用于保持至少一個(gè)用于機(jī)動車的能量模塊的裝置以及對應(yīng)的裝配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于保持至少一個(gè)用于機(jī)動車的能量模塊的裝置，其尤其是用于保持至少一個(gè)用于混合動力車或電動車的高壓能量模塊。
[0002]此外，本發(fā)明涉及一種包括這樣的裝置的車輛。
[0003]此外，本發(fā)明涉及一種用于裝配這樣的裝置的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]這樣的用于保持一個(gè)或多個(gè)能量模塊、例如能量存儲模塊或能量轉(zhuǎn)換模塊的裝置在機(jī)動車中完成裝配的狀態(tài)下廣泛地作為蓄能器或者說能量存儲裝置已知。
[0005]通常，這樣的裝置另外用于保持能量模塊結(jié)合例如混合動力車或電動車使用。為此目的，常規(guī)的裝置通常具有通過安裝區(qū)段在車體結(jié)構(gòu)側(cè)或車身側(cè)可安裝的用于保持相應(yīng)能量模塊的元件或構(gòu)件。
[0006]被保持的能量模塊通常通過相互耦聯(lián)的能量單元構(gòu)成。作為能量存儲模塊構(gòu)成的能量模塊的示例可以是多個(gè)蓄電池單元的布置結(jié)構(gòu)；例如由電化學(xué)存儲電池、例如鋰離子存儲電池組成的蓄電池、雙層電容器等。作為能量轉(zhuǎn)換模塊構(gòu)成的能量模塊的示例是燃料電池堆，所述燃料電池堆具有一系列相互耦聯(lián)的燃料電池。
[0007]上面提到類型的常規(guī)的裝置例如使用結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高的緊固在車體結(jié)構(gòu)側(cè)的殼體，所述殼體設(shè)置用于不僅接納而且保持這樣的能量模塊。與此對應(yīng)地，這些殼體一方面承受全部的作用到能量模塊上或直接作用到殼體上的力(例如在事故或相撞、在出現(xiàn)振動時(shí)等)并且另一方面保護(hù)能量模塊以防外部的環(huán)境影響；尤其是通過在相應(yīng)的殼體部分之間設(shè)置對應(yīng)的密封裝置用以構(gòu)成(對水)密封的殼體等。
[0008]然而在這樣的常規(guī)的裝置中，在殼體中的對應(yīng)的安裝區(qū)段和保持的能量模塊之間的力傳導(dǎo)不在最短的可能的行程上進(jìn)行，而是很大程度上在幾乎整個(gè)殼體結(jié)構(gòu)上進(jìn)行，這基于對應(yīng)要進(jìn)行的殼體尺寸確定而對殼體重量產(chǎn)生不利的作用。但殼體的質(zhì)量除了所述一個(gè)或多個(gè)能量模塊的質(zhì)量之外正好構(gòu)成所述裝置的總重量的最大份額。
[0009]這導(dǎo)致，所述裝置的高的重量減少機(jī)動車的有效功率并且提高機(jī)動車的能量需求。
[0010]此外，在這樣的裝置中，所述能量模塊的裝配、線纜敷設(shè)和管路敷設(shè)基于殼體之內(nèi)有限的進(jìn)入可能性而極其耗費(fèi)。這導(dǎo)致提高的裝配時(shí)間，因?yàn)閷?yīng)的裝配工作與提高的花費(fèi)關(guān)聯(lián)，由此總體上產(chǎn)生提高的裝配成本。
[0011]這樣的用于保持能量模塊的裝置的由現(xiàn)有技術(shù)已知的另一個(gè)示例在文獻(xiàn)DE 102011 000 693 Al中說明，其中，該示例部分地考慮上面提到的問題。
[0012]該屬于現(xiàn)有技術(shù)的裝置設(shè)立用于保持在混合動力車或電動車中設(shè)置的電能量模塊(高壓能量模塊)，所述能量模塊可以在混合動力車或電動車的電機(jī)的電動機(jī)式運(yùn)行中放電和在對應(yīng)的發(fā)電機(jī)式運(yùn)行中被充電。
[0013]此外，由文獻(xiàn)DE 10 2011 000 693 Al已知的裝置除了用于保持對應(yīng)能量模塊的保持元件之外還具有殼體，相應(yīng)的電能量模塊可以接納在所述殼體中。為了保持相應(yīng)的能量模塊，僅設(shè)置以承載框架形式的保持元件，其中，包括殼體上部分和殼體下部分的殼體至少包圍由承載框架保持的能量模塊。尤其是承載框架在此通過安裝區(qū)段與機(jī)動車的車體結(jié)構(gòu)連接。承載框架另外形成殼體區(qū)段并且尤其是設(shè)置用于承受作用到電能量模塊上的全部的力和力矩。
[0014]雖然借助該屬于現(xiàn)有技術(shù)的裝置可以減小所述裝置的重量，因?yàn)閮H承載框架要被確定尺寸用以主要承受由能量模塊造成的力和力矩并且殼體部分可以針對相應(yīng)較小的負(fù)載設(shè)計(jì)。
[0015]不過，文獻(xiàn)DE 10 2011 000 693 Al的裝置絕沒有設(shè)置特別的機(jī)構(gòu)或措施，所述機(jī)構(gòu)或措施在機(jī)動車事故時(shí)為保持的昂貴的能量模塊提供保護(hù)以防損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]因此，本發(fā)明的任務(wù)是，這樣進(jìn)一步改進(jìn)同類的裝置，使得可以為保持的能量模塊提供相比于現(xiàn)有技術(shù)提高的保護(hù)以防損壞。此外，應(yīng)該相比于現(xiàn)有技術(shù)降低這樣的裝置的裝配成本。
[0017]該任務(wù)通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征解決。
[0018]本發(fā)明有利的設(shè)計(jì)方案和進(jìn)一步改進(jìn)方案由從屬權(quán)利要求得出。
[0019]按照本發(fā)明的裝置設(shè)置用于保持至少一個(gè)用于機(jī)動車的能量模塊、尤其是用于保持至少一個(gè)用于混合動力車或電動車的高壓能量模塊，其中，按照本發(fā)明的裝置具有至少一個(gè)通過一個(gè)或多個(gè)安裝區(qū)段可安裝在車體結(jié)構(gòu)側(cè)的保持元件，用以保持所述至少一個(gè)能量模塊，其中，保持元件具有至少一個(gè)用于保持所述至少一個(gè)能量模塊的保持區(qū)段和至少一個(gè)變形區(qū)段，所述變形區(qū)段設(shè)計(jì)成，使得在施加預(yù)先確定的力到保持元件上時(shí)，所述變形區(qū)段在變形、優(yōu)選塑性變形的情況下允許在保持元件的保持所述至少一個(gè)能量模塊的保持區(qū)段和所述一個(gè)或多個(gè)安裝區(qū)段之間的預(yù)定的由所述變形造成的相對運(yùn)動。
[0020]由此例如在碰撞或事故時(shí)(例如在正面碰撞、尾部碰撞或側(cè)向碰撞時(shí))出現(xiàn)的運(yùn)行和碰撞負(fù)荷或載荷可以針對性地由保持元件承受，所述保持元件優(yōu)選作為一種“承載的骨架結(jié)構(gòu)”構(gòu)成，而密封所述至少一個(gè)能量模塊或屏蔽所述至少一個(gè)能量模塊以防外部環(huán)境影響的功能可以通過所述裝置的以塑料包套形式的殼體實(shí)現(xiàn)。為此目的，所述保持元件優(yōu)選力流優(yōu)化地作為承載或保持結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述承載或保持結(jié)構(gòu)絕大部分設(shè)置在所述裝置的殼體之內(nèi)并且將所述至少一個(gè)能量模塊對應(yīng)地保持或支承在殼體之內(nèi)。
[0021]按照本發(fā)明的裝置可以以有利的方式這樣進(jìn)一步改進(jìn)，S卩，保持元件具有至少兩個(gè)用于分別保持至少一個(gè)能量模塊的保持區(qū)段和至少一個(gè)在其間設(shè)置的變形區(qū)段，所述變形區(qū)段構(gòu)成為，使得在施加預(yù)先確定的力到保持元件上時(shí)，所述變形區(qū)段允許保持區(qū)段朝向變形區(qū)段的預(yù)定的由所述變形造成的運(yùn)動。優(yōu)選，沿保持元件的縱向方向?qū)⒘κ┘拥奖３衷?，從而在承載結(jié)構(gòu)或保持區(qū)段上的相應(yīng)的能量模塊在碰撞時(shí)沿碰撞方向相對于安裝區(qū)段移動。
[0022]此外，按照本發(fā)明的裝置可以這樣實(shí)現(xiàn)，S卩，保持元件構(gòu)成為，使得所述保持元件的通過變形區(qū)段間隔開的保持區(qū)段沿保持元件的縱向方向處于一條軸線上或幾乎處于一條軸線上，和/或變形區(qū)段至少局部成形為，使得變形區(qū)段能至少局部地包圍車輛中間底槽。尤其是，變形區(qū)段可以構(gòu)成為有角的和/或圓形的或彎曲的。
[0023]此外，按照本發(fā)明的裝置可以這樣實(shí)現(xiàn)，S卩，保持元件構(gòu)成為，使得所述至少一個(gè)保持區(qū)段這樣保持所述至少一個(gè)能量模塊，即，保持區(qū)段延伸通過能量模塊的質(zhì)量重心。由多個(gè)能量單元組成的能量模塊構(gòu)成質(zhì)量重心，保持區(qū)段基本上延伸通過所述質(zhì)量重心，從而在所述裝置中產(chǎn)生改善的力傳導(dǎo)。在保持多個(gè)能量模塊的情況下，保持區(qū)段優(yōu)選延伸通過由能量模塊的整體確定的質(zhì)量重心。因?yàn)榱β窂接纱搜由焱ㄟ^保持的一個(gè)能量模塊或保持的多個(gè)能量模塊的重心，所以可以很大程度上阻止“系統(tǒng)的搖晃(aufschaukeln) ”或者說由于振動引起的負(fù)載的升高，從而所述裝置的對應(yīng)的安裝區(qū)段不被過度加載。此外可以減小保持元件或承載結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，如果保持的一個(gè)能量模塊或保持的多個(gè)能量模塊處于保持元件的力路徑中的話。尤其是可以利用所述一個(gè)能量模塊或所述多個(gè)能量模塊的能量模塊剛度用以提高保持元件的剛度。
[0024]此外，按照本發(fā)明的裝置可以這樣實(shí)現(xiàn)，S卩，保持元件設(shè)立用于通過所述一個(gè)或所述多個(gè)安裝區(qū)段沿車輛橫向或車輛縱向緊固在車體結(jié)構(gòu)側(cè)，和/或構(gòu)成為，使得在沿車輛橫向或車輛縱向施加預(yù)先確定的力到保持元件上時(shí)，變形區(qū)段允許保持元件的保持所述至少一個(gè)能量模塊的保持區(qū)段相對于所述一個(gè)或所述多個(gè)安裝區(qū)段的沿車輛橫向或車輛縱向的由所述變形造成的相對運(yùn)動。
[0025]此外，按照本發(fā)明的裝置可以構(gòu)成為，使得所述變形區(qū)段設(shè)立用于在施加預(yù)先確定的力到保持元件上時(shí)在塑性和/或彈性變形的情況下作為能量吸收元件起作用或在施加力到保持元件上時(shí)在塑性和/或彈性變形的情況下引起保持區(qū)段朝向車體結(jié)構(gòu)側(cè)的能量吸收元件的預(yù)定的運(yùn)動。例如，車輛的中間底槽以及處于其后的構(gòu)件、例如特別為此設(shè)置的能量吸收元件、車輛的萬向軸、例如車輛排氣設(shè)備的管道等可以用作車體結(jié)構(gòu)側(cè)的能量吸收元件。
[0026]此外，按照本發(fā)明的裝置可以這樣實(shí)現(xiàn)，S卩，保持區(qū)段的變形阻力和變形區(qū)段的變形阻力選擇為，使得變形區(qū)段在施加在預(yù)定的力范圍內(nèi)的預(yù)先確定的力時(shí)變形，而作為變形區(qū)段變形的結(jié)果而運(yùn)動的保持區(qū)段不塑性變形或幾乎不塑