汽車的底部結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種汽車底部結(jié)構(gòu)，該底部結(jié)構(gòu)包含用于至少兩個(gè)儲(chǔ)能模塊（62、621、6211）的容納裝置（2、4、6、8、10、12、14），其中該容納裝置具有至少兩根縱梁（12、14）和至少兩根橫梁（2、4、6、8、10）。本發(fā)明還涉及這種底部結(jié)構(gòu)在具有電動(dòng)機(jī)和/或內(nèi)燃機(jī)的汽車中的應(yīng)用。通過使容納裝置具有至少一個(gè)在儲(chǔ)能模塊之間按照預(yù)定發(fā)生變形的變形區(qū)（4a、4b、6b、6c、8b、8c），從而解決提供底部結(jié)構(gòu)的技術(shù)問題，該底部結(jié)構(gòu)在發(fā)生事故時(shí)、特別是在側(cè)面碰撞時(shí)改進(jìn)了對(duì)汽車底部結(jié)構(gòu)中的電池的保護(hù)，并且不會(huì)負(fù)面影響重量或成本。
【專利說明】汽車的底部結(jié)構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車的底部結(jié)構(gòu)，該底部結(jié)構(gòu)含有用于至少兩個(gè)儲(chǔ)能模塊的容納裝置，其中該容納裝置具有至少兩根縱梁和至少兩根橫梁。本發(fā)明還涉及這種底部結(jié)構(gòu)在具有電動(dòng)機(jī)和/或內(nèi)燃機(jī)的汽車中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]由現(xiàn)有技術(shù)已知開頭所述類型的汽車底部結(jié)構(gòu)。因?yàn)槟壳皟?chǔ)能模塊例如電池的平均能量密度明顯低于傳統(tǒng)燃料例如汽油的平均能量密度，所以例如用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車的儲(chǔ)能模塊比汽油需要明顯更大的空間。然而為了使汽車或行李艙中的空間不必受到限制，通常將該儲(chǔ)能模塊設(shè)置在汽車的底部。這樣做的優(yōu)勢(shì)還在于，汽車的重心不會(huì)受到太大影響。
[0003]由現(xiàn)有技術(shù)已知電池在汽車底部的不同安置方式。然而其中的問題在于，汽車發(fā)生事故時(shí)儲(chǔ)能模塊受到的影響。如果單單是由于汽車的形狀而提供保護(hù)，特別是在發(fā)生側(cè)面碰撞時(shí)只有少量空間可用于側(cè)面碰撞保護(hù)，例如以變皺區(qū)或其它附加部件的形式，這些部件用來保護(hù)儲(chǔ)能模塊。然而對(duì)儲(chǔ)能模塊的有效保護(hù)是絕對(duì)必要的，因?yàn)閮?chǔ)能模塊的損壞一方面引起昂貴的替換和維修成本并且另一方面當(dāng)化學(xué)物質(zhì)在事故發(fā)生后例如從受損的電池釋放至周圍環(huán)境時(shí)會(huì)給周圍環(huán)境帶來危險(xiǎn)。
[0004]因此需要對(duì)汽車底部結(jié)構(gòu)中的儲(chǔ)能模塊進(jìn)行有效保護(hù)，從而能夠避免上述缺陷。同時(shí)必須注意到，這種經(jīng)改善的保護(hù)既不應(yīng)該產(chǎn)生過重的汽車重量或過大的汽車空間需求,也不應(yīng)該造成額外的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此本發(fā)明技術(shù)上的目的在于，提供一種底部結(jié)構(gòu)，該底部結(jié)構(gòu)在發(fā)生事故時(shí)、特別是發(fā)生側(cè)面碰撞時(shí)改善了對(duì)汽車底部結(jié)構(gòu)中的儲(chǔ)能模塊的保護(hù)，并且不會(huì)負(fù)面影響重量或成本。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一要義由此實(shí)現(xiàn)該目的，即，使容納裝置具有至少一個(gè)變形區(qū)，該變形區(qū)在儲(chǔ)能模塊之間按照預(yù)定發(fā)生變形。
[0007]由于在儲(chǔ)能模塊之間以及儲(chǔ)能模塊的容納區(qū)域之間設(shè)置了按照預(yù)定發(fā)生變形的變形區(qū)明顯改善了發(fā)生事故時(shí)儲(chǔ)能模塊的受損情況。以這種方式，使碰撞時(shí)作用于底部結(jié)構(gòu)的能量不必只在邊緣區(qū)域中例如通過變形得以吸收，而是可以額外在儲(chǔ)能模塊之間借助于變形有針對(duì)性地得以吸收。由此有效避免了儲(chǔ)能模塊的損壞。
[0008]優(yōu)選在所有儲(chǔ)能模塊之間設(shè)置按照預(yù)定發(fā)生變形的變形區(qū)。由此通過容納裝置得到最大的能量吸收程度并從而使所有儲(chǔ)能模塊在事故中具有最佳表現(xiàn)以及受到最佳保護(hù)。
[0009]通過在儲(chǔ)能模塊之間設(shè)置變形區(qū)，儲(chǔ)能模塊之間的間隙在發(fā)生事故的情況下能夠變小，并且不會(huì)損壞儲(chǔ)能模塊。由此在這些間隙中也可以發(fā)生容納裝置可能出現(xiàn)的變形，并且不會(huì)損壞儲(chǔ)能模塊。
[0010]儲(chǔ)能模塊特別是指用于儲(chǔ)存電能的電池和蓄電池，但也可以指其它能量?jī)?chǔ)存和轉(zhuǎn)換的形式，例如燃料電池或氫電池。
[0011]按照預(yù)定變形的變形區(qū)是指這樣一個(gè)區(qū)域，該區(qū)域優(yōu)選能夠吸收作用在底部結(jié)構(gòu)上的力并且能夠特別好地承受并吸收例如碰撞能量，特別是相比于其它結(jié)構(gòu)部件來說。
[0012]例如通過像折皺卷邊或材料凹坑一樣的材料減弱部可以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的變形。也可以設(shè)置由較薄的或能夠較容易變形的不同材料構(gòu)成的區(qū)域。
[0013]作為儲(chǔ)能模塊的容納裝置例如為橫梁、縱梁和側(cè)梁。特別是這種梁，儲(chǔ)能模塊設(shè)置在這些梁上或緊鄰這些梁或者這些梁限定了儲(chǔ)能模塊的容納區(qū)域。然而也可以設(shè)置單獨(dú)的容納盒。特別是橫梁和縱梁可以形成一個(gè)框架，該框架大致上包住了儲(chǔ)能模塊。
[0014]所謂應(yīng)該在儲(chǔ)能模塊之間設(shè)置按照預(yù)定變形的變形區(qū)，是指，這些區(qū)域一方面可以設(shè)置在間隙當(dāng)中，該間隙通過至少兩個(gè)間隔的儲(chǔ)能模塊形成。然而另一方面這些變形區(qū)也可以位于間隙的延長(zhǎng)部分中。也就是說，這些變形區(qū)不是必須直接位于儲(chǔ)能模塊之間，而是也可以例如位于間隙的上方或下方。
[0015]上述的橫梁和縱梁優(yōu)選形成為空心型材。以這種方式盡管重量最輕但是可以得到很好的穩(wěn)定性并從而使得底部結(jié)構(gòu)在發(fā)生事故時(shí)具有很好的表現(xiàn)。特別是通過五根橫梁可以在發(fā)生事故時(shí)實(shí)現(xiàn)最佳的表現(xiàn)。這五根橫梁優(yōu)選大致上均勻地分布在縱向上。
[0016]依照根據(jù)本發(fā)明的底部結(jié)構(gòu)的第一設(shè)計(jì)方案，該底部結(jié)構(gòu)具有至少一個(gè)容納盒，優(yōu)選對(duì)應(yīng)于每個(gè)儲(chǔ)能模塊都具有一個(gè)容納盒。
[0017]該容納盒為單個(gè)儲(chǔ)能模塊提供了預(yù)定的容納區(qū)域。由此進(jìn)一步改善了發(fā)生事故時(shí)的受損情況，因?yàn)槿菁{盒一方面至少部分地容納了儲(chǔ)能模塊并從而對(duì)其進(jìn)行保護(hù)以及另一方面特別是在儲(chǔ)能模塊區(qū)域中提高了底部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。該容納盒作為容納裝置也可以提供變形區(qū)。
[0018]容納盒優(yōu)選由底部和側(cè)壁構(gòu)成并且從下面包圍儲(chǔ)能模塊。以這種方式可以特別容易地從下面獲取儲(chǔ)能模塊，其中通過從下面松開容納盒可以根據(jù)需要更換儲(chǔ)能模塊。
[0019]由于為每個(gè)儲(chǔ)能模塊都設(shè)置了一個(gè)容納盒，由此單個(gè)容納盒也可以保持為空的，并且通過容納盒也僅僅使單個(gè)儲(chǔ)能模塊固定在其各自的容納區(qū)域中。最后，通過容納盒即使在單個(gè)儲(chǔ)能模塊出現(xiàn)故障時(shí)也能確保底部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
[0020]然而原則上也能夠這樣考慮，即，在一個(gè)容納盒中容納一個(gè)以上的儲(chǔ)能模塊。由此能夠減少重量和制造費(fèi)用并從而降低底部結(jié)構(gòu)的成本。
[0021]依照根據(jù)本發(fā)明的底盤結(jié)構(gòu)的另一設(shè)計(jì)方案，至少一個(gè)容納盒具有用于增強(qiáng)的壓花。以這種方式可以進(jìn)一步改善穩(wěn)定性并從而改善在事故發(fā)生時(shí)儲(chǔ)能模塊的受損情況及其得到的保護(hù)。特別優(yōu)選的是，在容納盒的底部設(shè)置交叉增強(qiáng)部。原則上所有的或者只有單個(gè)的容納盒可以具有用于增強(qiáng)的壓花。
[0022]此外有利的是，至少一個(gè)容納盒優(yōu)選借助于至少一個(gè)沖壓件和至少一根橫梁相連。通過容納盒和橫梁的連接使得該容納盒以簡(jiǎn)單的方式與底部結(jié)構(gòu)的剩余容納裝置相連。其中該橫梁既實(shí)現(xiàn)了特別用于改善側(cè)面碰撞保護(hù)的增強(qiáng)部的功能，也實(shí)現(xiàn)了容納盒加固部件的功能。這種連接在設(shè)有兩個(gè)以上容納盒的情況下是特別有利的，這些容納盒在底部結(jié)構(gòu)的縱向上延伸?？梢允苟鄠€(gè)容納盒固定在一根或多根橫梁上。
[0023]為了提高底部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，優(yōu)選使容納盒固定在兩根橫梁上。
[0024]特別有利的是，在一根橫梁上設(shè)置變形區(qū)，并且將容納盒固定在該橫梁上。由此可以通過變形區(qū)精確地得出儲(chǔ)能模塊之間的間隙在側(cè)面碰撞過程中是如何通過力的作用基本沿著橫梁而變小的。
[0025]容納盒和橫梁之間的加固特別可以通過沖壓件得以實(shí)現(xiàn)。該沖壓件可以例如通過焊接和容納盒結(jié)合并且為螺紋連接提供容納區(qū)域，以使得容納盒和橫梁用螺絲擰緊。然而原則上也可以通過形狀配合連接、力配合連接或材料配合連接，例如通過焊接、粘合、鎖定或類似方法設(shè)置其它連接。
[0026]優(yōu)選使容納盒從下側(cè)和底部結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定，特別是用螺絲擰緊。以這種方式，通過從下側(cè)擰下容納盒，也可以在汽車上較容易地獲取儲(chǔ)能模塊。
[0027]此外有利的是，設(shè)置至少兩個(gè)容納盒并且這些容納盒具有大致上呈矩形的形狀并平行于縱梁延伸。以這種方式，在儲(chǔ)能模塊之間沿縱向、即平行于行駛方向形成間隙，從而能夠在橫向上為能量吸收設(shè)置按照預(yù)定變形的變形區(qū)。因?yàn)樵谛旭偡较蛏显谄嚨陌l(fā)動(dòng)機(jī)及尾部區(qū)域內(nèi)通常通過變皺區(qū)對(duì)儲(chǔ)能模塊提供了充分的保護(hù)，所以通過容納盒和儲(chǔ)能模塊的這種安置有針對(duì)性地改善了對(duì)儲(chǔ)能模塊的側(cè)面碰撞保護(hù)。
[0028]依照根據(jù)本發(fā)明的底部結(jié)構(gòu)的下一個(gè)實(shí)施方式，容納盒側(cè)壁的棱邊具有凸緣。由此一方面可以進(jìn)一步提高容納盒的穩(wěn)定性并從而改善發(fā)生事故時(shí)的受損情況。另一方面通過凸緣區(qū)域可以以簡(jiǎn)單的方式在儲(chǔ)能模塊之間提供按照預(yù)定變形的變形區(qū)。優(yōu)選使該凸緣大致上和側(cè)壁夾有直角。由此相鄰安置的容納盒通過凸緣相鄰接并因此特別有效地提供了變形區(qū)。
[0029]根據(jù)下一個(gè)實(shí)施方式，底部結(jié)構(gòu)額外具有至少一個(gè)、優(yōu)選兩個(gè)擋板。這些平行于縱梁延伸的擋板提高了底部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性并由此進(jìn)一步改善了發(fā)生事故時(shí)的受損情況，特別是改善了側(cè)面碰撞保護(hù)。這些擋板優(yōu)選形成為空心型材，從而可以在重量輕和材料成本低的情況下具有最佳的穩(wěn)定性。這些擋板例如通過橫梁和底部結(jié)構(gòu)連接。這些擋板并不是必須呈直線延伸，而是也可以呈弧形或曲線形延伸。
[0030]優(yōu)選通過至少一根橫梁和/或通過至少一個(gè)容納盒和/或通過至少一根縱梁提供在儲(chǔ)能模塊之間按照預(yù)定發(fā)生變形的變形區(qū)。因此，底部結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有容納裝置可有效用于改善事故時(shí)的受損情況，并且不必增大底部結(jié)構(gòu)的重量或者高成本地設(shè)置額外的零部件。
[0031]如果這樣安置儲(chǔ)能模塊，S卩，在縱向上產(chǎn)生間隙，則優(yōu)選使橫梁具有變形區(qū)，然而在橫向上具有間隙的情況下則也可以在縱梁上設(shè)置變形區(qū)。在每一種情況下都可以通過容納盒直接在儲(chǔ)能模塊之間提供變形區(qū)。
[0032]依照根據(jù)本發(fā)明的底部結(jié)構(gòu)的下一個(gè)設(shè)計(jì)方案，至少一根橫梁在縱梁和擋板之間的區(qū)域內(nèi)具有按照預(yù)定發(fā)生變形的變形區(qū)。因此為預(yù)定的變形提供了額外的區(qū)域。從而避免使儲(chǔ)能模塊之間按照預(yù)定變形的變形區(qū)受到過高的負(fù)荷，因?yàn)橥ㄟ^在橫梁上、位于縱梁和擋板之間的區(qū)域內(nèi)、按照預(yù)定變形的變形區(qū)已經(jīng)能夠吸收至少一部分碰撞的能量。特別是通過折皺卷邊也可以形成這些變形區(qū)。
[0033]在縱梁和擋板之間的表述反過來也可以這樣理解，S卩，變形區(qū)既可以設(shè)置在間隙內(nèi)部，該間隙通過擋板和縱梁產(chǎn)生。然而變形區(qū)也可以位于該間隙的延長(zhǎng)部分中。也就是說，變形區(qū)并不是必須直接位于縱梁和擋板之間，而是也可以例如位于間隙的上方或下方。
[0034]在另一個(gè)有利的實(shí)施方式中，底部結(jié)構(gòu)具有至少一個(gè)在縱梁和擋板之間按照預(yù)定變形的變形部件。通過變形部件可以在很大程度上改善穩(wěn)定性并從而改善在發(fā)生側(cè)面碰撞時(shí)的受損情況。雖然需要額外的部件，但是由此通?？梢栽趽醢搴涂v梁之間的區(qū)域內(nèi)吸收一大部分碰撞的能量。這種按照預(yù)定變形的變形部件可以由具有折皺卷邊的空心型材制得，其中優(yōu)選使折皺卷邊發(fā)生變形。該變形部件也可以具有類似手風(fēng)琴的結(jié)構(gòu)，在力的作用下優(yōu)選沿著該變形部件壓縮這種結(jié)構(gòu)。
[0035]根據(jù)下一個(gè)設(shè)計(jì)方案，通過至少一根一件式形成的橫梁連接擋板。由此實(shí)現(xiàn)整個(gè)底部結(jié)構(gòu)的、高的穩(wěn)定性。該一件式形成的橫梁特別是也可以直接和其它的縱梁連接。特別有利的是，使一件式形成的橫梁在縱梁和擋板之間和/或在儲(chǔ)能模塊之間具有按照預(yù)定變形的變形區(qū)。以這種方式可以進(jìn)一步改善事故發(fā)生時(shí)的受損情況。至少一根一件式形成的橫梁優(yōu)選形成為空心型材。
[0036]同樣，可以通過至少一根一件式形成的橫梁連接縱梁。由此實(shí)現(xiàn)底部結(jié)構(gòu)的、特別是在橫向上的、高的剛性。該一件式形成的橫梁特別是可以用作固定儲(chǔ)能模塊或容納盒的容納裝置。這種至少一根一件式形成的橫梁優(yōu)選形成為空心型材。
[0037]在另一個(gè)實(shí)施方式中，至少一根縱梁具有一個(gè)前側(cè)縱梁部件和一個(gè)后側(cè)縱梁部件。優(yōu)選使兩根縱梁各具有一個(gè)前側(cè)縱梁部件和一個(gè)后側(cè)縱梁部件。通過這種縱梁部件的設(shè)置，一方面可以在縱向上形成額外的變形區(qū)域。由此改善了在事故發(fā)生時(shí)特別在縱向上的受損情況。另一方面，通過分離的縱梁部件實(shí)現(xiàn)了底部結(jié)構(gòu)的模塊化構(gòu)造，從而可以更加靈活地應(yīng)用該底部結(jié)構(gòu)。該縱梁部件例如可以形成特別和汽車類型相匹配的區(qū)域，從而一根縱梁可以用于不同的汽車類型。
[0038]縱梁部件可以通過連接部件和縱梁相連。通過連接部件可以將縱梁部件簡(jiǎn)單、靈活、且穩(wěn)定地連接在縱梁上。該連接部件特別是可以由彎件形成。因此可以將復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀首先切割成板坯，然后在預(yù)定的彎曲邊緣上彎曲該板坯，從而提供能夠連接縱梁和縱梁部件的型材。借助彎件可以以特別簡(jiǎn)單的方式制得復(fù)雜且穩(wěn)定的零部件。
[0039]此外，通過連接部件也可以連接橫梁和底部結(jié)構(gòu)。特別有利的是，借助于連接部件在縱梁和/或縱梁部件上連接連有擋板的橫梁。以這種方式實(shí)現(xiàn)了和縱梁或縱梁部件交叉的橫梁的穩(wěn)定連接。
[0040]根據(jù)另一個(gè)設(shè)計(jì)方案，在幾何形狀上大體一致地形成縱梁部件。這樣做降低了生產(chǎn)成本和制造開銷，因?yàn)樵谇懊婧秃髠?cè)縱梁部件之間或左側(cè)或右側(cè)縱梁部件之間不需要有所不同。
[0041]此外有利的是，通過U-O成型制造縱梁部件。由此可以生成質(zhì)輕且穩(wěn)定的縱梁部件。借助于常規(guī)的焊接或激光焊接可以將該縱梁部件焊接成閉合的型材。以這種方式制得的縱梁雖然重量輕但是具有高度的穩(wěn)定性和剛性。
[0042]最后，根據(jù)本發(fā)明的第二要義，根據(jù)本發(fā)明的底部結(jié)構(gòu)有利地應(yīng)用于具有電動(dòng)機(jī)和/或內(nèi)燃機(jī)的汽車當(dāng)中。因此可以提供具有電動(dòng)機(jī)和/或內(nèi)燃機(jī)的汽車，通過所用的底部結(jié)構(gòu)使得該汽車在發(fā)生事故時(shí)具有出色的表現(xiàn)。由底部結(jié)構(gòu)的容納裝置所容納的儲(chǔ)能模塊針對(duì)碰撞、特別是側(cè)面碰撞所造成的損壞受到了有效保護(hù)，并且不會(huì)負(fù)面影響底部結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)成本及其重量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]接下來結(jié)合附圖中所示的實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明。在附圖中:[0044]圖1以立體的俯視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的、不含儲(chǔ)能模塊的汽車底部結(jié)構(gòu)的實(shí)施例；
[0045]圖2a_c以不同的立體視圖示出了容納盒的實(shí)施例；
[0046]圖3以立體視圖示出了根據(jù)圖1的底部結(jié)構(gòu)，該底部結(jié)構(gòu)具有三個(gè)位于容納盒中的儲(chǔ)能模塊；
[0047]圖4以立體視圖示出了根據(jù)圖3的底部結(jié)構(gòu)，該底部結(jié)構(gòu)只具有一個(gè)儲(chǔ)能模塊；
[0048]圖5以立體的仰視圖示出了根據(jù)圖3的底部結(jié)構(gòu)；
[0049]圖6以俯視圖不出了根據(jù)圖3在側(cè)面碰撞之前的底部結(jié)構(gòu),該底部結(jié)構(gòu)具有額外的變形部件；
[0050]圖7以正面視圖示出了根據(jù)圖3在側(cè)面碰撞之前的底部結(jié)構(gòu)，該底部結(jié)構(gòu)具有額外的變形部件；
[0051]圖8以俯視圖不出了根據(jù)圖3在側(cè)面碰撞之后的底部結(jié)構(gòu),該底部結(jié)構(gòu)具有額外的變形部件；
[0052]圖9a_b以剖面視圖分別示出了根據(jù)圖3在側(cè)面碰撞過程中和側(cè)面碰撞之后的底部結(jié)構(gòu)，該底部結(jié)構(gòu)具有額外的變形部件；
[0053]圖1Oa示出了用于彎件形式的連接部件的板坯切割件的實(shí)施例；
[0054]圖1Ob-C以不同的立體視圖示出了彎件形式的連接部件的實(shí)施例；
[0055]圖lla-b以不同的立體視圖示出了前側(cè)縱梁部件的實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0056]圖1以立體的俯視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的汽車底部結(jié)構(gòu)I的實(shí)施例，圖中不含所安置的儲(chǔ)能模塊62、62'、62"。通過箭頭示出了汽車的行駛方向及縱向。該底部結(jié)構(gòu)I具有五根橫梁2、4、6、8、10和兩根縱梁12、14。橫梁4和縱梁12、14相互連接并且安置在縱梁
12、14之間。其中該橫梁4是一件式形成的。橫梁6、8安置在縱梁12、14的上方并且和兩個(gè)擋板16、18相互連接。擋板16、18平行于縱梁12、14進(jìn)行安置并且在橫向上提供針對(duì)側(cè)面碰撞的額外保護(hù)。橫梁6、8同樣和縱梁12、14連接。然而也可以這樣考慮，即，橫梁6、8不經(jīng)縱梁12、14連接而進(jìn)行安置。
[0057]擋板16、18額外通過橫梁2、10而相互連接。同時(shí)，借助于以彎件20、22、24、26形式的四個(gè)連接部件使橫梁2、10既和縱梁12、14連接也和前側(cè)縱梁部件28、34以及后側(cè)縱梁部件30、32連接。其中橫梁2、10在縱梁12、14之間的區(qū)域內(nèi)形成直線型并且在縱梁12、14和擋板16、18之間的區(qū)域內(nèi)分別形成弧形。和橫梁4、6、8不同的是，橫梁2、10是以多個(gè)構(gòu)件而形成的，這樣允許具有更復(fù)雜的形狀。相對(duì)地，借助于一件式形成的橫梁4、6、8可以獲得高度的剛性。其中縱梁部件28、30、32、34全部形成為相同的形狀以便進(jìn)行有效的生產(chǎn)。
[0058]通過上述的在橫梁2、4、6、8、10、縱梁12、14以及擋板16、18之間的連接提供了特別穩(wěn)定的底部結(jié)構(gòu)，該底部結(jié)構(gòu)特別保護(hù)了橫梁2、10與縱梁12、14之間的區(qū)域。
[0059]圖1中所示的橫梁和縱梁、縱梁部件和擋板形成為空心型材，從而在輕質(zhì)的情況下確保充分的穩(wěn)定性。對(duì)此有利的是，采用鋼材、鎂材或鋁材。
[0060]另外在圖1中可見，橫梁2、4、6、8具有以折皺卷邊2a、2b、4a、4b、6a、6b、6c、6d、8a、8b、8c、8d形式的、按照預(yù)定發(fā)生變形的變形區(qū)。其中的折皺卷邊4a、4b、6b、6c、8b、8c是這樣設(shè)置的，即，使它們?cè)O(shè)置在能夠安置的儲(chǔ)能模塊之間。在這種情況下，折皺卷邊6a、6d、8a、8d由兩個(gè)彼此并排的折皺卷邊所構(gòu)成。當(dāng)然也可以這樣考慮，即，單根的橫梁僅具有按照預(yù)定發(fā)生變形的單個(gè)變形區(qū)。當(dāng)然也可以是這樣，即，橫梁10具有按照預(yù)定發(fā)生變形的變形區(qū)。
[0061]圖2a示出了用于儲(chǔ)能模塊62的容納盒36的實(shí)施例。該容納盒36具有微長(zhǎng)的、矩形的底部區(qū)域38，該底部區(qū)域和儲(chǔ)能模塊62、62'、62"相匹配。為了提高穩(wěn)定性使底部區(qū)域38具有交叉增強(qiáng)部40形式的壓花。此外，通過大致呈直角設(shè)置的側(cè)壁42、44、46、48來限定儲(chǔ)能模塊的容納區(qū)域。該側(cè)壁42、44、46、48另外還具有凸緣50、52、54、56，這些凸緣也是大致呈直角地朝外折疊。通過凸緣50、52、54、56，特別是通過位于容納盒36的側(cè)壁44,48的縱邊上的凸緣52、56可以提供按照預(yù)定發(fā)生變形的變形區(qū)。通過凸緣的大小、長(zhǎng)度、角度、材料可以確定所發(fā)生的變形。
[0062]圖2b以立體的傾斜仰視圖示出了容納盒36。沖壓件58、60通過點(diǎn)焊和容納盒36連接。借助于沖壓件58、60可以使容納盒例如通過螺絲擰緊而固定在底部結(jié)構(gòu)I的橫梁或縱梁上。[0063]圖2c示出了根據(jù)圖2a的容納盒，其中含有所安置的儲(chǔ)能模塊62。因?yàn)槿菁{盒36和儲(chǔ)能模塊62的形狀相符，所以限制了儲(chǔ)能模塊62可能發(fā)生的移動(dòng)。為了避免該儲(chǔ)能模塊62經(jīng)側(cè)壁42、44、46、48滑出來，可以使該儲(chǔ)能模塊62和該容納盒36額外用螺絲擰緊。
[0064]圖3以立體視圖示出了根據(jù)圖1的底部結(jié)構(gòu)，其中具有三個(gè)位于容納盒中的儲(chǔ)能模塊。通過箭頭示出汽車的行駛方向以及縱向。通過沖壓件使容納盒36、36'、36"和橫梁
4、10連接。在橫向上首先通過擋板16、18和縱梁12、14保護(hù)儲(chǔ)能模塊62、62'、62"免受側(cè)面碰撞。在這種情況下大致平行于行駛方向地設(shè)置這三個(gè)儲(chǔ)能模塊62、62'、62"，從而通過在儲(chǔ)能模塊62、62 '、62"之間的、按照預(yù)定發(fā)生變形的變形區(qū)2a、2b、4a、4b、6b、6c、8b、8c獲得發(fā)生事故時(shí)的最佳表現(xiàn)。當(dāng)然也可以設(shè)置多于或少于三個(gè)儲(chǔ)能模塊62、62'、62"。原則上也可以考慮橫向于行駛方向的安置，從而改善在行駛方向上對(duì)儲(chǔ)能模塊62、62'、62"的保護(hù)。相對(duì)行駛方向橫向安置和縱向安置兩者相結(jié)合也是可以考慮的。
[0065]在向上的方向上通過橫梁6、8固定儲(chǔ)能模塊62、62^、62"。然而在這種情況下這兩根橫梁沒有和儲(chǔ)能模塊62、62'、62"固定連接。
[0066]圖4以放大的立體視圖示出了根據(jù)圖3的底部結(jié)構(gòu)1，其中只含有一個(gè)儲(chǔ)能模塊62'。即使在底部結(jié)構(gòu)中安置盡可能少的儲(chǔ)能模塊，所安置的儲(chǔ)能模塊62'也由于容納盒36'而得到充分的固定并且保持平穩(wěn)例如不會(huì)向后或向前滑動(dòng)。
[0067]儲(chǔ)能模塊62'具有用于電線連接和冷卻管道的連接設(shè)備64。其它兩個(gè)儲(chǔ)能模塊62、62"明顯也具有這種或類似的連接設(shè)備。特別有利的是，通過形成為空心型材的橫梁和縱梁2、4、6、8、10、12、14的內(nèi)腔可以至少部分地敷設(shè)管道和電線。
[0068]圖5以立體的仰視圖示出了根據(jù)圖3的底部結(jié)構(gòu)。通過借助沖壓件58、60、58'、60;、58"、60"從底部結(jié)構(gòu)中松開容納盒36、36^、36"，可以以簡(jiǎn)單的方式從汽車的下方獲取儲(chǔ)能模塊62、62'、62"。因此可以快速且容易地單個(gè)安裝及拆除儲(chǔ)能模塊62、62'、62"。
[0069]圖6以俯視圖示出了根據(jù)圖3在側(cè)面碰撞之前的底部結(jié)構(gòu)1，其中含有額外的變形部件64、66、68、70。通過箭頭示出了汽車的行駛方向以及縱向。變形部件64、66設(shè)置在縱梁14和擋板18之間并固定在它們上面，同時(shí)變形部件68、70設(shè)置在縱梁12和擋板16之間并固定在它們上面。由于變形部件64、66、68、70具有部分類似手風(fēng)琴的結(jié)構(gòu)，所以這些變形部件可以按照預(yù)定發(fā)生變形并且能夠吸收碰撞的能量。
[0070]另外在圖6中可見，橫梁4、6、8具有以折皺卷邊2a、2b、4a、4b、6a、6b、6c、6d、8a、8b、8c、8d形式的、按照預(yù)定發(fā)生變形的變形區(qū)。其中，折皺卷邊4a、6b、8b設(shè)置在儲(chǔ)能模塊62"、62'之間，折皺卷邊4b、6c、8c設(shè)置在儲(chǔ)能模塊62^、62之間。折皺卷邊6a和8a與變形部件68、70 —樣設(shè)置在縱梁12和擋板16之間，同時(shí)折皺卷邊6d和8d與變形部件64、66 —樣設(shè)置在縱梁14和擋板18之間。另外，容納盒36、36'、36"的凸緣可以作用為按照預(yù)定發(fā)生變形的變形區(qū)。在這種情況下，折皺卷邊6a、6d、8a、8d由兩個(gè)彼此并排的折皺卷邊構(gòu)成。
[0071]在正常狀態(tài)下，即，沒有發(fā)生事故時(shí)，折皺卷邊4a、4b、6a、6b、6c、6d、8a、8b、8c、8d和變形部件64、66、68、70不發(fā)生變形并且儲(chǔ)能模塊62、62,、62"之間有間距。
[0072]圖7以從相反于汽車行駛方向看所得的正面視圖示出了根據(jù)圖3在側(cè)面碰撞之前的底部結(jié)構(gòu)1，其中具有額外的變形部件64、66、68、70。另外在該立體視圖中可見，橫梁2也具有折皺卷邊2a、2b。橫梁10也可以具有這種折皺卷邊。
[0073]圖8以俯視圖示出了根據(jù)圖3在側(cè)面碰撞之后的底部結(jié)構(gòu)1，其中具有額外的變形部件64、66、68、70，借助于以樁72的形式的測(cè)試對(duì)象進(jìn)行側(cè)面碰撞。由于碰撞首先擋板16橫向于汽車行駛方向發(fā)生變形。由此通過該擋板16的變形可以吸收一部分碰撞的能量。此外，特別是橫梁6、8和變形部件68、70沿其縱軸發(fā)生變形以及受到擠壓。通過折皺卷邊6a、6b、6c、6d和8a、 8b、8c、8d明顯影響了橫梁6、8所產(chǎn)生的變形。在這種情況下主要使靠近碰撞位置的折皺卷邊、即擋板16發(fā)生變形并且通過碰撞在力的作用下引起在預(yù)定的位置上的擠壓。
[0074]變形部件68、70也主要在預(yù)定的區(qū)域內(nèi)發(fā)生變形，該區(qū)域的特征在于具有類似于手風(fēng)琴的褶皺表面。以這種方式可以減輕橫向作用于縱梁12的力。相對(duì)于沒有變形的擋板18、縱梁14和沒有變形的變形部件64、66可以清楚地看出擋板16、縱梁12以及變形部件68、70的變形。
[0075]然而不能排除的是，盡管擋板16、縱梁12、橫梁6、8以及變形部件68、70發(fā)生了變形，但是儲(chǔ)能模塊62、62'、62"的容納裝置2、4、6、8、10、12、14、36、36'、36"在儲(chǔ)能模塊62、62'、62"的區(qū)域內(nèi)也受到力的作用。在這種情況下，為了避免儲(chǔ)能模塊62、62'、62"的損壞，特別是以橫梁4、6、8、10和容納盒36'、36"形式的容納裝置將碰撞的能量轉(zhuǎn)化成這些容納裝置的變形。此外在這種情況下，橫梁4、6、8特別是橫梁6、8以及容納盒36'、36"分別基于以折皺卷邊4a、6a、8a的形式按照預(yù)定發(fā)生變形的變形區(qū)和以凸緣52'、52"、56"的形式按照預(yù)定發(fā)生變形的變形區(qū)在儲(chǔ)能模塊62'、62"之間發(fā)生預(yù)定的變形。清晰可見，在側(cè)面碰撞后儲(chǔ)能模塊62'和62"之間的間隙小于距離碰撞位置較遠(yuǎn)的儲(chǔ)能模塊62、62'之間的間隙。
[0076]從而通過儲(chǔ)能模塊62、62^之間的容納裝置4、6、8、36^、36"的變形避免了儲(chǔ)能模塊62、62'、62"的損壞。
[0077]圖9a以剖面視圖示出了根據(jù)圖3在側(cè)面碰撞過程中的底部結(jié)構(gòu)I，其中具有額外的變形部件64、66、68、70。通過樁72對(duì)擋板16和橫梁6的碰撞首先使擋板16橫向于行駛方向發(fā)生變形。由此通過擋板16的變形可以吸收一部分碰撞的能量。此外，和在圖8中所見的一樣，橫梁6和變形部件68沿其縱軸發(fā)生變形或受到擠壓。對(duì)于該碰撞時(shí)刻首先使靠近碰撞位置、即靠近擋板16的折皺卷邊6a和變形部件68發(fā)生變形并且通過碰撞在力的作用下引起在預(yù)定的位置上的擠壓。相對(duì)于橫梁6在擋板18和沒有變形的變形部件66區(qū)域內(nèi)的沒有變形的部分可以清楚的看出橫梁6在擋板16和變形部件68區(qū)域內(nèi)的變形。
[0078]如果在儲(chǔ)能模塊之間沒有按照預(yù)定發(fā)生變形的變形區(qū)，那么在變形進(jìn)一步加深的情況下儲(chǔ)能模塊62、62'、62"會(huì)受到力的作用，以致于儲(chǔ)能模塊62、62'、62"受到損壞。
[0079]圖9b以剖面視圖示出了根據(jù)圖3在側(cè)面碰撞之后的底部結(jié)構(gòu)，其中具有額外的變形部件。在折皺卷邊6a區(qū)域內(nèi)的變形部件和橫梁6不會(huì)進(jìn)一步發(fā)生變形。由于具有以折皺卷邊6b和凸緣52'、52"、56"形式的、在儲(chǔ)能模塊62'、62"之間按照預(yù)定發(fā)生變形的變形區(qū)，所以可以消除更多的碰撞能量，并且不會(huì)損壞儲(chǔ)能模塊62、62'、62"。
[0080]圖1Oa示出了用于彎件20、22、24、26形式的連接部件的板坯切割件74的實(shí)施例。這種板坯切割件幾乎可以切割成任意復(fù)雜的形狀。通過沿著彎曲邊緣76a至76j相應(yīng)地彎曲板坯切割件74可以以簡(jiǎn)單的方式制得以彎件20形式的、復(fù)雜且穩(wěn)定的連接部件。對(duì)于彎件20、22、24、26在圖1Ob和IOc中以不同的立體視圖舉例示出了其中一個(gè)這種彎件20。這種彎件借助于其凹坑78、80和凸緣82、84、86、88可以將縱梁部件28、30、32、34和縱梁12、14以及橫梁2、10相連接。由此可以利用少量的材料資源和生產(chǎn)資源在不同梁之間的交叉點(diǎn)上制得穩(wěn)定的連接并且可以穩(wěn)定地連接其他部件。
[0081]最后，圖lla-b以不同的立體視圖示出了前側(cè)縱梁部件28的實(shí)施例。然而這些縱梁部件28、30、32、34形成為大致相同的形狀，從而所示的縱梁部件可以代表縱梁部件28、30、32、34。由于具有相同的形狀所以可以特別簡(jiǎn)化底部結(jié)構(gòu)的制造，并且對(duì)于特別在正面碰撞和尾部碰撞時(shí)的受損情況不會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。通過使用空心型材可以確?？v梁部件充分的穩(wěn)定性并且通過微長(zhǎng)的形狀可以提供足夠的變形區(qū)。通過U-O成型制得縱梁部件28、
30、32、34，其中該縱梁部件是將板坯彎曲成至少部分閉合的空心型材而制得的。通過例如經(jīng)激光焊接制得的焊縫90使縱梁部件28形成為持久閉合的空心型材。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車底部結(jié)構(gòu)，所述底部結(jié)構(gòu)包含用于至少兩個(gè)儲(chǔ)能模塊(62、62'、62")的容納裝置(2、4、6、8、10、12、14、36、36'、36 ")，其中所述容納裝置(2、4、6、8、10、12、14、36、36'、36")具有至少兩根縱梁(12、14)和至少兩根橫梁(2、4、6、8、10)，其特征在于，所述容納裝置(2、4、6、8、10、12、14、36、36'、36")具有至少一個(gè)在儲(chǔ)能模塊(62、62 '、62")之間按照預(yù)定變形的變形區(qū)(4a、4b、6b、6c、8b、8c),其中通過至少一根橫梁(2、4、6、8、10)提供所述至少一個(gè)變形區(qū)(4a、4b、6b、6c、8b、8c)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的底部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述底部結(jié)構(gòu)(I)具有至少一個(gè)容納盒(36、36'、36")，優(yōu)選對(duì)應(yīng)于每個(gè)儲(chǔ)能模塊(62、62'、62")都具有一個(gè)容納盒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的底部結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少一個(gè)所述容納盒(36、36'、36")具有用于增強(qiáng)的壓花(40)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的底部結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少一個(gè)所述容納盒(36、36'、36")優(yōu)選借助于至少一個(gè)沖壓件(58、60、58'、60'、58"、60")和至少一根橫梁(2、4、6、8、10)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任意一項(xiàng)所述的底部結(jié)構(gòu)，其特征在于，設(shè)置至少兩個(gè)容納盒(36、36'、36")并且所述容納盒具有大致上呈矩形的形狀并平行于所述縱梁(12、14)延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任意一項(xiàng)所述的底部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述容納盒(36、36'、36")的側(cè)壁(42、44、46、48)的棱邊具有凸緣(50、52、54、56)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的底部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述底部結(jié)構(gòu)(I)額外具有至少一個(gè)、優(yōu)選具有兩個(gè)擋板(16、18)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的底部結(jié)構(gòu)，其特征在于，通過至少一個(gè)容納盒(36、36'、36")和/或通過至少一根縱梁(12、14)提供在儲(chǔ)能模塊(62、62'、62")之間按照預(yù)定發(fā)生變形的其它變形區(qū)(4a、4b、6b、6c、8b、8c)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的底部結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少一根橫梁(2、4、6、8、10)在縱梁(12、14)和擋板(16、18)之間的區(qū)域中具有按照預(yù)定發(fā)生變形的變形區(qū)(6a、6d、8a、8d、64、66、68、70)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任意一項(xiàng)所述的底部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述底部結(jié)構(gòu)(I)在縱梁(12、14)和擋板(16、18)之間具有至少一個(gè)按照預(yù)定發(fā)生變形的變形部件(64、66、68、70)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任意一項(xiàng)所述的底部結(jié)構(gòu)，其特征在于，通過至少一根一件式形成的橫梁(4、6、8 )連接所述擋板(16、18 )。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任意一項(xiàng)所述的底部結(jié)構(gòu)，其特征在于，通過至少一根一件式形成的橫梁(4、6、8)連接縱梁(12、14)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任意一項(xiàng)所述的底部結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少一根縱梁(12,14)具有一個(gè)前側(cè)縱梁部件(28、34)和一個(gè)后側(cè)縱梁部件(30、32)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的底部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述縱梁部件(28、30、32、34)通過連接部件(20、22、24、26)和所述縱梁(12、14)連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的底部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述縱梁部件(28、30、32、34)形成為大致相同的幾何形狀。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任意一項(xiàng)所述的底部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述縱梁部件(28、30、32、34)通過U-O成型制得。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任意一項(xiàng)所述的底部結(jié)構(gòu)在具有電動(dòng)機(jī)和/或內(nèi)燃機(jī)的汽車中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】B62D21/15GK103702893SQ201280034016
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月8日
【發(fā)明者】洛塔爾·帕特博格, 安德列亞斯·科伊茨, 安德列亞斯·布賴登巴赫 申請(qǐng)人:蒂森克虜伯鋼鐵歐洲股份公司