CN105270150A - 用于机动车辆的车身底部单元 - Google Patents
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Abstract
用于增强机动车辆的机动车辆车身的车身底部单元,包括一个地板本体(12),其可连接至车身上以用于消散车身的静态和/或动态荷载,地板本体具有一个基本面向上的上侧(32),用于对形成以纯电动方式驱动机动车辆的牵引用蓄电池的多个蓄电池单体单元(18)进行支撑,且地板本体具有用于冷却上侧(32)的至少一个冷却通道(26)。借助于车身底部单元(10)具有实心设计的地板本体,车身底部单元可作为蓄电池壳体的支撑板来支撑牵引用蓄电池的蓄电池单体(18)、可作为装甲板来保护它们且可作为热交换器借助于冷却通道(26)来主动和/或被动地将其冷却,且使得在机动车辆的下部区域中提供的牵引用蓄电池能够具有长的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的车身底部单元,借助于该车身底部单元可以增强机动车辆的机动车辆车身。
背景技术
机动车辆的机动车辆车身可以具有一个承重支撑结构,其中实心设计的纵向构件和实心设计的横向构件彼此相连接而形成一个支撑框架从而形成一个稳定平台,该机动车辆的其余部件可以连接至该稳定平台上。该支撑结构尤其可以支撑该机动车辆的驱动器、独立的车身零件、功能单元以及有效负载并且可以将其重量消散至下垫表面。为了增强该支撑结构和该机动车辆车身,可以提供连接至该支撑结构上的一个板状车身底部单元,所述车身底部单元形成该机动车辆的车身底部并且覆盖并保护从该下垫表面安排在该车身底部单元上方的结构单元。
从WO2013/051638A1已知了将牵引用蓄电池的蓄电池壳体从下方连接至机动车辆的车身底部上。该蓄电池壳体的下侧(该下侧是面向该下垫表面)被配置成具有多个向外伸出的冷却鳍片的一个薄壁铝铸件。
始终需要机动车辆的牵引用蓄电池具有长的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提出措施,这些措施使机动车辆的牵引用蓄电池能够具有长的使用寿命,具体还使之能够充分冷却该牵引用蓄电池。
这个目的是根据本发明通过具有下述1的特征的一种车身底部单元实现的。下述2-8中指出了本发明的优选改进,这些改进各自可以单独地或组合地构成本发明的一个方面。
1.一种用于增强机动车辆的机动车辆车身、尤其位于前车桥与后车桥之间的车身底部单元,该车身底部单元包括
一个地板本体(12),该地板本体可连接至该机动车辆车身上以用于消散该机动车辆车身的静态和/或动态荷载,
其中该地板本体(12)具有一个基本面向上的上侧(32),该上侧用于对形成用于以纯电动方式驱动该机动车辆的牵引用蓄电池的多个蓄电池单体单元(18)进行支撑,并且
该地板本体(12)具有用于冷却该上侧(32)的至少一个冷却通道(26)。
2.如上述1所述的车身底部单元,该冷却通道(26)被设计成是完全被形成该上侧(32)的一个材料层(34)向上关闭的。
3.如上述1或2所述的车身底部单元,该冷却通道(26)可以通过切削、尤其通过铣削或通过挤出而产生。
4.如上述1至3之一所述的车身底部单元,该地板本体(12)具有形成该冷却通道(26)和该上侧(32)的一个上部件(28)以及具有实心设计的一个分开的下部件(30),其中该上部件(28)和该下部件(30)是尤其通过焊接而彼此相连接的,以便限制该冷却通道(26)的流动截面。
5.如上述1至4之一所述的车身底部单元,该地板本体(12)具有用于紧固至该机动车辆车身的支撑结构的左纵向构件上的一个左紧固凸缘(22)以及用于紧固至该支撑结构的右纵向构件上的一个右紧固凸缘(24)。
6.如上述1至5之一所述的车身底部单元,提供了从该地板本体(12)基本上竖直地向上突出的多个增强肋(14),其中这些增强肋(14)与该地板本体(12)一起界定了多个接纳座(16),这些接纳座用于接纳至少一个蓄电池单体单元(18),该至少一个蓄电池单体单元用于形成用于以纯电动方式驱动该机动车辆的一个牵引用蓄电池,其中这些增强肋(14)具体是与该地板本体(12)一体形成的。
7.如上述1至6之一所述的车身底部单元,该地板本体(12)在具有撞击保护层(36)的一个面向下的下侧(38)上是带装甲板的,其中该撞击保护层(36)是由铝材料、钢材料或纤维复合材料产生的。
8.如上述1至7之一所述的车身底部单元,该地板本体(12)在该冷却通道(26)的区域中在竖直方向上具有高度H,并且该冷却通道(26)在竖直方向上具有长度h,其中0.05≤h/H≤0.50、尤其0.10≤h/H≤0.40、优选地0.20≤h/H≤0.35、并且特别优选地h/H=0.30±0.03,其中具体地H=7mm±2mm、优选地H=7mm±1mm。
9.一种用于以纯电动方式驱动机动车辆的牵引用蓄电池,该牵引用蓄电池包括插入蓄电池壳体中的多个蓄电池单体单元(18),其中该蓄电池壳体具有支撑这些蓄电池单体单元(18)并且热联接至这些蓄电池单体单元(18)上的一个支撑板,并且该支撑板被配置成如上述1至8之一所述的用于增强机动车辆的机动车辆车身的一个车身底部单元(10)。
10.一种机动车辆,包括具有承重支撑结构和如上述9所述的用于增强该机动车辆车身的牵引用蓄电池的机动车辆车身,该牵引用蓄电池在该机动车辆车身的下侧上连接至该支撑结构上。
根据本发明,提供了一种用于增强机动车辆的机动车辆车身的、尤其位于前车桥与后车桥之间的车身底部单元,该车身底部单元包括一个地板本体,该地板本体可连接至该机动车辆车身上以用于消散该机动车辆车身的静态和/或动态荷载,其中该地板本体具有一个基本上面向上的上侧,该上侧用于对形成用于以纯电动方式驱动该机动车辆的牵引用蓄电池的多个蓄电池单体单元进行支撑,并且该地板本体具有用于冷却该上侧的至少一个冷却通道。具有用于以纯电动方式驱动的一个牵引用蓄电池的机动车辆具体是混合动力车辆或电动车辆。
由于其作为增强机动车辆车身的部件的功能,该地板本体相应地具有实心设计以便能够消散在机动车辆运行过程中和在碰撞事件中可以预期的荷载。因此,该地板本体是足够稳定的而能作为支撑地板来支撑该牵引用蓄电池的这些重的蓄电池单体单元并且另外还用作这些蓄电池单体单元的装甲板,并且因此例如在机动车辆被放置在从下垫表面向上突出的障碍物上时,安全地保护了这些蓄电池单体单元不被下垫表面损坏并且不被位于下垫表面上和被向上拖拽的物体刺入。同时,该车身底部单元的地板本体具有相对大的截面,如在水平方向上看到的,并且因此该至少一个冷却通道可以被提供在该地板本体的材料中而不会显著削弱该地板本体。因此,该地板本体另外可以主动和/或被动地冷却这些蓄电池单体单元。因此可以避免未去除的热量对这些蓄电池单体单元造成过热和损坏。因此该地板本体可以同时执行多个功能。在此,利用了以下发现:在这些蓄电池单体单元在机动车辆下部区域中不是安排在车身底部单元下方而是上方的情况下,该车身底部单元可以用作带有装甲板的蓄电池壳体的一部分并且由于实心的构型还可以用作支撑地板和热交换器。借助于该车身底部单元的这个在任何情况下都是实心设计的地板本体,该车身底部单元可以作为蓄电池壳体的支撑板来支撑该牵引用蓄电池的这些蓄电池单体、可以作为装甲板来保护它们并且可以作为热交换器借助于冷却通道来主动和/或被动地将其冷却,并且因此,在该机动车辆的下部区域中提供的机动车辆牵引用蓄电池可以具有长的使用寿命,具体还对该牵引用蓄电池提供充分冷却。
该地板本体可以在机动车辆的横向方向上、尤其在机动车辆车身的支撑结构的最右与最左纵向构件之间延伸。在该右纵向构件和该左纵向构件的中心线为距离D时,具体1.10≤d/D≤0.80、优选地1.00≤d/D≤0.90并且特别优选0.98≤d/D≤0.95适用于该地板本体在横向方向上的长度d。该牵引用蓄电池的所有蓄电池单元优选地被安排在该左纵向构件与该右纵向构件之间。在横向方向上看到,该左纵向构件和该右纵向构件优选地覆盖了这些蓄电池单体单元的至少一部分,并且因此该右纵向构件和该左纵向构件可以在该机动车辆发生侧面碰撞的事件中用作这些蓄电池单体单元的装甲板。该地板本体可以在该机动车辆的纵向方向上、尤其在该机动车辆的前车桥与后车桥之间延伸。给出了前车桥与后车桥之间的轮距A时,具体1.10≤a/A≤0.30、优选地1.00≤a/A≤0.40、更优选地0.90≤a/A≤0.50并且特别优选地0.80≤a/A≤0.60适用于该地板本体在纵向方向上的长度a。该地板本体尤其是由铝材料、优选地由铝铸件生产的。
用于供应对用于冷却该地板本体的冷却介质的一个第一连接部以及用于移除该冷却介质的一个第二连接部可以连接至该至少一个冷却通道上。经由该第一连接部和该第二连接部,可以将该冷却介质从位于该车身底部单元之外的一个源而传导穿过该车身底部单元以便控制蓄电池单体单元的温度、具体是对蓄电池单体单元进行冷却或加热。所使用的冷却介质可以具体是液体,例如冷却水、冷却油或冷却媒剂。该第一连接部和该第二连接部可以尤其连接至一个冷却系统的软管管线上。经冷却的冷却介质可以经由该第一连接部引入该车身底部单元中,所述冷却介质在该冷却通道内被加热并且在被加热的状态下经由该第二连接部离开该车身底部单元。该第二连接部可以在车身底部单元之外经由一个冷却器和一个泵而连接至该第一连接部,其结果是形成一个冷却回路。该第二连接部还能够连接至一个深冷器的热交换器上以便从该冷却介质中提取热量。经冷却的冷却介质可以经由另外一个第一连接部而被供应至该车身底部单元并且可以经由另外一个第二连接部流向一个泵,该泵将该冷却介质经由该第一连接部而泵送进入该车身底部单元之中。特别借助于冷凝器和膨胀阀,该深冷器可以将具有适当低温的冷却媒剂供应至该热交换器,在该热交换器中冷却媒剂可以从来自该车身底部单元的冷却介质中蒸发从而从该冷却介质中提取热量。该冷却媒剂可以特别借助于压缩机在回路中传送。
该地板本体具体可以被设计成蒸发器,以用于至少部分地蒸发该冷却介质。借助于该冷却剂(尤其处于冷却媒剂的形式)的相变,在该车身底部单元内的该冷却通道中可以实现对应的高冷却能力。另外,可以简化经由这些连接部而连接的冷却系统。具体而言,常见的冷却介质可以用于该车身底部单元和该冷却系统,并且因此不要求用于该车身底部单元的冷却介质与用于该冷却系统的冷却媒剂之间的热交换和/或仅一个单一的输送单元(尤其是压缩机或泵)就足以实现该冷却系统的循环过程。
具体而言,该冷却通道被设计成完全被形成该上侧的材料层向上关闭。该冷却通道因此通过该材料层与这些蓄电池单体单元密封隔离。因此避免了被传导穿过该冷却通道的冷却介质与这些蓄电池单体单元的接触,并且因此还防止了经由该冷却介质的电气短路。形成该上侧的材料层尤其与形成该冷却通道的地板本体材料是一体形成的。该上侧可以被设计成一个平坦平面。该上侧优选地具有用于连接至蓄电池壳体上的连接装置。此外,该上侧可以是三维地构造和成形的,尤其用于指明一种限定的安排以及这些蓄电池单体单元相对于地板本体的布置。出于这个目的,该上侧可以形成例如用于对这些蓄电池单体单元进行对齐和定位的定位标记和/或形状配合的接触表面。
该冷却通道可以优选地通过切削、尤其通过铣削或通过挤出来产生。通过对该地板本体进行机加工,可以容易地产生该冷却通道的独立轮廓、尤其具有多个转弯和偏转区域。借助于挤出,可以容易地且成本有效地形成基本上彼此平行地延伸并且例如经由多个孔口而彼此相连接的多个冷却通道,其中这些冷却通道的不需要的末端开口可以被关闭。
该地板本体尤其优选地具有形成该冷却通道和该上侧的一个上部件以及实心设计的一个分开的下部件,其中该上部件和该下部件特别是通过焊接而彼此相连接以便限制该冷却通道的流动截面。该下部件可以特别被配置成具有实心设计且尤其基本上未被机加工的一个板。例如用于生产该冷却通道的机加工过程尤其可以专有地提供在该上部件中。在这种情况下,该上部件中的冷却通道可以被配置成在一侧上打开的一个凹槽。该上部件可以被放置成使得该槽状冷却通道的开放侧在该下部件上,并且因此该下部件的接触表面形成该冷却通道的通道壁的一部分,其中该接触表面面向该上部件。该冷却通道可以通过多种措施形成,这些措施在构造和生产方面可以容易地实现。
具体而言,该地板本体具有一个用于紧固至该机动车辆车身的支撑结构的左纵向构件上的左紧固凸缘,以及一个用于紧固至该支撑结构的右纵向构件上的右紧固凸缘。因此,该车身底部单元可以直接连接至该机动车辆车身的支撑结构上并且经由该地板本体的材料可以消散出现的静态和/或动态荷载。可以将一个框架形的中间壳体和/或蓄电池壳体的壳体盖板连接至该地板本体上、尤其连接在该地板本体的外侧壁的竖直延伸部中。另外或替代地,还可以将该蓄电池壳体的多个部分连接至相应的紧固凸缘上,其结果是在侧壁中不需要提供紧固装置,并且因此例如可以使用这些侧壁的上侧来密封该蓄电池壳体。此外,该紧固凸缘(尤其基本上水平地突出)可以充当一个冷却肋以用于移除这些蓄电池单体单元的热量,该热量是由该地板本体通过对流和/或通过热传导至这些纵向构件而被吸收。
优选地提供了多个增强肋(基本上竖直地从该地板本体向上突出),其中这些增强肋与该地板本体一起界定了接纳座,这些接纳座用于接纳形成用于以纯电动方式驱动该机动车辆的一个牵引用蓄电池的至少一个蓄电池单体单元,其中这些增强肋具体是与该地板本体一体形成的。借助于这些增强肋,可以将该车身底部单元设计成足够稳定且刚性的,从而使得在该车辆运行过程中出现的静态和动态荷载可以被吸收和消散,从而通过使用很少的材料来增强该机动车辆车身的支撑结构。例如,可以将该地板本体配置成沟槽的形式,其中多个增强肋向内伸入该沟槽的体积中。这些增强肋具体可以各自在该机动车辆的纵向方向和横向方向上延伸并且在此过程中可以彼此相交,其结果是尤其可以形成基本上矩形的接纳座。这些增强肋至少部分地连接至该地板本体的侧向外侧壁上。这些侧壁可以侧向地界定该沟槽所横跨的体积。可以将这些蓄电池单体单元从上方至少部分地插入这些接纳座中。在此,该地板本体的这些增强肋不仅可以用来增强该车身底部单元和机动车辆车身、还可以用来容纳并冷却这些蓄电池单体单元并且因此可以同时执行多个功能。另外,这些增强肋可以将这些蓄电池单体单元中所产生的热量传导至该地板本体上,该地板本体可以借助于经过该冷却通道所传导的冷却介质而被冷却。因此可以避免未被去除的热量对这些蓄电池单体单元造成的过热和损坏。这些增强肋可以同时被动地将热量导引走或可以被主动地冷却。
该地板本体尤其优选地在具有撞击保护层的一个面向下的下侧上带有装甲板,其中该撞击保护层是由铝材料、钢材料或纤维复合材料生产的。该撞击保护层可以缓冲来自下垫表面的突然的动态动作并且因此可以减小该冷却通道的损坏和/或变形的风险、和/或对这些蓄电池单体单元造成的损坏。如果该撞击保护层是由金属材料生产的,则可以通过热传导作用将一个比较高的热量流传导至该撞击保护层并且可以经由该撞击保护层的下侧将该热量流移除,该下侧暴露给该气流。如果该撞击保护层是由纤维复合材料生产的,则该撞击保护层可以在更大程度上弹性地变形并且因此避免了该车身底部单元的塑性变形。
具体而言,该地板本体在该冷却通道的区域中在竖直方向上具有高度H,并且该冷却通道在该竖直方向上具有长度h,其中0.05≤h/H≤0.50、尤其0.10≤h/H≤0.40、优选地0.20≤h/H≤0.35并且特别优选地h/H=0.30±0.03,其中具体地H=7mm±2mm,优选地H=7mm±1mm。因此,该冷却通道可以形成足够大的流动截面以便提供足够高的冷却能力,同时该地板本体具有足够结实的构型以便增强机动车辆车身并且充当这些蓄电池单体单元的支撑地板和装甲板。
本发明此外涉及一种用于以纯电动方式驱动机动车辆的牵引用蓄电池,该牵引用蓄电池包括被插在蓄电池壳体中的多个蓄电池单体单元,其中该蓄电池壳体具有支撑这些蓄电池单体单元并且热联接至这些蓄电池单体单元上的一个支撑板,并且该支撑板被配置成一个车身底部单元,该车身底部单元可以如以上所描述的进行设计和开发,以用于增强机动车辆的机动车辆车身。通过在该车身底部单元的这个在任何情况下都是实心设计的地板本体,该车身底部单元可以作为蓄电池壳体的支撑板来支撑该牵引用蓄电池的蓄电池单体、可以作为装甲板来保护它们并且可以作为热交换器借助于冷却通道来主动和/或被动地将其冷却,并且因此使得在该机动车辆的下部区域中提供的机动车辆的牵引用蓄电池能够具有长的使用寿命。
本发明此外涉及包括具有承重支撑结构和牵引用蓄电池的机动车辆车身的一种机动车辆,该牵引用蓄电池在该机动车辆车身的下侧上连接至该支撑结构上,该支撑结构可以如以上所描述的进行设计和开发,以用于增强该机动车辆车身。通过在该牵引用蓄电池的车身底部单元的这个在任何情况下都是实心设计的地板本体,该车身底部单元可以作为蓄电池壳体的支撑板来支撑该牵引用蓄电池的蓄电池单体、可以作为装甲板来保护它们并且可以作为热交换器借助于冷却通道来主动和/或被动地将其冷却,并且因此使得在该机动车辆的下部区域中提供的机动车辆的牵引用蓄电池能够具有长的使用寿命。
附图说明
以下通过举例的方式使用优选的示例性实施例并参照附图来说明本发明,其中以下展示的特征既可以各自单独地也可以组合地构成本发明的一个方面。在附图中:
图1通过举例示出了车身底部单元的示意性透视图,
图2通过举例示出了来自图1的、其中插入有蓄电池单体单元的车身底部单元的示意性透视图,并且
图3示出了来自图1的车身底部单元的示意性截面视图。
具体实施方式
图1中展示的、用于增强机动车辆的车身底部单元10具有一个地板本体12,该地板本体具有实心构型并且与之一体形成的多个增强肋14在纵向方向上延伸并且在横向方向上向上突出。可以将蓄电池单体单元18从上方插入其中而形成牵引用蓄电池的接纳座16在这些相交的增强肋4与该地板本体12的外侧壁之间形成(图2)。这些蓄电池单体单元18是彼此电连接的并且可以经由电气连接部20而输出所储存的电能和/或出于储存目的可以吸收该机动车辆的传动系以机械方式产生的电能。地板本体12具有一个侧向突出的左紧固凸缘22和一个相反的侧向突出的右紧固凸缘24,经由这两个凸缘,车身底部单元10可以紧固至该机动车辆的机动车辆车身的支撑结构的左纵向构件和右纵向构件上。
如图3展示的,地板本体12可以具有多个基本上水平延伸的冷却通道26,这些冷却通道连接至第一连接部并且连接至第二连接部。地板本体12可以由一个上部件28和一个分离的下部件30组装而成,该下部件例如通过焊接而连接至上部件28上。这些冷却通道26在此可以例如通过铣削被引入下部件30中。上部件28形成了一个上侧32,这些蓄电池单体单元18可以放置在该上侧上并且这些增强肋14可以从该上侧突出。地板本体12的材料层34被提供在上侧32与这些冷却通道26之间,经由材料层34,这些冷却通道26与蓄电池单体单元18间隔开并且被充分密封。替代地,上部件28和下部件30可以一体地形成,其中这些冷却通道26是具体通过地板本体12的挤出而形成的。
在所展示的示例性实施例中,车身底部单元10具有具体由与地板本体12不同的材料生产的一个分离的撞击保护层36。地板本体12可以由铝材料生产而该撞击保护层36可以由纤维复合材料生产。该撞击保护层36被提供在地板本体12的下侧38上并且可以保护地板本体12免受来自下垫表面的突然的动态动作。
Claims (10)
1.一种用于增强机动车辆的机动车辆车身、尤其位于前车桥与后车桥之间的车身底部单元,其特征在于,该车身底部单元包括
一个地板本体(12),该地板本体能够连接至该机动车辆车身上以用于消散该机动车辆车身的静态和/或动态荷载,
其中该地板本体(12)具有一个基本面向上的上侧(32),该上侧用于对形成以纯电动方式驱动该机动车辆的牵引用蓄电池的多个蓄电池单体单元(18)进行支撑,并且
该地板本体(12)具有用于冷却该上侧(32)的至少一个冷却通道(26)。
2.如权利要求1所述的车身底部单元,其特征在于,该冷却通道(26)被设计成是完全被形成该上侧(32)的一个材料层(34)向上关闭的。
3.如权利要求1或2所述的车身底部单元,其特征在于,该冷却通道(26)能够通过切削、尤其通过铣削或通过挤出而产生。
4.如权利要求1或2所述的车身底部单元,其特征在于,该地板本体(12)具有形成该冷却通道(26)和该上侧(32)的一个上部件(28)以及具有实心设计的一个分开的下部件(30),其中该上部件(28)和该下部件(30)是尤其通过焊接而彼此相连接的,以便限制该冷却通道(26)的流动截面。
5.如权利要求1或2所述的车身底部单元,其特征在于,该地板本体(12)具有用于紧固至该机动车辆车身的支撑结构的左纵向构件上的一个左紧固凸缘(22)以及用于紧固至该支撑结构的右纵向构件上的一个右紧固凸缘(24)。
6.如权利要求1或2所述的车身底部单元,其特征在于,提供了从该地板本体(12)基本上竖直地向上突出的多个增强肋(14),其中这些增强肋(14)与该地板本体(12)一起界定了多个接纳座(16),这些接纳座用于接纳至少一个蓄电池单体单元(18),该至少一个蓄电池单体单元用于形成用于以纯电动方式驱动该机动车辆的一个牵引用蓄电池,其中这些增强肋(14)具体是与该地板本体(12)一体形成的。
7.如权利要求1或2所述的车身底部单元,其特征在于,该地板本体(12)在具有撞击保护层(36)的一个面向下的下侧(38)上是带装甲板的,其中该撞击保护层(36)是由铝材料、钢材料或纤维复合材料产生的。
8.如权利要求1或2所述的车身底部单元,其特征在于,该地板本体(12)在该冷却通道(26)的区域中在竖直方向上具有高度H,并且该冷却通道(26)在竖直方向上具有长度h,其中0.05≤h/H≤0.50、尤其0.10≤h/H≤0.40、优选地0.20≤h/H≤0.35、并且特别优选地h/H=0.30±0.03,其中具体地H=7mm±2mm、优选地H=7mm±1mm。
9.一种用于以纯电动方式驱动机动车辆的牵引用蓄电池,其特征在于,该牵引用蓄电池包括插入蓄电池壳体中的多个蓄电池单体单元(18),其中该蓄电池壳体具有支撑这些蓄电池单体单元(18)并且热联接至这些蓄电池单体单元(18)上的一个支撑板,并且该支撑板被配置成如权利要求1至8之一所述的用于增强机动车辆的机动车辆车身的一个车身底部单元(10)。
10.一种机动车辆,其特征在于,包括具有承重支撑结构和如权利要求9所述的用于增强该机动车辆车身的牵引用蓄电池的机动车辆车身,该牵引用蓄电池在该机动车辆车身的下侧上连接至该支撑结构上。
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