本發(fā)明涉及一種機(jī)動(dòng)車的乘客艙的屏蔽裝置，用于相對(duì)于在機(jī)動(dòng)車中的氫罐屏蔽乘客艙的內(nèi)部空間。此外，本發(fā)明涉及一種機(jī)動(dòng)車的乘客艙以及一種機(jī)動(dòng)車。本發(fā)明還涉及一種用于相對(duì)于在機(jī)動(dòng)車中的氫罐屏蔽機(jī)動(dòng)車的乘客艙內(nèi)部空間的方法。

背景技術(shù)：

基于化石燃料的機(jī)動(dòng)車驅(qū)動(dòng)方案數(shù)十年來(lái)在汽車工業(yè)中占據(jù)主導(dǎo)地位，因?yàn)榛剂暇哂邢鄬?duì)高的能量密度并且可借助簡(jiǎn)單的措施并且相對(duì)安全地存儲(chǔ)在相應(yīng)油箱中。然而，化石燃料的缺點(diǎn)在于它們的儲(chǔ)量有限并且因此尤其是基于全球?qū)τ谇斑M(jìn)或發(fā)電能源需求的不斷上升而無(wú)法長(zhǎng)期使用。此外，在化石燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生有害物質(zhì)、如二氧化碳和一氧化碳，它們尤其是對(duì)于全球氣候造成負(fù)面影響。

因此，尤其是在汽車工業(yè)中研究基于替代能源的新驅(qū)動(dòng)方案。在此尤其是尋找這樣的能源，其具有特別高的能量密度并且因此相對(duì)于其儲(chǔ)存的能量具有較小的體積或較低的質(zhì)量，因?yàn)樵跈C(jī)動(dòng)車中用于存儲(chǔ)能量的安裝空間是非常有限的。

一種代替燃燒化石燃料、如汽油的驅(qū)動(dòng)方案是氫技術(shù)，因?yàn)橐簯B(tài)氫具有相對(duì)高的能量密度并且例如可在燃料電池中轉(zhuǎn)化為電能以用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。此外，用于獲取氫的原料幾乎是無(wú)限量的，并且用于獲取氫的方法效率不斷被提高。

氫技術(shù)的一個(gè)重大缺點(diǎn)是在機(jī)動(dòng)車中的尤其是與事故情況相關(guān)聯(lián)的運(yùn)行安全性。氫在20℃和1000hpa時(shí)是氣態(tài)的并且極易爆炸。因此，例如對(duì)構(gòu)造用于存儲(chǔ)氫的氫罐的要求特別高，從而在基于氫技術(shù)的機(jī)動(dòng)車的氫罐設(shè)計(jì)中也考慮可能的事故情況。

基于氫的高爆炸危險(xiǎn)，在機(jī)動(dòng)車上采取其它結(jié)構(gòu)措施用以考慮氫罐的可能導(dǎo)致氫泄漏的損壞。這例如包括通過(guò)結(jié)構(gòu)措施避免氫從損壞的氫罐侵入乘客艙中，因?yàn)檫@種侵入基于與此相關(guān)的爆炸危險(xiǎn)對(duì)于機(jī)動(dòng)車駕駛員意味著高風(fēng)險(xiǎn)。

另一種用于設(shè)計(jì)先進(jìn)機(jī)動(dòng)車的方法基于減少機(jī)動(dòng)車的總重量，因?yàn)橘|(zhì)量越低，用于加速所需的能量就越少。在此纖維增強(qiáng)材料或纖維復(fù)合材料已證明是有效的，因?yàn)樗鼈冊(cè)谙鄬?duì)低的自重下具有較高的強(qiáng)度。因此，現(xiàn)代的乘客艙為了屏蔽外部影響在盡可能低的車輛重量下包括這樣的壁，所述壁具有纖維復(fù)合材料或者說(shuō)基本上由纖維復(fù)合材料制成。

由纖維復(fù)合材料制成的壁的缺點(diǎn)在于，其與由金屬制成的壁相比具有較差的相對(duì)于氫罐的屏蔽能力并且氫氣可相對(duì)容易地通過(guò)由纖維復(fù)合材料制成的壁擴(kuò)散。該過(guò)程也稱為氫滲透。因此，這種機(jī)動(dòng)車具有由金屬制成的屏蔽板，其設(shè)置在氫罐和乘客艙的外壁之間。氫氣不能穿過(guò)屏蔽板并且從側(cè)面逸出。因此可有效地防止氫氣侵入乘客艙中。

這種屏蔽板具有很大的缺點(diǎn)，即它們需要附加的安裝空間，因此在車輛尺寸相同時(shí)氫罐在尺寸上必須被設(shè)計(jì)得相對(duì)小。屏蔽板的另一缺點(diǎn)在于通過(guò)屏蔽板增加了機(jī)動(dòng)車的總重量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的任務(wù)在于至少部分消除上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。本發(fā)明的任務(wù)尤其是在于提供一種用于相對(duì)于在機(jī)動(dòng)車中的氫罐屏蔽乘客艙的內(nèi)部空間的、機(jī)動(dòng)車的乘客艙的屏蔽裝置、一種乘客艙以及一種機(jī)動(dòng)車，它們確保相對(duì)于氫罐更好地保護(hù)乘客艙的內(nèi)部空間。此外，本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種用于相對(duì)于在機(jī)動(dòng)車中的氫罐屏蔽機(jī)動(dòng)車的乘客艙內(nèi)部空間的方法，該方法確保相對(duì)于氫罐更好地保護(hù)乘客艙的內(nèi)部空間。

根據(jù)本發(fā)明上述任務(wù)通過(guò)具有獨(dú)立權(quán)利要求1所述特征的、一種用于相對(duì)于在機(jī)動(dòng)車中的氫罐屏蔽乘客艙的內(nèi)部空間的、機(jī)動(dòng)車的乘客艙的屏蔽裝置來(lái)解決。根據(jù)本發(fā)明所述任務(wù)還通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種機(jī)動(dòng)車的乘客艙以及根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種機(jī)動(dòng)車來(lái)解決。此外，所述任務(wù)通過(guò)具有獨(dú)立權(quán)利要求10特征的、一種用于相對(duì)于在機(jī)動(dòng)車中的氫罐屏蔽機(jī)動(dòng)車的乘客艙內(nèi)部空間的方法來(lái)解決。

本發(fā)明的其它特征由從屬權(quán)利要求、說(shuō)明書(shū)和附圖給出。在此結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的屏蔽裝置描述的特征和細(xì)節(jié)當(dāng)然也適于與根據(jù)本發(fā)明的乘客艙、根據(jù)本發(fā)明的車輛以及根據(jù)本發(fā)明的用于相對(duì)于在機(jī)動(dòng)車中的氫罐屏蔽機(jī)動(dòng)車的乘客艙內(nèi)部空間的方法相結(jié)合，反之亦然，從而在公開(kāi)內(nèi)容方面始終可相互參考各個(gè)發(fā)明方面。根據(jù)本發(fā)明的屏蔽裝置和根據(jù)本發(fā)明的乘客艙當(dāng)然也可在用于相對(duì)于在機(jī)動(dòng)車中的氫罐屏蔽機(jī)動(dòng)車的乘客艙內(nèi)部空間的方法的范圍中使用。

根據(jù)本發(fā)明的、用于相對(duì)于在機(jī)動(dòng)車中的氫罐屏蔽乘客艙的內(nèi)部空間的、機(jī)動(dòng)車的乘客艙的屏蔽裝置包括基體。所述基體具有帶有抑制氫滲透涂層的纖維復(fù)合材料并且構(gòu)造為乘客艙的壁或壁區(qū)段。

在本發(fā)明的意義中，屏蔽裝置是這樣的裝置，其至少在屏蔽裝置的區(qū)域中保護(hù)對(duì)象或空間免受介質(zhì)、尤其是氣態(tài)氫的影響。因此這樣構(gòu)造根據(jù)本發(fā)明的屏蔽裝置，使得通過(guò)該屏蔽裝置阻擋或至少大部分抑制氫的滲透。在此屏蔽裝置對(duì)氫滲透的抑制效果明顯比在尺寸相同的、不具有抑制氫滲透涂層的構(gòu)件中要高。

機(jī)動(dòng)車的內(nèi)部空間是這樣的空間，其尤其是構(gòu)造用于容納機(jī)動(dòng)車的座椅和配件?？梢?guī)定，行李箱在本發(fā)明的意義中視為內(nèi)部空間的組成部分。尤其是當(dāng)氫罐設(shè)置在行李箱之外時(shí)是這種情況。

內(nèi)部空間被乘客艙包圍。乘客艙具有至少一個(gè)壁，該壁向外屏蔽內(nèi)部空間免受例如濕氣、污物、熱、太陽(yáng)輻射或類似物的影響。優(yōu)選地，乘客艙具有多個(gè)壁。至少一個(gè)壁具有纖維復(fù)合材料或由纖維復(fù)合材料制成或至少基本上由其制成。優(yōu)選地，每個(gè)壁的纖維復(fù)合材料含量特別高，進(jìn)一步優(yōu)選地，盡可能多的乘客艙壁具有纖維復(fù)合材料。通過(guò)這種方式可減少車輛重量。

屏蔽裝置的基體構(gòu)造為乘客艙的壁或壁區(qū)段并且因此至少在一個(gè)方向上向外屏蔽乘客艙的內(nèi)部空間。所述基體具有纖維復(fù)合材料。優(yōu)選地，所述基體由纖維復(fù)合材料制成或至少基本上由其制成。所述基體具有抑制氫滲透涂層。抑制氫滲透涂層是這樣的涂層，其不能或很難被氫氣穿過(guò)。因此具有這種抑制氫滲透涂層的基體的氫滲透性明顯比在不具有抑制氫滲透涂層的基體中要低。

抑制氫滲透涂層優(yōu)選設(shè)置在基體的至少一側(cè)上，但也可設(shè)置在兩側(cè)上。特別優(yōu)選地，基體的朝向氫罐的一側(cè)具有抑制氫滲透涂層。這具有如下優(yōu)點(diǎn)，即防止或基本上防止氫侵入基體中。

作為纖維復(fù)合材料特別優(yōu)選使用纖維增強(qiáng)塑料。增強(qiáng)纖維優(yōu)選是碳纖維、玻璃纖維或芳綸纖維。

根據(jù)本發(fā)明的、用于相對(duì)于在機(jī)動(dòng)車中的氫罐屏蔽乘客艙的內(nèi)部空間的、機(jī)動(dòng)車的乘客艙的屏蔽裝置具有下述優(yōu)點(diǎn)，即，可借助簡(jiǎn)單的措施相對(duì)于氫罐屏蔽內(nèi)部空間。在此車輛重量?jī)H略有增加，因?yàn)椴恍枰糜诔丝团摰母郊悠帘伟宀⑶彝繉泳哂锌珊雎圆挥?jì)的自重。由于基體具有纖維復(fù)合材料或基本上由纖維復(fù)合材料制成，因此基體具有比類似的金屬板更低的自重。另一優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)節(jié)省附加的屏蔽板在現(xiàn)有安裝空間內(nèi)為氫罐提供了更多的空間，從而氫罐可在尺寸上設(shè)計(jì)得更大，以便容納更多的氫。由此可以低成本的方式提高車輛的續(xù)駛里程。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，所述抑制氫滲透涂層具有金屬顏料。這樣的顏料特別適合用于涂層，因?yàn)榻饘倬哂袠O好的抑制氫滲透特性。

根據(jù)本發(fā)明的一種有利方案，抑制氫滲透涂層具有cu(銅)和/或al(鋁)顏料。這種顏料的價(jià)格低廉并且具有特別好的抑制氫滲透特性。

同樣有利的是，金屬顏料構(gòu)造為板狀和/或片狀的。“板狀和片狀”在本發(fā)明的意義中理解為這樣的空間設(shè)計(jì)，在其中對(duì)象的邊長(zhǎng)與厚度比值特別大。這種顏料的優(yōu)點(diǎn)在于，它們特別適合在形成相對(duì)薄的層厚度的情況下用于基本上密封地覆蓋基體的表面。

優(yōu)選地，抑制氫滲透涂層具有用于結(jié)合金屬顏料的漆。漆的優(yōu)點(diǎn)在于可實(shí)現(xiàn)基體與具有顏料的漆之間的良好的結(jié)合效果。此外，漆還可潤(rùn)濕難以接近的基體輪廓、如可能的側(cè)凹。因此可在基體上施加連續(xù)的涂層。

特別優(yōu)選地，屏蔽裝置構(gòu)造為乘客艙的底壁或底壁區(qū)段。氫氣比空氣輕，因此釋放的氫氣向上逸出。此外，氫罐通常設(shè)置在乘客艙下方。從這種損壞的氫罐逸出的氫氣因此朝向乘客艙底壁的方向逸出。因而抑制氫滲透涂層是特別有利的。

在本發(fā)明的一種有利實(shí)施方式中，在抑制氫滲透涂層上設(shè)置保護(hù)涂層，所述保護(hù)涂層具有比抑制氫滲透涂層高的化學(xué)和/或物理穩(wěn)定性。化學(xué)穩(wěn)定性在此情況下尤其是針對(duì)抑制氫滲透涂層在正常使用過(guò)程中受到的化學(xué)物質(zhì)、如融雪鹽。物理穩(wěn)定性在此情況下尤其是針對(duì)抑制氫滲透涂層在正常使用過(guò)程中受到的物理負(fù)荷、如溫度波動(dòng)或振動(dòng)。因此保護(hù)涂層的優(yōu)點(diǎn)在于改善抑制氫滲透涂層的穩(wěn)定性。

此外，根據(jù)本發(fā)明，所述任務(wù)通過(guò)一種機(jī)動(dòng)車的乘客艙來(lái)解決，其中，所述乘客艙具有用于相對(duì)于乘客艙的環(huán)境界定乘客艙的至少一個(gè)外壁。在此所述至少一個(gè)外壁至少部分地構(gòu)造為根據(jù)本發(fā)明的屏蔽裝置。根據(jù)本發(fā)明的乘客艙的優(yōu)點(diǎn)在于，可在機(jī)動(dòng)車的結(jié)構(gòu)尺寸不變的情況下設(shè)置比在傳統(tǒng)乘客艙中更大的氫罐，并且內(nèi)部空間相對(duì)于氫罐被有效屏蔽。

根據(jù)本發(fā)明，所述任務(wù)通過(guò)一種具有氫罐的機(jī)動(dòng)車來(lái)解決，該機(jī)動(dòng)車具有根據(jù)本發(fā)明的乘客艙。優(yōu)選地，乘客艙的至少一個(gè)與氫罐相鄰的壁區(qū)段構(gòu)造為屏蔽裝置。特別優(yōu)選地，較大的壁區(qū)段或整個(gè)罐側(cè)的壁構(gòu)造為屏蔽裝置。

根據(jù)本發(fā)明的機(jī)動(dòng)車的優(yōu)點(diǎn)在于可在機(jī)動(dòng)車的結(jié)構(gòu)尺寸不變的情況下設(shè)置比在傳統(tǒng)機(jī)動(dòng)車中更大的氫罐，并且乘客艙內(nèi)部空間相對(duì)于氫罐被有效屏蔽。

根據(jù)本發(fā)明，所述任務(wù)也通過(guò)一種用于相對(duì)于在機(jī)動(dòng)車中的氫罐屏蔽機(jī)動(dòng)車的乘客艙內(nèi)部空間的方法來(lái)解決。該方法包括以下步驟：

－提供具有至少一個(gè)外壁的乘客艙，所述至少一個(gè)外壁具有基體，該基體具有纖維復(fù)合材料并且設(shè)置在內(nèi)部空間和用于氫罐的容納部之間，并且

－將抑制氫滲透涂層施加到基體上。

在本發(fā)明的范圍中所述方法步驟以何順序?qū)嵤┎⒉恢匾?，因此在本發(fā)明的范圍中可規(guī)定，基體首先被涂上抑制氫滲透涂層并且隨后被用于提供乘客艙。但優(yōu)選地，首先提供具有至少一個(gè)外壁的乘客艙并且隨后將基體涂層。

抑制氫滲透涂層的施加優(yōu)選通過(guò)噴霧法進(jìn)行。作為替代方案，這可根據(jù)幾乎任何一種由現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)的涂層方法進(jìn)行。優(yōu)選制造盡可能均勻的抑制氫滲透涂層，并且也優(yōu)選將基體的側(cè)凹、角部和邊緣涂層。

根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)在于，借助簡(jiǎn)單的措施并且低成本地相對(duì)于氫罐屏蔽內(nèi)部空間。車輛重量基本上不增加。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法可在機(jī)動(dòng)車的結(jié)構(gòu)尺寸不變的情況下在機(jī)動(dòng)車上設(shè)置比在傳統(tǒng)方法中更大的氫罐。

優(yōu)選地，抑制氫滲透涂層具有金屬顏料。這種顏料特別適合用于涂層，因?yàn)榻饘倬哂袠O好的抑制氫滲透特性。

特別優(yōu)選地，在抑制氫滲透涂層上設(shè)置保護(hù)涂層，所述保護(hù)涂層具有比抑制氫滲透涂層高的化學(xué)和/或物理穩(wěn)定性。因此，保護(hù)涂層的優(yōu)點(diǎn)在于改善抑制氫滲透涂層的穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

下面參考一種優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。示意性附圖如下：

圖1為具有根據(jù)本發(fā)明的屏蔽裝置的根據(jù)本發(fā)明的乘客艙的一種優(yōu)選實(shí)施例的側(cè)視圖；

圖2為圖1的屏蔽裝置的放大局部圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明的方法的一種實(shí)施例的流程圖。

具體實(shí)施方式

圖1以側(cè)視圖示出根據(jù)本發(fā)明的乘客艙2連同在其下方設(shè)置在容納部12處的氫罐11，該氫罐在本示例中大致在乘客艙2的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸。

乘客艙2具有內(nèi)部空間3，該內(nèi)部空間被外壁10包圍并且因此被保護(hù)免受外部影響、如雨或風(fēng)。下方的外壁10構(gòu)造為底壁8，在本實(shí)施例中整個(gè)底壁8構(gòu)造為屏蔽裝置1。這是有利的，因?yàn)樵诒緦?shí)施例中氫罐11至少基本上在底壁8的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸。

屏蔽裝置1包括帶有抑制氫滲透涂層5的基體4，所述抑制氫滲透涂層設(shè)置在氫罐11和基體之間。從氫罐11逸出的氫氣因此通過(guò)屏蔽裝置1的抑制氫滲透涂層5被阻擋通過(guò)底壁8侵入乘客艙2的內(nèi)部空間3中。

在本實(shí)施例中，屏蔽裝置1具有可選的保護(hù)涂層9，抑制氫滲透涂層5設(shè)置在保護(hù)涂層9和基體4之間。保護(hù)涂層9保護(hù)抑制氫滲透涂層5免受例如腐蝕。

圖2示出圖1的屏蔽裝置1以及氫罐11的放大局部圖。由圖2尤其是可以看出，在本實(shí)施例中抑制氫滲透涂層5具有漆7，在該漆中設(shè)有板狀金屬顏料6。這種顏料6特別適合用于抑制氫滲透。顏料6優(yōu)選構(gòu)成連續(xù)或基本上連續(xù)的層，這是因?yàn)樵陬伭?之間的間隙與顏料6相比抑制氫滲透的作用較差。因此，這種設(shè)置有利于基體4相對(duì)于氫的有效屏蔽。在抑制氫滲透涂層5上施加保護(hù)涂層9。

圖3以流程圖示出根據(jù)本發(fā)明的方法的一種優(yōu)選實(shí)施例。在第一方法步驟100中，提供具有至少一個(gè)外壁10的乘客艙2，所述至少一個(gè)外壁10具有基體4。在根據(jù)圖1設(shè)置乘客艙2和氫罐11時(shí)，所述至少一個(gè)外壁10構(gòu)造為底壁8?；w4具有纖維復(fù)合材料并且設(shè)置在內(nèi)部空間3和用于氫罐11的容納部12之間。

在第二方法步驟200中，在基體4上施加抑制氫滲透涂層5。在此有利的是，抑制氫滲透涂層5也被施加到基體4的角部、邊緣和/或側(cè)凹上，以便實(shí)現(xiàn)基體4相對(duì)于氫的盡可能有效的屏蔽。

在第三方法步驟300中，在抑制氫滲透涂層5上施加保護(hù)涂層9。保護(hù)涂層9具有比抑制氫滲透涂層5高的化學(xué)和/或物理穩(wěn)定性。因此保護(hù)抑制氫滲透涂層5免受外部影響。保護(hù)涂層9是可選的。

附圖標(biāo)記列表

1屏蔽裝置

2乘客艙

3內(nèi)部空間

4基體

5抑制氫滲透涂層

6顏料

7漆

8底壁

9保護(hù)涂層

10外壁

11氫罐

12容納部

u環(huán)境

100第一方法步驟

200第二方法步驟

300第三方法步驟