ES3035468T3

ES3035468T3 - Battery support

Info

Publication number: ES3035468T3
Application number: ES23185935T
Authority: ES
Inventors: Christian Handing; Christoph Nitschke; Stefan Schmitz; Kai Michel
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2023-07-17
Filing date: 2023-07-17
Publication date: 2025-09-03
Anticipated expiration: 2043-07-17
Also published as: CN119324283A; US20250030101A1; EP4494908A1; EP4494908B1

Abstract

La invención se refiere a un portabaterías (1) para alojar elementos de batería destinados a suministrar energía eléctrica en vehículos eléctricos. El portabaterías (1) cuenta con una bandeja de batería (2) con una estructura de refuerzo (16) dispuesta en el exterior, delante de una pared lateral (4, 5) de la bandeja (2). La estructura de refuerzo (16) comprende un perfil exterior (12) con sección transversal en forma de U, un alma (18), dos patas (19, 20) y una abertura (21). El perfil exterior (17) está orientado con la abertura (21) hacia la bandeja de batería (2) y está conectado a esta mediante las patas (19, 20). En la dirección longitudinal (LR) del perfil exterior (17) se disponen varios manguitos (23) distanciados entre sí, donde un manguito (23) se extiende entre las patas (19, 20) y conecta aberturas (24, 25) en las patas (19, 20). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Soporte de batería

La invención se refiere a un soporte de batería según las características indicadas en el preámbulo de la reivindicación 1.

Para soportar elementos de batería para proporcionar energía eléctrica en vehículos impulsados eléctricamente se utilizan soportes de batería dispuestos entre los ejes del vehículo. Los requisitos esenciales relacionados con la seguridad de un soporte de batería incluyen un buen rendimiento en caso de colisión. Para cumplir con estos requisitos, la bandeja de batería está protegida por una estructura de refuerzo exterior. En este contexto, la función principal de la estructura de refuerzo es reducir la energía en caso de colisión, así como aumentar la rigidez general del soporte de batería y de la carrocería. Esto aumenta la seguridad de las baterías en caso de colisión, especialmente en caso de un impacto lateral.

Con el documento DE 102018 126068 A1 se incluye en el estado de la técnica un soporte de batería para un vehículo eléctrico. El soporte de batería presenta una bandeja de batería que está insertada en un marco exterior y cerrada con una tapa. El marco está producido en sección transversal a partir de al menos dos componentes de perfil unidos entre sí, estando producido al menos uno de estos componentes de perfil como un componente conformado de chapa.

En el caso del soporte de batería conocido por el documento US 2010/0307848 A1, la bandeja de batería también está protegida por una estructura de refuerzo que la rodea exteriormente y que presenta una cámara hueca.

El documento DE 10 2017 217 814 A1 divulga una carcasa de batería para un vehículo con un soporte de batería con un marco exterior lateralmente perimetral. Un perfil de montaje está conectado al marco exterior para fijar la carcasa de batería al vehículo. El perfil de montaje puede componerse de varias partes. En un modo de realización, el perfil de montaje está configurado en forma de U en sección transversal con un elemento de unión y dos brazos, así como con una abertura, estando la abertura del perfil exterior orientada hacia la bandeja de batería y estando los brazos unidos a la bandeja de batería.

En el documento DE 102016214974 A1 también se describe una carcasa de batería con un perfil de sujeción exterior perimetral.

Además, el documento WO 2017/207502 A1 divulga una carcasa de batería con un perfil de sujeción exterior.

El documento DE 112018002641 T5 divulga una subestructura de carrocería de vehículo para la parte inferior de la carrocería de un vehículo.

Otro estado de la técnica lo constituyen los documentos DE 20 2022 103457 U1, WO 2018/029168 A1, US 2023/182828 A1 y WO 2022/098006 A1.

Los soportes de batería deben ser mecánicamente robustos y fijarse a la carrocería o al chasis de un vehículo. La bandeja de batería debe integrarse en su mayor parte en la carrocería, lo que plantea desafíos de diseño y montaje.

La estructura de refuerzo exterior delante de una pared lateral de la bandeja de batería está formada por uno o varios componentes. Éstos están soldados entre sí y a la bandeja de batería. La gran cantidad de componentes individuales y la pluralidad de uniones soldadas pueden provocar una deformación en la construcción soldada. La gran cantidad de componentes individuales también conduce a un aumento de las tolerancias o cadenas de tolerancia. Éstas, así como una deformación de la soldadura, deben compensarse para garantizar una sujeción apta para la producción en serie de la bandeja de batería en un vehículo de motor.

Partiendo del estado actual de la técnica, la invención tiene el objetivo de crear un soporte de batería mejorado funcionalmente y en términos de técnica de montaje.

Según la invención, este objetivo se logra con un soporte de batería según la reivindicación 1.

Un soporte de batería para soportar elementos de batería para proporcionar energía eléctrica en vehículos impulsados eléctricamente presenta una bandeja de batería con una estructura de refuerzo, que está dispuesta exteriormente delante de al menos una pared lateral de la bandeja de batería. La estructura de refuerzo presenta un perfil exterior. El perfil exterior está configurado en forma de U en sección transversal con un elemento de unión y dos brazos, así como con una abertura. El perfil exterior es un cuerpo de envoltura en forma de U de una sola pieza o de una sola envoltura y, preferiblemente, no presenta más envolturas exteriores, que son conocidas en el estado de la técnica para reducir la energía en caso de colisión. La abertura del perfil exterior está orientada hacia la bandeja de batería. El perfil exterior está unido a la bandeja de batería mediante los brazos.

En la estructura de refuerzo están previstos varios casquillos. Se trata de casquillos de fijación o montaje que están configurados en particular con forma cilíndrica o de tubo rectangular. Habitualmente, están previstos varios casquillos dispuestos a cierta distancia entre sí en la dirección longitudinal de la estructura de refuerzo. Un casquillo se extiende entre los brazos del perfil exterior a lo largo de toda la altura del perfil exterior. El casquillo une aberturas en los brazos. Los casquillos están orientados coaxialmente a las aberturas. El casquillo y las aberturas se encuentran en un eje longitudinal común. Los casquillos sirven para pasar a través medios de fijación, mediante los cuales el soporte de batería se fija en la carrocería o el chasis de un vehículo. En particular, el soporte de batería se fija a unos faldones laterales y, en caso dado, a unos travesaños de suelo del vehículo de motor mediante los casquillos y unos medios de fijación adecuados.

La estructura de refuerzo se extiende en la dirección longitudinal de la pared lateral. Junto con la pared lateral de la bandeja de batería, el perfil exterior forma un perfil hueco, al menos en la mayor parte de la longitud de la estructura de refuerzo. Éste se caracteriza por un comportamiento ventajoso bajo carga estática y dinámica. En particular, se mejora la rigidez de la estructura de refuerzo transversalmente a la bandeja de batería. En este contexto, los brazos del perfil exterior pueden deformarse en caso de un impacto lateral y, al mismo tiempo, reducir la energía, actuando el elemento de unión exterior del perfil exterior a modo de un tirante y manteniendo dicho elemento de unión exterior los brazos en su posición limitando uno con respecto a otro.

Un diseño ventajoso prevé que los casquillos presenten un collar superior y/o un collar inferior. Los casquillos presentan un cuerpo de casquillo. En particular, está previsto un collar perimetral en un extremo o en ambos extremos del cuerpo de casquillo. El collar está orientado hacia fuera desde el cuerpo de casquillo. En particular, el collar es una parte, uniforme en cuanto al material, del casquillo o del cuerpo de casquillo.

También es posible que un collar esté formado por un cuerpo de collar separado.

Los collares absorben las fuerzas de fricción y compresión que se producen cuando se aprietan los elementos de montaje guiados a través del casquillo, por ejemplo, los elementos de unión roscada. De este modo, la superficie de los componentes en la zona de una unión roscada se puede proteger contra daños y se puede reducir la presión superficial. En particular, los collares garantizan una compensación de las tolerancias. La superficie plana del collar es mayor que la superficie del casquillo, de modo que los casquillos o sus cuerpos de casquillo pueden orientarse o posicionarse horizontalmente antes de soldarlos con el perfil exterior. La orientación se realiza de acuerdo con las distancias de los orificios de montaje laterales definidas.

Con sus collares, los casquillos pueden estar en contacto interiormente con el lado interior de un brazo del perfil exterior.

Los collares pueden estar en contacto exteriormente, o sea, en el lado exterior, con los brazos.

También es posible una combinación en la que un primer collar esté en contacto con un lado interior de un primer brazo y un segundo collar esté en contacto con un lado exterior de un segundo brazo.

El casquillo se une al perfil exterior o a los brazos del perfil exterior en la zona de los collares.

Los casquillos se extienden entre la abertura del brazo inferior y la abertura del brazo superior y están unidos a los brazos. Los brazos pueden estar reforzados en la zona de la abertura. Tal refuerzo puede estar realizado, por ejemplo, estampando material en los brazos o aumentando el espesor de la pared en la zona de una abertura.

Otro diseño consiste en que un casquillo o cada casquillo esté guiado con una sección superior de casquillo y/o con una sección inferior de casquillo a través de una abertura en un brazo. El casquillo o la sección de casquillo pueden terminar enrasados con el lado exterior del brazo o sobresalir con la sección de casquillo en relación con el lado exterior.

Los casquillos pueden estar configurados en varias partes y presentar un primer elemento de casquillo y un segundo elemento de casquillo. Los elementos de casquillo presentan aberturas de paso coaxiales y están unidos entre sí en caras frontales orientadas una hacia otra. En particular, la unión se realiza como unión forzada y/o unión geométrica.

Es particularmente ventajoso que cada brazo presente una brida de unión en el extremo. Las bridas de unión son una parte integrante de los brazos hecha en una sola pieza de manera uniforme en cuanto al material y están situadas en los extremos a continuación de los brazos orientados hacia la bandeja de batería.

Un modo de realización que es particularmente ventajoso en la práctica prevé que un brazo inferior presente una brida inferior de unión, agarrando la brida inferior de unión, al menos en algunas zonas, el fondo de la bandeja de batería por debajo. Con la brida inferior de unión, el brazo inferior está unido en unión de material, en particular soldado, preferiblemente soldado por puntos o pegado y soldado por puntos, a la bandeja de batería.

Un brazo superior presenta una brida superior de unión, estando la brida superior de unión unida a la pared lateral o a un borde superior de la bandeja de batería.

Otro diseño prevé que una brida de unión esté colocada en ángulo con respecto a un brazo. En particular, la brida superior de unión del brazo superior está colocada en ángulo, preferiblemente en ángulo recto, con respecto al brazo y dirigida hacia fuera alejándose de éste.

Además, un brazo puede presentar varias secciones de brazo, estando al menos dos secciones de brazo orientadas de manera diferente una con respecto a otra.

Entre las al menos dos secciones de brazo, puede haber una flexión, una curvatura, un escalón, un acodamiento o incluso un rebajo, mediante los cuales las secciones de brazo se conviertan una en otra. Mediate el perfilado y la alineación de las secciones de brazo una con respecto a otra, se aumenta su rigidez y se mejora el comportamiento bajo carga.

En el elemento de unión trasero del perfil exterior puede estar previsto al menos un elemento de rigidización que aumente la rigidez. Tal elemento de rigidización puede estar realizado, por ejemplo, mediante una acanaladura, una adaptación o una estampación.

En algunas zonas, el perfil exterior puede presentar secciones con diferentes espesores de pared y/o calidades de material diferentes entre sí. En particular, el perfil exterior puede estar reforzado parcialmente mediante elementos de refuerzo, en particular componentes de chapa, denominados parches. Se trata de secciones de chapa o parches con una forma y una calidad de material adaptadas geométricamente, que se unen preferiblemente en estado plano ya antes de producir el perfil exterior y se conforman juntas para formar el perfil exterior. Los parches están dispuestos en el interior o el exterior del perfil exterior. El perfil exterior también puede estar producido a partir de una Pieza en Bruto Laminada a Medida (TRB, por sus siglas en inglés). De este modo, el perfil exterior presenta diferentes espesores de chapa. La ventaja aquí es la transición homogénea entre dos zonas de espesor.

El perfil exterior y los elementos o componentes de refuerzo también pueden componerse de materiales de diferentes calidades.

La pared lateral de la bandeja de batería también puede estar reforzada o presentar un refuerzo al menos en algunas zonas. En este contexto, la pared lateral puede estar realizada con un mayor espesor que el resto de la bandeja de batería. Es particularmente ventajoso que la pared lateral esté provista de un refuerzo en forma de parches con una geometría y una calidad de material adaptadas.

Una brida de unión puede presentar varias lengüetas de unión dispuestas a cierta distancia entre sí en la dirección longitudinal del perfil exterior. Entre las lengüetas de unión están previstos recortes o escotaduras.

El perfil exterior de la estructura de refuerzo está soldado a la bandeja de batería con las bridas de unión y/o las lengüetas de unión. En este contexto, el brazo inferior está soldado a la bandeja de batería en la zona del borde lateral del lado del fondo de la bandeja de batería y el brazo superior del perfil exterior está soldado a la zona superior de la pared lateral o a una brida superior de la bandeja de batería.

En la práctica, se considera particularmente ventajosa una unión de material mediante soldadura por puntos y también mediante pegado y soldadura por puntos. El método de pegado y soldadura por puntos es una combinación de un pegado con el procedimiento de unión de la soldadura por puntos. Además de altas resistencias y un gran efecto de rigidización, las uniones mediante soldadura por puntos y las uniones mediante pegado y soldadura por puntos también presentan un alargamiento de rotura suficientemente grande, incluso bajo cargas bruscas, como una colisión.

Otro modo de realización ventajoso en la práctica prevé que estén previstos elementos incorporados en la estructura de refuerzo. Los elementos incorporados pueden ser cuerpos conductores de carga, chapas de mamparo y componentes funcionales y/o de refuerzo interiores similares. Éstos, además de simplemente reforzar o rigidizar secciones longitudinales definidas de la estructura de refuerzo, así como aumentar la reducción de energía, sirven sobre todo para crear caminos de carga para una transferencia encauzada al resto de la estructura del soporte de batería, en particular a través de puntales interiores mencionados en el espacio interior del soporte de batería.

Además de los elementos incoporados en la estructura de refuerzo, también pueden estar integrados elementos de refuerzo o rigidización en la bandeja de batería. Tales elementos de refuerzo o rigidización pueden estar formados por perfiles o puntales longitudinales y/o transversales que se extiendan en el fondo de la bandeja.

Además, una tapa puede formar el término superior de la bandeja de batería; de forma especialmente ventajosa, el soporte de batería está diseñado para este fin y destinado a ser integrado en la carrocería o el chasis de un vehículo. El soporte de batería forma en este contexto una parte portante de la carrocería(Cellto-Body).En este caso, el suelo del vehículo puede formar la tapa de la batería.

En particular, la bandeja de batería es una pieza de embutición profunda realizada en una sola pieza y de manera uniforme en cuanto al material. El perfil exterior también está producido preferiblemente usando tecnología de moldeo por presión o embutición profunda. Como resultado de su sección transversal en forma de U, el perfil exterior tiene una extensión en forma de canal en la que varios casquillos están dispuestos en la dirección longitudinal a cierta distancia entre sí.

La bandeja de batería también puede estar conformada a partir de una pletina de chapa mediante técnica de plegado para obtener la bandeja de batería. Para ello, se prepara una pletina de chapa cuya geometría corresponda al desenvolvimiento de la bandeja de batería. Opcionalmente, se puede unir una placa de refrigeración directamente a la pletina de chapa antes de conformarla mediante técnica de plegado para obtener la bandeja de batería. La bandeja de batería está realizada como un componente plegado. Las esquinas plegadas de la bandeja de batería están unidas y selladas.

La bandeja de batería, así como la estructura de refuerzo y los componentes que forman la estructura de refuerzo, en particular la envoltura exterior, pueden estar formados mediante endurecimiento en molde de chapas de acero. El endurecimiento en molde también se conoce como endurecimiento en prensa. En el endurecimiento en molde, una chapa de acero al manganeso-boro se calienta hasta una temperatura superior a la temperatura de austenitización específica del material, se introduce en un útil de conformación y se conforma en caliente para obtener el componente preformado, enfriándose durante la conformación. Inmovilizados en el útil de conformación, los componentes preformados se endurecen por enfriamiento.

En este contexto también se pueden utilizar chapas de acero endurecibles en molde revestidas. En particular, se trata en este contexto de chapas de acero al manganeso-boro provistas de un revestimiento de aluminio/silicio. Los componentes de la estructura de refuerzo y de la bandeja de batería presentan una resistencia a la tracción de 1000 MPa o más.

La bandeja de batería, así como el perfil exterior de la estructura de refuerzo, también pueden estar hechos de aceros conformados en frío de resistencia extra- y ultraalta. Estos componentes presentan una resistencia a la tracción de más de 980 MPa. En particular, el perfil exterior presenta una resistencia a la tracción superior o igual a 1180 MPa.

En principio, en ambos casos, también es posible utilizar, para la bandeja de batería y para el perfil exterior, piezas en bruto hechas a medida de diferentes espesores de chapa, calidades de acero y también tecnologías para crear propiedades de resistencia a medida con zonas localmente blandas(SoftZones),por ejemplo, para aumentar de manera encauzada la rigidez transversal y aumentar el rendimiento en caso de colisión, así como, por ejemplo, para prevenir fisuras durante la soldadura o para ajustar zonas debilitadas localmente con una mejor capacidad de deformación para la absorción de energía.

La invención se describe con más detalle a continuación por medio de ejemplos de realización representados en los dibujos. Se muestran:

Figura 1 una representación en sección transversal de un soporte de batería según la invención;

Figura 2 una vista en planta esquematizada del soporte de batería;

Figura 3 una vista de un detalle de la bandeja de batería con la representación de un modo de realización adicional de una estructura de refuerzo;

Figura 4 como 3, una vista de un detalle de la bandeja de batería con la representación del segundo modo de realización de una estructura de refuerzo; segundo modo de realización;

Figura 5 como 3, una vista de un detalle de la bandeja de batería con la representación de un tercer modo de realización de una estructura de refuerzo;

Figura 6 un modo de realización adicional de un soporte de batería según la invención en una representación en sección transversal;

Figura 7 una vista esquemática en planta del soporte de batería según la representación de la Figura 6; Figura 8 una vista de un detalle de la bandeja de batería con la representación de un modo de realización adicional de una estructura de refuerzo;

Figura 9 como 8; una vista de un detalle de la bandeja de batería con la representación de un modo de realización adicional de una estructura de refuerzo;

Figura 10 como 8; una vista de un detalle de la bandeja de batería con la representación de un modo de realización adicional de una estructura de refuerzo;

Figura 11 como 8; una vista de un detalle de la bandeja de batería con la representación de un modo de realización adicional de una estructura de refuerzo;

Figura 12 como 8; una vista de un detalle de la bandeja de batería con la representación de un modo de realización adicional de una estructura de refuerzo;

Figura 13 como 8; una vista de un detalle de la bandeja de batería con la representación de un modo de realización adicional de una estructura de refuerzo;

Figura 14 simplificada y esquematizada técnicamente, una vista en planta de una estructura de refuerzo desde arriba;

Figura 15 una vista en planta de un modo de realización adicional de una estructura de refuerzo;

Figura 16 una vista en planta de un modo de realización adicional de una estructura de refuerzo;

Figura 17 una vista en planta de un modo de realización adicional de una estructura de refuerzo;

Figura 18 una vista en planta de un modo de realización adicional de una estructura de refuerzo;

Figuras 19 una sección transversal a través de la estructura de refuerzo según la representación de la Figura 18 en la zona de un casquillo;

Figura 20 una sección transversal a través de la estructura de refuerzo según la representación de la Figura 18 en la zona de un elemento de refuerzo;

Figura 21 una sección longitudinal a través del brazo superior de un perfil exterior de una estructura de refuerzo;

Figura 22 simplificada y esquematizada técnicamente, una vista en planta del brazo superior de una estructura de rigidización;

Figura 23 una sección transversal a través de la estructura de rigidización de acuerdo con las representaciones de las Figuras 21 y 22 en la zona de un casquillo;

Figura 24 una sección transversal a través de la estructura de refuerzo en la zona fuera de un casquillo; Figura 25 un detalle del perfil exterior de una estructura de refuerzo y

Figura 26 una vista de un detalle de la bandeja de batería con la representación de un modo de realización adicional de una estructura de refuerzo.

En las Figuras 1 a 26 se usan los mismos símbolos de referencia para componentes o elementos de componentes iguales o funcionalmente correspondientes entre sí, aunque, por razones de simplificación, se prescinda de una repetición de la descripción.

Las Figuras 1 y 2, así como las Figuras 6 y 7, muestran un soporte 1 de batería según la invención y componentes del mismo.

El soporte 1 de batería presenta una bandeja 2 de batería obtenida por embutición profunda de una chapa de acero. La bandeja 2 de batería está configurada rectangular en sección transversal y presenta un fondo 3 de bandeja y paredes laterales, a saber, dos paredes longitudinales 4, 5 y dos paredes frontales 6, 7, que se complementan entre sí para formar una pared perimetral 8 de bandeja. Junto al borde superior 9 de bandeja, a lo largo de las paredes longitudinales 4, 5 y de las paredes frontales 6, 7, se extienden unas secciones 10 de brida dirigidas hacia fuera, que también se complementan de forma cerrada perimetralmente para formar una brida superior 11. La pared 8 de bandeja delimita un espacio interior 12 de la bandeja 2 de batería.

Una pluralidad de puntales interiores 13 están dispuestos opcionalmente en el espacio interior 12 de la bandeja. Los puntales interiores 13 se extienden sobre el fondo 3 de bandeja, transversalmente entre las paredes longitudinales 4, 5, y están fijados en unión de material en la bandeja 2 de batería.

La parte superior de la bandeja 2 de batería está cerrada, intercalando una obturación, mediante una tapa 14 que descansa sobre la brida 11 en el lado del borde. En los ejemplos de realización representados, la tapa 14 está unida de forma desmontable a la bandeja 2 de batería mediante unos medios 15 de unión roscada.

El soporte 1 de batería presenta una estructura 16 de refuerzo. La estructura 16 de refuerzo se extiende en cada caso en el exterior de la bandeja 2 de batería delante de las paredes longitudinales 4, 5.

Las representaciones en sección transversal de las Figuras 1 y 2 muestran cada una una estructura 16 de refuerzo sólo en un lado de la bandeja 2 de batería. Las representaciones de las Figuras 2 y 7 ilustran que una estructura 16 de refuerzo está dispuesta en ambos lados longitudinales de la bandeja 2 de batería a lo largo de las paredes longitudinales 4, 5.

Las paredes frontales 6, 7 pueden estar unidas opcionalmente a una estructura 16 de refuerzo correspondiente.

En un modo de realización adicional, no representado, el soporte 1 de batería puede estar girado 90° alrededor del eje vertical con respecto a la posición de instalación en el vehículo de motor en comparación con el modo de realización según las Figuras 1 y 2, de modo que el soporte 1 de batería podría acoplarse a unos travesaños de fondo o a unos travesaños de marco mediante la estructura 16 de refuerzo.

La estructura 16 de refuerzo presenta un perfil exterior 17. El perfil exterior 17 está configurado en forma de U en sección transversal y presenta un elemento 18 de unión, así como dos brazos 19, 20 y una abertura 21. La abertura 21 se extiende a lo largo de la longitud L del perfil exterior 17, que corresponde a la longitud de la estructura 16 de refuerzo. La abertura 21 del perfil exterior 17 está orientada hacia la bandeja 2 de batería. Los brazos 19, 20 están unidos a la bandeja 2 de batería. La abertura 21 del perfil exterior 17 que mira hacia la bandeja 2 de batería está cerrada por una pared longitudinal 4 o 5 de la bandeja 2 de batería. El elemento 18 de unión trasero se encuentra exteriormente en el lado opuesto a la pared longitudinal 4, 5 de la bandeja 2 de batería.

El perfil exterior 17 es una pieza preformada de chapa, que está formada en una sola pieza a partir de una chapa de acero. El perfil exterior 17 puede ser un componente de chapa de acero endurecido en molde o un componente preformado conformado en frío hecho, en particular, de aceros conformados en frío de ultraalta resistencia (UHSS). Un componente preformado UHSS presenta una resistencia a la tracción Rm>980 MPa y una estructura martensítica proporcional.

Los brazos 19, 20 y el elemento 18 de unión encierran un canal longitudinal. Junto con una pared longitudinal respectiva 4, 5 de la bandeja 2 de batería, el perfil exterior 17 forma un perfil hueco 22 al menos en la mayor parte de la longitud L de la estructura 16 de refuerzo. La estructura 16 de refuerzo se extiende en la dirección longitudinal LR delante de una pared lateral 4, 5.

En el perfil exterior 17 de la estructura 16 de refuerzo están previstos varios casquillos 23. Éstos se extienden verticalmente entre los brazos 19, 20 del perfil exterior 17. En el brazo superior 19 y en el brazo inferior 20 están previstas respectivamente unas aberturas 24, 25, que se conectan mediante los casquillos 23 (véanse a este respecto también las Figuras 3 a 5).

Los casquillos 23 están dispuestos a cierta distancia entre sí en la dirección longitudinal LR del perfil exterior 17 y de la estructura 16 de refuerzo.

Cada casquillo 23 presenta un cuerpo 26 de casquillo. En el caso del casquillo 23 en el modo de realización según la Figura 3 está previsto, en el extremo inferior del cuerpo 26 de casquillo, un collar perimetral 27. Éste puede estar formado por un cuerpo 28 de disco separado. El collar 27 también puede ser una parte integrante del casquillo 23 hecha en una sola pieza de manera uniforme en cuanto al material. Con una sección 29 de casquillo en el extremo superior del cuerpo 26 de casquillo, el casquillo 23 está guiado a través de la abertura 24 en el brazo superior 19 y sobresale en relación con el lado exterior 30 del brazo superior 19.

En el caso del casquillo 23 según el modo de realización de la Figura 4 está previsto, en el extremo inferior del cuerpo 26 de casquillo, un collar 27. Éste rodea concéntricamente la abertura inferior 25 en el brazo inferior 20 y está en contacto con el lado interior 31 del brazo inferior 20. El cuerpo 26 del casquillo 23 está en contacto con el brazo superior 19, en el lado interior 32 del brazo superior 19, de manera perimetral alrededor de la abertura 24. En el exterior, de forma concéntrica a la abertura 29 o al eje longitudinal LH del casquillo, está previsto un collar superior 27, que descansa sobre el lado exterior 30 del brazo superior 19.

En el caso del casquillo 23 segun la representación de la Figura 5, el casquillo 23 o su cuerpo 26 de casquillo presentan una sección superior 29 de casquillo y una sección inferior 33 de casquillo. Con la sección superior 29 de casquillo, el casquillo 23 está guiado a través de la abertura 24 del brazo superior 19. Con la sección inferior 33 de casquillo, el casquillo 23 está guiado a través de la abertura 25 del brazo inferior 20.

La sección inferior 33 de casquillo está aproximadamente enrasada con el lado exterior 34 del brazo inferior 20. La sección superior 29 de casquillo sobresale en relación con el lado exterior 30 del brazo superior 19.

En el caso de los casquillos 23 en la realización mostrada en las Figuras 1 y 6, están previsto en el extremo superior y en el extremo inferior del cuerpo 26 de casquillo en cada caso un collar 27, con el que el casquillo 23 está en contacto interiormente con el brazo superior 19 y con el brazo inferior 20.

Las aberturas 24 en el brazo superior 19 y las aberturas 25 en el brazo inferior 20, los casquillos 23 y los collares 27 se encuentran en cada caso en un eje longitudinal común LH de casquillo y están dispuestos concéntricamente con respecto al mismo.

En el casquillo 23 sin collar según la Figura 5, la tolerancia se puede compensar en caso de un acoplamiento directo con los brazos 19, 20 mediante un procedimiento de soldadura adecuado con una cantidad relativamente grande de material de aportación de soldadura. Esto se muestra a modo de ejemplo en la Figura 26.

En los extremos de los brazos 19, 20 están previstas unas bridas 35, 36 de unión.

El brazo inferior 20 presenta una brida inferior 36 de unión. La brida inferior 36 de unión agarra al menos en algunas zonas el fondo 3 de la bandeja 2 de batería por debajo y está unida a la bandeja 2 de batería.

La brida superior 35 de unión del brazo superior 19 está colocada en un ángulo a con respecto al brazo superior 19. En el modo de realización según las Figuras 1 y 3 a 6, la brida 35 de unión está dirigida hacia fuera transversalmente al brazo superior 19 y, en particular, dirigida en ángulo recto alejándose del brazo superior 19. La transición del brazo 19 a la brida 35 de unión está redondeada.

El perfil exterior 17 está unido en unión de material a la bandeja 2 de batería. Esto se realiza mediante la brida inferior 36 de unión y la brida superior 35 de unión. La brida inferior 36 de unión agarra en algunas zonas la sección 37 de borde longitudinal inferior de la bandeja 2 de batería por debajo. La brida superior 35 de unión se apoya en la pared lateral 4, 5 de la bandeja 2 de batería.

En la representación de la Figura 10, un nervio 38 de unión dirigido hacia el borde superior 9 de la bandeja 2 de batería está doblado en la brida superior 35 de unión. El nervio 38 de unión está puesto a tope contra el borde exterior de la brida superior 11 y está unido al mismo, en particular mediante soldadura láser.

Con la excepción de la junta a tope, el perfil exterior 17 y la bandeja 2 de batería se unen en union de material en particular mediante soldadura por puntos o pegado y soldadura por puntos.

Los casquillos 23 representados en las Figuras 8 a 19 y 22 y 23 están representados de una manera técnicamente simplificada y deben entenderse esquemáticamente. Cada uno de los casquillos 23 se extiende entre una abertura 25 en el brazo inferior 20 y una abertura 24 en el brazo superior 19 del perfil exterior 17 y las conecta. Los casquillos 23 están preparados para y destinados a que los medios de unión roscada puedan hacerse pasar a través de ellos y el soporte 1 de batería pueda fijarse en la carrocería o el chasis de un vehículo. En este contexto, en principio, el casquillo 23 también tiene una función de apoyo del perfil exterior 17 mismo contra una deformación provocada por la fuerza de enroscado. El montaje del soporte 1 de batería en un vehículo se realiza mediante el perfil exterior 17 y los casquillos 23 dispuestos dentro del mismo mediante medios de fijación roscada adecuados.

En particular, el brazo inferior 20 puede presentar al menos dos secciones 39, 40 de brazo orientadas de manera diferente una con respecto a otra. A este respecto, debe hacerse referencia a los modos de realización del perfil exterior 17 según las representaciones 8 a 10. El brazo inferior 20 presenta una primera sección 39 de brazo. La primera sección 39 de brazo se extiende esencialmente paralela al brazo superior 19. En la primera sección 39 del brazo inferior 20 se encuentran la abertura 25 y el casquillo 23 que se comunica con la abertura 25. A la primera sección 39 de brazo le sigue mediante un acodamiento 41 la segunda sección 40 de brazo, que se extiende alejándose en un ángulo agudo de la primera sección 39 de brazo en dirección a la brida inferior 36 de unión. En particular, la primera sección 39 de brazo está conformada o estampada localmente de manera adaptada a una superficie frontal del casquillo 23, mientras que la segunda sección 40 de brazo está desplazada y/o inclinada con respecto a un plano de proyección de la superficie frontal del casquillo 23.

En la Figura 1, así como en las Figuras 6 y 7, está representado de forma esquematizada y simplificada un elemento incorporado 42, que está incorporado en el perfil exterior 17 de la estructura 16 de refuerzo. Tales elementos incorporados 42 pueden ser cuerpos conductores de carga o chapas de mamparo, por ejemplo.

Éstos están unidos, en particular en unión de material, al perfil exterior 17. Los elementos incorporados 42, que están configurados en forma de sombrero y presentan diferentes alturas, también se pueden ver en una vista en planta en la Figura 15.

Las Figuras 8 a 13 muestran cada una el perfil exterior 17 de una estructura 16 de refuerzo y un detalle de la bandeja 2 de batería. El casquillo 23 está realizado sin collar y termina enrasado con el brazo inferior 20 y el brazo superior 19 y se extiende entre las aberturas 24, 25. El casquillo 23 puede sustituirse por formas de casquillo según las Figuras 1 y 3 a 5. Las figuras están representadas de una manera técnicamente simplificada y deben entenderse esquemáticamente.

El perfil exterior 16 es un componente de envoltura de alta resistencia conformado en caliente y endurecido en prensa o conformado en frío. La bandeja 2 de batería es un componente de chapa de acero conformado en caliente y endurecido en prensa o un componente preformado conformado en frío hecho de acero conformado en frío de ultraalta resistencia.

Las paredes longitudinales 4, 5 de la bandeja 2 de batería pueden estar reforzadas en algunas zonas y, en particular, estar hechas a partir de una pieza en bruto soldada a medida, una pieza en bruto laminada a medida o estar reforzadas mediante componentes de chapa o parches. El perfil exterior 17 está en cada caso unido a la bandeja 2 de batería.

En los modos de realización según las representaciones de las Figuras 9, 12 y 13, está previsto un elemento 43 de rigidización en forma de una acanaladura en el elemento 18 de unión exterior del perfil exterior 17.

En las figuras 15, 16 y 17 también se muestran elementos 43 de rigidización en forma de acanaladuras en diferentes diseños.

La representación de la Figura 11 muestra una bandeja 2 de batería parcialmente reforzada en la zona de la pared lateral 4 mediante un refuerzo 49. La pared lateral 4 está realizada con un espesor mayor, al menos en algunas zonas, que el fondo 3 de bandeja y el borde superior 9 de bandeja. Para ello, la bandeja 2 de batería está hecha a partir de una pieza en bruto laminada a medida.

En el modo de realización según la representación de la Figura 12, la pared lateral 4 de la bandeja 2 de batería está reforzada interiormente mediante un refuerzo en forma de un parche.

En el modo de realización según la representación de la Figura 13, la pared lateral 4 de la bandeja 2 de batería está reforzada exteriormente, en el lado orientado hacia la abertura 21 del perfil exterior 17, mediante un refuerzo 49 en forma de un parche. El refuerzo 49 se extiende alrededor de la sección 37 de borde longitudinal inferior de la bandeja 2 de batería. La brida inferior 36 de unión se extiende a lo largo de la sección inferior 45 del refuerzo 44 y está unida al fondo 3 de bandeja.

Unos elementos de refuerzo 46 en el perfil exterior 17 están dispuestos a cierta distancia en la dirección longitudinal dentro de la estructura 16 de refuerzo en el perfil exterior 17 según el modo de realización de la Figura 14. En particular, están colocados componentes de refuerzo en cada caso entre los casquillos 23. Los elementos 46 de refuerzo son preferiblemente secciones de chapa o parches que pueden estar unidos interior o exteriormente al perfil exterior 17.

La Figura 18 también muestra un diseño de este tipo.

En las Figuras 14 a 18, la flecha muestra la dirección del impacto en caso de un impacto lateral.

La Figura 19 muestra una sección a través del perfil exterior 17 de la estructura 16 de refuerzo en la zona de un casquillo 23.

La Figura 20 muestra una sección a través del perfil exterior 17 en la zona de un elemento 46 de refuerzo. En este contexto, se trata de parches configurados en forma de U, que están adaptados al contorno interior del perfil exterior 16 y que cubren el brazo superior 19 y el brazo inferior 20 en algunas zonas y el elemento 18 de unión trasero del perfil exterior 17 completamente.

Por medio de las Figuras 21 a 24, se explica el perfil exterior 17 de una estructura 16 de refuerzo, que está hecho a partir de una pieza en bruto soldada a medida. La Figura 21 muestra una sección a través del brazo superior 19. Se pueden ver los diferentes espesores de pared. En cada caso en la zona de un casquillo 23, el espesor de pared es mayor que en las secciones 39, 40 de brazo intermedias. La Figura 23 muestra una sección a través del perfil exterior 17 en la zona de un casquillo 23. La Figura 24 muestra una sección a través del perfil exterior 17 en la zona fuera de un casquillo 23.

Por medio de la representación de la Figura 25, se puede ver que una brida 35, 36 de unión, en el modo de realización representado de la brida superior 35 de unión, presenta varias lengüetas de unión dispuestas a cierta distancia entre sí en la dirección longitudinal del perfil exterior 17. Entre las lengüetas 47 de unión están previstas respectivamente unas escotaduras 48 en la brida 35 de unión.

Símbolos de referencia:

1 - soporte de batería

2 - bandeja de batería

3 - fondo de bandeja

4 - pared longitudinal

5 - pared longitudinal

6 - pared frontal

7 - pared frontal

8 - pared de bandeja

9 - borde de bandeja

10 - sección de brida

11 - brida superior

12 - espacio interior de bandeja

13 - puntales interiores

14 - tapa

15 - medio de unión roscada

16 - estructura de refuerzo

17 - perfil exterior

18 - elemento de unión

19 - brazo

20 - brazo

21 - abertura

22 - perfil hueco

23 - casquillo

24 - abertura

25 - abertura

26 - cuerpo de casquillo

27 - collar

28 - cuerpo de disco

29 - sección de casquillo

30 - lado exterior de 19

31 - lado interior de 20

32 - lado interior de 19

33 - sección de casquillo

34 - lado exterior de 20

35 - brida superior de unión

36 - brida inferior de unión

37 - sección de borde longitudinal

38 - nervio de unión

39 - sección de brazo

40 - sección de brazo

41 - acodamiento

42 - elemento incorporado

43 - elemento de rigidización

44 - refuerzo

45 - sección de 44

46 - elemento de refuerzo

47 - lengüeta de unión

48 - escotadura

L - longitud

LH - eje longitudinal de casquillo

LR - dirección longitudinal

a - ángulo

Claims

REIVINDICACIONES

1. Soporte (1) de batería con una bandeja (2) de batería y una estructura (16) de refuerzo que está dispuesta exteriormente delante de una pared lateral (4, 5) de la bandeja (2) de batería, en donde la estructura (16) de refuerzo presenta un perfil exterior (17) que está configurado en forma de U en sección transversal con un elemento (18) de unión y dos brazos (19, 20), así como con una abertura (21), en donde la abertura (21) del perfil exterior (17) está dirigida hacia la bandeja (2) de batería y los brazos (19, 20) están unidos a la bandeja (2) de batería, en donde están previstos varios casquillos (23), en donde un casquillo (23) se extiende en cada caso entre los brazos (19, 20) y conecta unas aberturas (24, 25) en los brazos (19, 20), caracterizado por que la estructura (16) de refuerzo se extiende en la dirección longitudinal (LR) de la pared lateral (4, 5) y el perfil exterior (17) forma con la pared lateral (4, 5), al menos en la mayor parte de la longitud (L) de la estructura (16) de refuerzo, un perfil hueco (22) y/o por que la estructura (16) de refuerzo se extiende en la dirección longitudinal (LR) de la pared lateral (4, 5) y el perfil exterior (17) forma con la pared lateral (4, 5), al menos en la mayor parte de la longitud (L) de una pared lateral (4, 5), un perfil hueco (22).

2. Soporte de batería según la reivindicación 1, caracterizado por que uno o cada casquillo (23) presenta un collar superior y/o un collar inferior (27).

3. Soporte de batería según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que uno o cada casquillo (23) con una sección superior (29) de casquillo y/o con una sección inferior (33) de casquillo está guiado a través de una abertura (24, 25) en un brazo (19, 20) y termina enrasado con un lado exterior (30, 34) del brazo (19, 20) o sobresale en relación con el lado exterior (30, 34).

4. Soporte de batería según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que cada brazo (19, 20) presenta una brida (35, 36) de unión en el extremo.

5. Soporte de batería según la reivindicación 4, caracterizado por que un brazo inferior (20) presenta una brida inferior (36) de unión, agarrando la brida inferior (36) de unión al menos en algunas zonas un fondo (3) de la bandeja (2) de batería por debajo.

6. Soporte de batería según la reivindicación 4 o 5, caracterizado por que una brida (35, 36) de unión está colocada en un ángulo (a) con respecto a un brazo (19, 20).

7. Soporte de batería según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado por que un brazo superior (19) presenta una brida superior (35) de unión, estando la brida superior (35) de unión unida a la pared lateral (4, 5) o a un borde superior (9) de la bandeja (2) de batería.

8. Soporte de batería según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que al menos un brazo (19, 20) presenta varias secciones (39, 40) de brazo, estando al menos dos secciones (39, 40) de brazo orientadas de manera diferente entre sí, en particular estando la primera sección (39) de brazo conformada o estampada localmente de manera adaptada a una superficie frontal del casquillo (23).

9. Soporte de batería según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que en la estructura (16) de refuerzo están previstos unos elementos incorporados (42), estando los elementos incorporados (42) configurados en particular como elementos conductores de carga y formando los mismos parte de los casquillos (23).

10. Soporte de batería según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que el perfil exterior (17) presenta al menos un elemento (46) de refuerzo configurado como un parche o mosaico.

11. Soporte de batería según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que en el elemento (18) de unión está previsto al menos un elemento (43) de rigidización, en particular una acanaladura.

12. Soporte de batería según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que el perfil exterior (17) presenta en algunas zonas secciones con diferentes espesores de pared y/o calidades de material que difieren entre sí.

13. Soporte de batería según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que la pared lateral (4, 5) de la bandeja (2) de batería, al menos en algunas zonas, está reforzada o presenta un refuerzo (44), en particular de tal manera que al menos el 30 %, preferiblemente al menos el 40 %, del área de la pared lateral (4, 5) está configurada con doble capa.

14. Soporte de batería según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por que una brida (35, 36) de unión presenta varias lengüetas (47) de unión dispuestas a cierta distancia entre sí en la dirección longitudinal del perfil exterior (17), estando las bridas (35, 36) de unión soldadas por puntos o pegadas y soldadas por puntos a la bandeja (2) de batería.

15. Soporte de batería según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado por que el casquillo (23) está configurado en varias partes y presenta un primer elemento de casquillo y un segundo elemento de casquillo, presentando los elementos de casquillo unas aberturas coaxiales de paso y estando los mismos unidos entre sí en caras frontales orientadas una hacia otra.