilquerschnitt eines anderen Rahmens 460 gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Der Rahmen 460 kann der gleiche wie oder ähnlich dem Rahmen 440 von 2C sein, außer wenn dies nachstehend anders beschrieben ist. Der Rahmen 460 umfasst eine Seite 461. (z.B., sich longitudinal erstreckenden Seiten und sich quer erstreckenden Seiten). Der Rahmen 460 kann mindestens teilweise einen Innenbereich 462 und einen Außenbereich 463 definieren.
Die Seite 461 kann eine Mehrzahl von Wänden 464 umfassen. Die Mehrzahl von Wänden kann kooperieren, um mindestens teilweise mehrere längliche hohle Bereiche 466 zu definieren. In bestimmten Aspekten wird mindestens ein Teil der Wände 464 zusammen (z.B., durch Schweißen) verbunden, um die Seite 461 zu bilden. In bestimmten Aspekten kann jeder der länglichen hohlen Bereiche 466 distinkte Wände aufweisen, die nicht mit einer anderen der länglichen hohlen Bereiche 466 gemeinsam genutzt werden.
Eine Strukturanordnung gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung kann die Platten 13, wie in 1A-1D und 1G-1K gezeigt, oder andere Platten umfassen, die sich von den Platten 13 hinsichtlich Geometrie (Plattenform, Einschluss von Seiten- oder Zwischenwänden), Verfahren der Herstellung, Konstruktionsmaterialien und/oder Vorsprungs- und/oder Vertiefungsmuster unterscheiden. 3A-3E stellen andere Platten gemäß bestimmter Aspekte der vorliegenden Offenbarung anschaulich dar.
Vorsprünge und Vertiefungen können jede beliebige geeignete Form, wie beispielsweise Kreise (1G), Rauten (3A), Waben (3B), Rechtecke (3C, 3E), eine L-Form oder eine andere gewinkelte Geometrie (3D) oder irgendeine Kombination davon beispielshalber aufweisen. In bestimmten Aspekten können die Vertiefungen und Vorsprünge asymmetrisch sein. In bestimmten Aspekten können die Vertiefungen und Vorsprünge mindestens eine Symmetrielinie aufweisen. In bestimmten Aspekten können die Vertiefungen und Vorsprünge mindestens zwei Symmetrielinien (und optional größer als zwei Symmetrielinien) aufweisen. Vorsprünge und Vertiefungen können im Wesentlichen eine gleichmäßige Beabstandung aufweisen (1G, 3A-3D). In bestimmten Aspekten können die Vorsprünge und Vertiefungen eine ungleichmäßige Beabstandung aufweisen, um eine zugeschnittene Festigkeit zu erleichtern (3E). Die Vorsprünge und Vertiefungen können im Wesentlichen hinsichtlich Form und Größe die gleichen über eine Platte sein. In bestimmten Aspekten kann eine Platte mehr als eine Form und/oder Größe von Vorsprüngen und/oder Vertiefung aufweisen. Außerdem kann eine Mehrzahl von Platten eine beliebige Kombination von Platten mit den gleichen oder unterschiedlichen Mustern umfassen.
Mit Bezugnahme auf 3A wird eine Platte 470 gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die Platte 470 kann eine erste Oberfläche 472 und eine zweite Oberfläche 474 entgegengesetzt der ersten Oberfläche aufweisen. Die erste Oberfläche 472 kann eine Mehrzahl von Vertiefungen 476 definieren oder umfassen. Die zweite Oberfläche 474 kann eine Mehrzahl von Vorsprüngen (nicht gezeigt) definieren oder umfassen. Eine Form der Vorsprünge kann komplementär zu einer Form der Vertiefungen 476 sein. In bestimmten Aspekten kann jede der Vertiefungen 476 und Vorsprünge ein im Wesentlichen diamantenförmiges Profil definieren.
Bezugnehmend auf 3B wird eine Platte 480 gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die Platte 480 kann eine erste Oberfläche 482 und eine zweite Oberfläche 484 entgegengesetzt der ersten Oberfläche aufweisen. Die erste Oberfläche 482 kann eine Mehrzahl von Vertiefungen 486 definieren oder umfassen. Die zweite Oberfläche 484 kann eine Mehrzahl von Vorsprüngen (nicht gezeigt) definieren oder umfassen. Eine Form der Vorsprünge kann komplementär zu einer Form der Vertiefungen 486 sein. In bestimmten Aspekten kann jede der Vertiefungen 486 und Vorsprünge eine im Wesentlichen wabenförmiges oder hexagonalförmiges Profil definieren.
Mit Bezugnahme auf 3C wird eine Platte 500 gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die Platte 500 kann eine erste Oberfläche 502 und eine zweite Oberfläche 504 entgegengesetzt der ersten Oberfläche aufweisen. Die erste Oberfläche 502 kann eine Mehrzahl von Vertiefungen 506 definieren oder umfassen. Die zweite Oberfläche 504 kann eine Mehrzahl von Vorsprüngen (nicht gezeigt) definieren oder umfassen. Eine Form der Vorsprüngen kann komplementär zu einer Form der Vertiefungen 506 sein. In bestimmten Aspekten kann jede der Vertiefungen 506 und Vorsprünge ein im Wesentlichen rechteckförmiges Profil definieren. In bestimmten Aspekten können die Vertiefungen 506 und Vorsprünge kooperieren, um ein gewelltes Muster zu definieren.
In bestimmten Aspekten kann die Platte 500 ferner einen Längssteg 508 umfassen, der sich zwischen und im Wesentlichen senkrecht zu den Vertiefungen 506 und Vorsprüngen erstreckt. Der Längssteg 508 kann von der ersten Oberfläche 502 in einer entgegengesetzten Richtung von den Vertiefungen 506 vorstehen. Der Längssteg 508 kann vorhanden sein, um Verpackungs- und/oder Festigkeitsanforderungen zu entsprechen. In bestimmten Aspekten kann die Platte 500 frei von dem Längssteg 508 sein und das gewellte Muster kann im Wesentlichen ununterbrochen die Oberflächen 502, 504 überspannen.
Bezugnehmend auf 3D wird eine Platte 510 gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die Platte 510 kann eine erste Oberfläche 512 und eine zweite Oberfläche 514 entgegengesetzt der erste Oberfläche aufweisen. Die erste Oberfläche 512 kann eine Mehrzahl von Vertiefungen 516 definieren oder umfassen. Die zweite Oberfläche 514 kann eine Mehrzahl von Vorsprüngen (nicht gezeigt) definieren oder umfassen. Eine Form der Vorsprünge kann komplementär zu einer Form der Vertiefungen 516 sein. In bestimmten Aspekten kann jede der Vertiefungen 516 und Vorsprünge eine im Wesentlichen L-förmiges oder winkelförmiges Profil definieren. Die Platte 510 kann eine erhöhte Festigkeit in mindestens zwei Richtungen aufweisen.
In verschiedenen Aspekten kann eine Platte im Wesentlichen gleichmäßig beabstandete Vertiefungen und Vorsprünge umfassen, wie in 3A-3D gezeigt. In verschiedenen anderen Aspekten kann eine Platte ungleichmäßig beabstandete Vorsprüngen und Vertiefungen umfassen, um eine zugeschnittene Festigkeit zu erleichtern. In anderen Aspekten kann eine Platte eine Kombination von gleichmäßigen und ungleichmäßigen beabstandeten Vertiefungen und Vorsprünge aufweisen.
Mit Bezugnahme auf 3E wird eine andere Platte 520 gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die Platte 520 umfasst eine erste Oberfläche 522 und eine zweite Oberfläche 524 entgegengesetzt der ersten Oberfläche 522. Die erste Oberfläche 522 kann eine Mehrzahl von Vertiefungen (nicht gezeigt) definieren oder umfassen. Die zweite Oberfläche 524 kann eine Mehrzahl von Vorsprüngen 526 definieren oder umfassen. Die Vorsprünge 526 können länglich oder rechteckig gebildet sein und sich im Wesentlichen in einer Querrichtung erstrecken.
In bestimmten Aspekten können die Vorsprünge 526 näher zueinander in einem ersten oder zentralen Bereich 528 der Platte 520 und weiter voneinander in zweiten oder äußeren Bereichen 530 der Platte 520 beabstandet sein. Der erste Bereich 528 kann eine höhere Festigkeit als der zweite Bereich 530 aufweisen. Eine Platte kann zusätzliche Bereiche von höherer oder niedrigerer Festigkeit und/oder einen Festigkeitsgradienten umfassen.
In verschiedenen Aspekten stellt die vorliegende Offenbarung eine Strukturanordnung bereit, die konfiguriert ist, um Fluide zu leiten und/oder zu belüften. Mit Bezugnahme auf 4A-4B wird eine Strukturanordnung 540 gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die Strukturanordnung 540 umfasst eine Mehrzahl von Platten 542. Die Mehrzahl von Platten 542 kann eine erste Platte 544 und eine zweite Platte 546 umfassen (4B). Die ersten und zweiten Platten 544, 546 können die gleichen wie oder ähnlich den ersten und dritten Platten 76, 120 von 1D sein, außer wenn dies nachstehend anders beschrieben ist. Die erste Platte 544 kann mit der zweiten Platte 546 kooperieren, um mindestens teilweise einen oder mehrere Hohlräume 560 zu definieren (4B).
In bestimmten Aspekten können die Hohlräume 560 konfiguriert sein, um ein Fluid (z.B., Luft, Gas) zu belüften oder zu leiten. Die Platten 542 können ein Einlassloch 570 und ein Auslassloch 572 definieren oder umfassen (4A). Das Fluid 562 kann in die Hohlräume 560 bei dem Einlassloch 570 eintreten. Das Fluid 562 kann durch die Hohlräumen 560 geleitet werden und an dem Auslassloch 572 austreten.
In verschiedenen Aspekten stellt die vorliegende Offenbarung eine Strukturanordnung bereit, die ein Barrierematerial, wie beispielsweise ein thermisches Barrierematerial, ein Geräuschisoliermaterial, ein Versteifungsmaterial oder eine Kombination davon umfasst. In einem Beispiel umschließt eine Strukturanordnung gemäß bestimmter Aspekte der vorliegenden Offenbarung mindestens teilweise eine elektrochemische Vorrichtung (siehe, z.B., 1K). Die Strukturanordnung umfasst ein thermisches Barrierematerial. Elektrochemische Vorrichtungen können Wärme während des Betriebs erzeugen. Das thermische Barrierematerial kann eine Verringerung beim Transfer von thermischer Energie zwischen der elektrochemischen Vorrichtung, der Strukturanordnung und anderen Fahrzeugkomponenten erleichtern. In einem anderen Beispiel kann eine Strukturanordnung gemäß bestimmter Aspekte der vorliegenden Offenbarung eine Fahrzeugtür oder eine andere Karosserieplattenkomponente tragen. Die Strukturanordnung kann ein Geräuschisoliermaterial umfassen. Das Geräuschisoliermaterial kann eine Verringerung von Rauschen, wie beispielsweise Schwingungen oder Klappern von Fahrzeugkomponenten, erleichtern, wenn das Fahrzeug in Bewegung ist. In einem anderen Beispiel kann die Strukturanordnung ein Versteifungsmaterial umfassen. Das Versteifungsmaterial kann die gesamte Festigkeit und/oder Steifigkeit der Strukturanordnung in Bereichen erhöhen, wo eine höhere Festigkeit und/oder Steifigkeit gewünscht ist.
Mit Bezugnahme auf 5 wird eine Strukturanordnung 590 gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die Strukturanordnung 590 umfasst eine Mehrzahl von Platten 600, die gleich wie oder ähnlich der Mehrzahl von Platten 13 von 1A-1D, 1G-1K sind. Demgemäß umfasst die Mehrzahl von Platten eine erste Platte 612 und eine zweite Platte 614. Die ersten und zweiten Platten 612, 614 können kooperieren, um einen oder mehrere Hohlräume 620 zu definieren.
Ein Barrierematerial 622 kann zwischen einem oder mehreren Paaren von Platten vorhanden sein (z.B.. Innerhalb eines Bodens und/oder innerhalb einer Abdeckung). In bestimmten Aspekten kann das Barrierematerial 622 mindestens teilweise in allen oder einem Teil der Hohlräume 620 angeordnet sein. Das Barrierematerial 622 kann alles oder ein Teil von jedem Hohlraum belegen. Das Barrierematerial 622 kann ein thermisches Barrierematerial, ein Geräuschisoliermaterial oder sowohl eine thermischen Barrierematerial als auch ein Geräuschisoliermaterial umfassen. In bestimmten Aspekten kann das thermische Barrierematerial Intumeszenzschäume, Aerogele oder eine beliebige Kombination davon umfassen. In bestimmten Aspekten kann das Geräuschisoliermaterial einen Geräuschs-, Vibrations- und Rauigkeits- (Rauschen, Vibration, and Harshness; NVH)-Schaum (z.B., ein geeignetes NVH-Band, ein aufweitbares NVH-Band oder einen EPDM-Schaum), ein anderes geeignetes schalldämpfendes Material oder sowohl NVH-Schaum als auch ein geeignetes schalldämpfendes Material umfassen.
Wie oben beschrieben, kann eine Strukturanordnung gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung für einfachen und/oder zweckmäßigen Zugriff auf einen Innenbereich konfiguriert sein, der eine Fahrzeugkomponente einschlie-ßen und/oder tragen kann. In einigen Beispielen umfassen die Fahrzeugkomponenten eine elektrochemische Vorrichtung. Die elektrochemische Vorrichtung kann eine Batterie (z.B., eine Pouch-Zelle oder eine Dosenzelle) umfassen. In bestimmten Aspekten kann die Strukturanordnung Komponenten wie beispielsweise eine Batterietrenneinheit (Battery Disconnect Unit; BDU), eine Sammelschiene, eine Kühlplatte, elektrische Verdrahtung oder eine Kombination davon einschlie-ßen und/oder tragen. In bestimmten Aspekten können die elektrochemischen Vorrichtungen im Wesentlichen einen Innenbereich der Strukturanordnung füllen. In anderen Aspekten können die elektrochemischen Vorrichtungen lediglich in einem Teil des Innenbereichs vorhanden sein.
Mit Bezugnahme auf 6A wird eine RESS-Anordnung 650 gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die RESS-Anordnung 650 kann eine Mehrzahl von Batterie-Pouch-Zellen 652 umfassen. Die RESS-Anordnung 650 kann ferner eine Mehrzahl von Batteriemodulgehäusen (nicht gezeigt) umfassen, die mit den Pouch-Zellen 652 gekoppelt sind. Die Pouch-Zellen 652 können im Wesentlichen einen Innenbereich 654 der RESS-Anordnung 650 füllen. In anderen Variationen kann eine Strukturanordnung eine andere Größe von Modulen und/oder Pouch-Zellen (z.B., doppelt breites Modulgehäuse oder Cell-2-Pack-Konfiguration von Pouch-Zellen) oder eine Kombination von Modulen und/oder Pouch-Zellengrößen umfassen.
Bezugnehmend auf 6B wird eine RESS-Anordnung 660 gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die RESS-Anordnung 660 kann eine Mehrzahl von Batteriedosenzellen 662 umfassen. Die Dosenzellen 662 können im Wesentlichen ein Innenbereich 664 der RESS-Anordnung 660 sein.
Mit Bezugnahme auf 6C wird eine RESS-Anordnung 670 gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die RESS-Anordnung 670 umfasst eine Mehrzahl von Batterie-Pouch-Zellen 672 (und optionalen Modulgehäusen) und eine Mehrzahl von Batteriedosenzellen 674. In bestimmten Aspekten sind die Dosenzellen 674 zwischen zwei Teilen der Pouch-Zellen 672 angeordnet.
Bezugnehmend auf 6D wird eine RESS-Anordnung 680 gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die RESS-Anordnung 680 umfasst eine Mehrzahl von Pouch-Zellen 682. Die Pouch-Zellen 682 können lediglich ein Teil eines Innenbereichs 684 der RESS-Anordnung 680 belegen. Demgemäß kann die RESS-Anordnung 680 einen offenen Bereich 686 umfassen (der ein Teil des Innenbereichs 684 ist), der frei von elektrochemischen Vorrichtungen oder anderen Fahrzeugkomponenten ist. Der offene Bereich 686 kann einzelnen Fahrzeugbesitzern ermöglichen, die RESS-Anordnung 680 in einem Service nach dem Verkauf (After-Sale Service) zu modifizieren, um zusätzliche elektrochemische Vorrichtungen beispielshalber zu umfassen.
In verschiedenen Aspekten stellt die vorliegende Offenbarung ebenfalls ein Verfahren zum Herstellen einer Strukturanordnung bereit. Mit Bezugnahme auf 7 wird ein Verfahren zum Herstellen einer Strukturanordnung gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Das Verfahren kann im Allgemeinen umfassen: Bilden der Platten bei 710; optional mindestens teilweises Anordnen eines Barrierematerials mindestens teilweise zwischen den Platten bei 711; Koppeln mindestens eines Teils der Platten miteinander bei 712; Koppeln der Mehrzahl von Platten mit dem Rahmen bei 714; und optionales Anordnen einer Fahrzeugkomponente, wie beispielsweise einer elektrochemischen Vorrichtung, in einem Innenbereich bei 716.
Bei 710 umfasst das Verfahren das Bilden der Platten. In bestimmten Aspekten umfasst das Bilden der Platten eine Technik von Heißprägung, Kaltprägung, Walzen oder eine Kombination von Heißprägung, Kaltprägung und/oder Walzen. In bestimmten Aspekten kann das Bilden ferner ein Erzeugen einer Seitenwand umfassen, die sich senkrecht entlang eines Umfangs der Platte erstreckt. Die Seitenwand kann durch Ziehen, Strangpressen, Walzprofilieren oder eine beliebige Kombination davon gebildet werden.
Bei 711 umfasst das Verfahren mindestens ein teilweises Anordnen des Barrierematerials auf allen oder einem Teil von mindestens einer der Platten. In einem Beispiel kann das Barrierematerial mindestens teilweise angrenzend an mindestens einer der Platten geschichtet sein.
Bei 712 umfasst das Verfahren ein Koppeln mindestens eines Teils der Platten aneinander, wie beispielsweise um einen Boden oder eine Abdeckung zu bilden. Das Koppeln kann Schweißen und/oder Aneinanderhaften der Platten umfassen. In bestimmten Aspekten kann das Koppeln ein direktes Koppeln einer ersten Platte mit einer zweiten Platte umfassen.
Bei 714 umfasst das Verfahren das Koppeln der Platten mit einem Rahmen. Die Platten können mit einem Rahmen unter Verwendung eines mechanischen Befestigungselements (z.B., durch Bolzen), einer Klemme (z.B., einer Platte), einer Schweißung, eines Klebstoffs oder irgendeiner Kombination davon gekoppelt werden. In bestimmten Aspekten können, wie oben beschrieben, bestimmte Befestigungsverfahren, wie beispielsweise mechanische Befestigungselemente und Klemmen, eine einfache, schnelle und/oder zweckmäßige Entfernung von einer oder mehreren Platten erleichtern, um einen Zugriff auf einen Innenbereich der Strukturanordnung bereitzustellen.
Bei 716 kann das Verfahren ein Anordnen einer elektrochemischen Vorrichtung in einem Innenbereich der Strukturanordnung und ein Koppeln der elektrochemischen Vorrichtung mit der Strukturanordnung umfassen. Beispielsweise kann die elektrochemische Vorrichtung mit einem Boden und/oder einer Abdeckung gekoppelt sein. Ein mechanisches Befestigungselement, eine Schweißung, ein Klebstoff oder irgendeine Kombination davon kann verwendet werden, um die elektrochemische Vorrichtung mit der Strukturanordnung zu koppeln.
Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen dient der Veranschaulichung und Beschreibung. Sie ist nicht bestimmt, erschöpfend sein oder die Offenbarung einschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind im Allgemeinen nicht auf diese bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern sind, wo anwendbar, austauschbar und können in einer ausgewählten Ausführungsform verwendet werden, auch wenn sie nicht speziell gezeigt oder beschrieben werden. Dieselbe kann auch in vielerlei Hinsicht variiert werden. Solche Variationen sind nicht als Abkehr von der Offenbarung zu betrachten, und alle derartigen Änderungen sind bestimmt, in den Umfang der Offenbarung umfasst zu werden.

Claims

Strukturanordnung, umfassend: einen Rahmen, der eine Wand umfasst, die mindestens teilweise einen Innenbereich definiert; und eine Mehrzahl von Platten, die mindestens teilweise im Innenbereich angeordnet und mit dem Rahmen gekoppelt sind, wobei die Mehrzahl von Platten umfasst: eine erste Platte, die eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche entgegengesetzt der ersten Oberfläche umfasst, wobei die erste Oberfläche eine erste Mehrzahl von Vertiefungen definiert und die zweite Oberfläche eine erste Mehrzahl von Vorsprüngen komplementär zu der ersten Mehrzahl von Vertiefungen definiert, und eine zweite Platte, die mit der ersten Platte gekoppelt ist, wobei die zweite Platte eine dritte Oberfläche und eine vierte Oberfläche entgegengesetzt der dritten Oberfläche umfasst, die dritte Oberfläche eine zweite Mehrzahl von Vertiefungen definiert und die vierte Oberfläche eine zweite Mehrzahl von Vorsprüngen komplementär zu der zweiten Mehrzahl von Vertiefungen definiert, wobei die erste Platte mit der zweiten Platte gekoppelt ist.
Strukturanordnung gemäß Anspruch 1, wobei: die Mehrzahl von Platten kooperieren, um eine erste Druckfestigkeit in einer ersten Richtung und eine zweite Druckfestigkeit in einer zweiten Richtung zu definieren; die Mehrzahl von Platten konfiguriert ist, um eine externe Last von größer als oder gleich etwa 10 kN zu tragen.
Strukturanordnung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei: die erste Mehrzahl von Vertiefungen und die erste Mehrzahl von Vorsprüngen ein erstes Muster definieren, und die zweite Mehrzahl von Vertiefungen und die zweite Mehrzahl von Vorsprüngen ein zweites Muster definieren.
Strukturanordnung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Mehrzahl von Platten ferner eine dritte Platte umfasst, die mindestens teilweise im Innenbereich angeordnet und mit dem Rahmen gekoppelt ist, wobei die dritte Platte eine fünfte Oberfläche und eine sechste Oberfläche umfasst, wobei die fünfte Oberfläche eine dritte Mehrzahl von Vertiefungen definiert und die sechste Oberfläche eine dritte Mehrzahl von Vorsprüngen komplementär zu der dritten Mehrzahl von Vertiefungen definiert.
Strukturanordnung gemäß Anspruch 4, wobei die Mehrzahl von Platten ferner eine vierte Platte umfasst, die mindestens teilweise im Innenbereich angeordnet und mit dem Rahmen gekoppelt ist, wobei die vierte Platte eine siebente Oberfläche und eine achte Oberfläche umfasst, wobei die siebente Oberfläche eine vierte Mehrzahl von Vertiefungen definiert und die achte Oberfläche eine vierte Mehrzahl von Vorsprüngen komplementär zu der vierten Mehrzahl von Vertiefungen definiert, wobei die vierte Platte mit der dritten Platte gekoppelt ist.
Strukturanordnung gemäß Anspruch 5, wobei: die erste Platte und die zweite Platte kooperieren, um einen Boden zu definieren, die dritte Platte und die vierte Platte kooperieren, um eine Abdeckung zu definieren, und der Boden und die Abdeckung voneinander beabstandet sind und mit dem Rahmen kooperieren, um ein Innenfach zu definieren.
Elektrochemische Vorrichtungsanordnung, umfassend: die Strukturanordnung gemäß Anspruch 6; und eine elektrochemische Vorrichtung, wobei: die Abdeckung, der Boden und der Rahmen kooperieren, um ein Innenfach zu definieren, und die elektrochemische Vorrichtung in dem Innenfach angeordnet ist.
Elektrochemische Vorrichtungsanordnung gemäß Anspruch 7, wobei die elektrochemische Vorrichtung mit der Abdeckung gekoppelt und der Boden entfernbar ist.
Strukturanordnung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Platte und die zweite Platte einen hochfesten Stahl, ein hochfestes Aluminium oder sowohl einen hochfesten Stahl als auch ein hochfestes Aluminium umfassen.
Strukturanordnung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei: jede der Mehrzahl von Platten eine durchschnittliche Dicke aufweist, die größer als oder gleich etwa 0,5 mm bis kleiner als oder gleich etwa 5 mm ist, und jede der ersten Mehrzahl von Vertiefungen und der zweiten Mehrzahl von Vertiefungen eine maximale Tiefe aufweist, die größer als oder gleich etwa 1 mm bis kleiner als oder gleich etwa 10 mm ist.