底板模块以及机动车的制作方法

1.本发明涉及一种用于机动车的底板模块、一种机动车、尤其是轿车，以及一种支承结构的应用。


背景技术：

2.在此，焦点在当前情况中尤其是在于部分地或完全地电气化的车辆。这需要合适的用于安放必要的蓄能器的布置空间，其中，在此尤其是涉及电蓄能器，例如锂离子电池/蓄电池。它们的集成变得越来越困难，因为由于对车辆续驶里程的要求越来越高，所需的结构空间越来越大。就此而言也有问题的是存储元件非常重。de102017011994b3提出一种蓄能器单元在机动车的结构上的固定装置，在该固定装置中蓄能器单元具有可无损坏地拆卸地固定在该结构上的支承框架和多个固定在该支承框架上的用于存储电能的存储模块，其中，在至少两个相邻设置的存储模块之间设有自由空间，至少一个设置在该结构的底部的沿车辆高度方向向下指向的侧上的保持元件伸入到所述自由空间中，支承框架固定在所述保持元件上。


技术实现要素：

3.本发明的任务是，给出一种底板模块、一种机动车以及一种支承结构的应用，它们进一步改进已知的方案并且其特征在此尤其是在于简单的构造和其高的灵活性。
4.所述任务通过一种根据权利要求1的底板模块、通过一种根据权利要求13的机动车以及一种通过根据权利要求15的应用来解决。其它优点和特征由从属权利要求以及说明书和附图得出。
5.根据本发明，用于机动车的底部模块包括左边的侧向元件和右边的侧向元件，其中，所述侧向元件沿纵向方向延伸并且在端侧通过横向元件连接，由此形成上接触面和下接触面，其中，在上接触面上设置有底部元件，并且在下接触面上设置或可设置有盖元件，由此在底部元件与盖元件之间形成或可形成布置空间，并且该底部元件以气密的方式设置。所述纵向方向对应于车辆的行驶方向。因此有利地，向上、即朝向机动车的乘员厢的方向提供气密性。优选地，在当前情况中涉及一种轿车。所述侧向元件可以平行于纵向方向定向或替代地也可以倾斜地定向。原则上，所述侧向元件以及横向元件可以构造成直的或基本上直的支架，其一起形成尤其是环绕的框架，其中，该框架形成或具有上接触面以及下接触面。所述框架或底部元件在相应的机动车的前桥与沿车辆纵向方向设置在其后的后桥之间延伸。
6.特别有利的是，所述上接触面形成上密封平面或密封面，其中，下接触面形成下密封平面或密封面。有利地，所述上密封平面和/或下密封平面因此平坦地或平整地或平面地构造并且有利地不具有三维结构。这尤其具有的优点是实现对密封性、尤其是对气密性的高要求。
7.有利地，所述盖元件可拆卸地并且液体密封地固定或可固定在下密封面或下接触
面上。
8.因此，所述底板模块有利地具有两个密封区域。第一密封区域向上朝向车辆内部空间的方向指向。例如，在涉水期间可能出现的车辆被暂时淹没期间，通过盖元件提供的第二密封区域保护不受在借助蒸汽喷射器清洗车辆期间可能出现的喷水和增加的水压的影响，因此例如防止涂抹上淤泥、石头、灰尘和雪(盐水)。也确保尽可能好的保护免受洗车线中的底板洗涤。
9.向上的气密性尤其是能够实现蓄能器元件、例如电池或蓄电池的安全布置结构。因此，例如在电池缺陷(参见热传播)的情况下在此产生的气体不能到达(车辆)内部空间中。
10.适宜地，所述盖元件承载至少一个蓄能器、尤其是电蓄能器、尤其是存储单元或至少一个存储单元。根据一种优选的实施方式，该盖元件承载相应的机动车的一个或多个高压存储器，其中，该高压存储器包括多个单独的单体，它们设置并且连接在盖元件上。
11.所述底板模块可以理解为一种存储模块，在该存储模块中设置并且连接有多个单独的单体。适宜地，该底板模块是车辆的集成的组成部分、尤其是承载的组成部分。替代地或附加地，在布置空间中也可以设置有除了存储元件之外的其它部件，例如(功率)电子装置、相应的线缆元件和导体元件等。
12.根据一种实施方式，所述高压存储器被完全预装配在盖元件上。这样装备的盖元件可以有利地作为单元被提升并且从下方被固定在下接触面上。相反地，可以简单地拆卸高压存储器。
13.根据一种优选的实施方式，支承结构、尤其是装配/拆卸框架被用于装配和拆卸所述至少一个蓄能器、尤其是蓄能器元件。所述至少一个蓄能器、尤其是蓄能器元件的布置或固定在此有利地在中间梁上进行，下面还将对其进行描述。
14.此外替代地或附加地，所述布置空间也可被用于设置或安放替代的和/或另外的存储元件，例如用于液态或气态燃料的存储元件。根据一种实施方式，该布置空间用于安放气罐，例如合成气罐、天然气罐或氢气罐。
15.根据一种优选的实施方式，所述底板元件设计用于直接或间接地构成车辆内部空间的底部。有利地，在底部元件上直接地或间接地、尤其是从上方装配有一个或多个座椅导轨。通过气密性，适宜地安全地保护乘员厢。
16.根据一种实施方式，至少一个横向元件具有至少一个开口或空隙部，所述开口或空隙部形成或提供到所述布置空间中的入口。适宜地，所述开口或空隙部相应地被密封，尤其是也气密地或至少液体密封地被密封。根据一种实施方式，经由所述开口或空隙部将线缆或导体元件引出或引入到布置空间中。
17.根据一种实施方式，多个中间梁沿纵向方向间隔开地设置在所述侧向元件之间，其中，底部元件优选也固定在中间梁上。这有利地提高了框架的刚性。有利地，中间梁即使在碰撞情况下不仅在前部碰撞和后部碰撞时而且在侧向碰撞时也起辅助作用。根据一种实施方式，中间梁因此基本上横向于纵向方向延伸，但也可以沿纵向方向或倾斜于纵向方向延伸。前述的座椅导轨也可被固定到中间梁上。该中间梁可以与框架形锁合地和/或力锁合地、例如通过铆钉和/或螺钉固定。替代地或附加地，它们材料锁合地连接、尤其是焊接、根据一种实施方式例如点焊。进一步优选的连接技术包括激光焊接、尤其是激光点焊，和/或
钎焊、尤其是cmt钎焊(cold metall transfer，冷金属转移)或cmt铜焊。
18.根据一种优选的实施方式，所述至少一个蓄能器尤其是形锁合地和/或力锁合地固定在一个或多个中间梁上。适宜地，多个蓄能器固定在中间梁上。根据一种实施方式，蓄能器、尤其是多个单独的单体设置在上面提到的支承结构上、尤其是在其上预先批量生产、连接并且检测，借助该支承结构提升到布置空间中并且在那里尤其是固定在中间梁上。支承结构紧接着被移除并且布置空间通过设置盖元件而被封闭。
19.不仅底部元件而且盖元件都可以有利地由塑料和/或金属材料制成。根据一种优选的实施方式，所述底部元件和盖元件两者均为(轧制的)金属板，例如由铝或钢或铝合金或钢合金制成的金属板。适宜地，例如通过合适的成形方法可以使金属板加固。根据一种实施方式，所述金属板具有卷边和/或边缘，它们适合于使金属板本身加固和/或提供局部的连接面和/或贴靠面或密封面。典型的塑料材料优选是增强塑料、尤其是纤维增强塑料，例如碳纤维增强塑料、玻璃纤维增强塑料等。
20.适宜地，盖元件以及底部元件在接触面的区域中也平坦地构造。
21.侧向元件、横向元件以及中间梁同样可以由塑料和/或由金属制成。典型的金属材料在此也是铝和/或钢以及它们的合金。典型的塑料材料同样优选是增强塑料、尤其是纤维增强塑料，例如碳纤维增强塑料、玻璃纤维增强塑料等。
22.根据一种实施方式，侧向元件、横向元件以及必要时中间梁形锁合地和/或材料锁合地和/或力锁合地接合或连接，以便形成框架。连接部位以及不同的元件和支架尤其是气密地构造。
23.底部元件形锁合地和/或材料锁合地和/或力锁合地、尤其是气密地固定在框架上以及由此形成的上接触面上。
24.根据一种实施方式，底部元件与侧向元件和横向元件、必要时也与上面提到的中间梁、粘接以及用螺纹连接和/或铆接或材料锁合地连接、尤其是熔焊和/或钎焊。适宜地，材料锁合的连接、例如粘接与形锁合的和/或力锁合的连接相组合。
25.优选的粘合剂是基于1k或2k的化学固化体系，即冷或热固化的结构粘合剂。这种粘合剂的反应温度例如在20至40℃或180至190℃的范围内。
26.优选的材料锁合的连接技术是焊接方法、尤其是熔焊方法，例如电弧焊接、激光焊接、电子束焊接、电阻点焊、等离子焊接或搅拌摩擦焊接。焊接钎焊也适合作为另外的材料锁合的连接技术，因为在此例如可以将铝和钢材料组合。根据一种实施方式，尤其是也可以有利地使用压焊方法、例如摩擦焊接、尤其是摩擦搅拌焊接用于底部元件的连接或附接。
27.优选使用阴极浸漆(ktl)作为防腐蚀保护。
28.根据一种实施方式，所述侧向元件和横向元件以及必要时中间梁材料锁合地连接、尤其是熔焊和/或钎焊，以便形成所述框架。根据一种实施方式，接下来还将描述的槛梁元件也与侧向元件焊接。根据一种实施方式，这样形成的单元被ktl涂敷。
29.根据一种实施方式，适宜地同样ktl涂敷的底部元件因此优选形锁合地和/或力锁合地例如借助螺钉和/或铆钉并且优选冷固化的结构粘合剂气密地固定在框架上。
30.根据一种替代的实施方式，借助热固化的结构粘合剂和形锁合的和/或力锁合的连接元件、尤其是螺钉和/或铆钉实现底部元件的附接或其在框架上的固定。接着才进行整个单元、框架和底部元件的ktl涂敷，其中，在此有利地使粘合剂固化与ktl漆干燥相结合。
因此，所述单元的气密性在ktl进行完之后才实现。
31.根据一种实施方式，借助之前所述的熔焊或钎焊方法之一来实现底部元件在框架上的附接或固定。至少在随后的整个单元的ktl进行完之后实现气密性。
32.根据一种替代的实施方式，通过结构粘接和铆接实现底部元件的附接或其在框架上的固定。然后，紧接着才进行整个单元、框架和底部元件的ktl涂敷。如上所述，当使用结构粘合剂时，粘合剂固化可以与ktl漆干燥相结合。
33.盖元件也适宜地被ktl涂敷。框架和/或底部元件或盖元件之间的电触点接通适宜地通过形锁合的和/或力锁合的连接技术、例如尤其是螺纹连接来实现。
34.盖元件适宜地与框架用螺纹连接。为了密封，使用密封机构或者密封元件，它们设计用于尤其是结合螺纹连接件提供所期望的密封作用。
35.根据一种实施方式，侧向元件和横向元件是空心型材，其中，在侧向元件上设置已经提到的槛梁元件或外部的纵梁，它们在端侧具有用于推入到车身结构的元件中的连接区域或用于推入车身结构的元件的连接区域。尤其是，上面提到的连接区域构造成节点、尤其是车身节点，其尤其是能够尤其是借助冷接合技术、如粘合实现设置前部区段(前车区段)或后部区段(后车区段)。例如，所述连接区域这样构造，使得前部区段和/或后部区段的相应构造的纵梁能够鞋状地设置、尤其是推入或反之依然。优选使用粘接的间隙配合。这些部件在此制造有间隙并且如所描述的那样例如被推入到彼此中。在调整或定位接合配对件之后产生相应的型腔。将粘合剂注入到型腔中并且形锁合地或形锁合地和材料锁合地连接两个接合配对件。固化的结构粘合剂传输所有的载荷。在固化之前，所述部件如所描述的那样能够有利地还(再)被调整。有利地，所述底板模块设计用于间接地通过侧向元件被集成到机动车的车身结构中。
36.上面提到的实施方式尤其是能够实现高压存储器的非常有效的检测或测试方法。构造成空心型材的侧向元件和横向元件构成气密的、承载的框架，在该框架上气密地设置有气密的底部元件。在将蓄能器或蓄能器元件或高压存储器设置到这样成形的布置空间中并且通过安装和固定盖元件来封闭布置空间之后，出现可以本身被检测和测试的单元。尤其是，高压存储器在被安装在车辆中之前就能够被检测和测试。适宜地，在该单元上也(已经)固定有上面提到的槛梁元件。在完成检测之后，可以将该单元输送给进一步的生产过程。适宜地，根据一种实施方式，可以尤其是优选借助注射粘接固定前部区段模块和后部区段模块。
37.根据一种实施方式，侧向元件和/或横向元件是敞开的型材，其中，横向元件具有用于设置槛梁元件的u形或l形的连接区域。槛梁元件或外部的纵梁可以相应地材料锁合地例如粘接或焊接在其上和/或也可以形锁合地和/或力锁合地例如借助螺钉或铆钉固定。有利地，使用敞开的型材能够实现将底板模块集成或应用在当前的车辆结构或车身结构中。
38.适宜地，横向元件设计用于设置在车身结构上。这种布置结构同样可以形锁合地和/或力锁合地和/或材料锁合地实现。适宜地，底板模块不仅通过侧向元件也通过横向元件集成到车身结构中。例如借助车身结构的相应的横梁实现到横向元件上的附接。
39.在此，必要时混合结构方式、例如敞开的型材和空心型材的组合同样是可能的。
40.本发明还涉及一种机动车，其包括具有根据本发明的底板模块的车身结构。
41.根据一种实施方式，所述底板模块间接地通过侧向元件结合到车身结构中。
42.替代地，底板模块通过侧向元件和横向元件结合到车身结构中。
43.这样的车身结构在两种情况下都包括前部区段和后部区段。它们例如用于提供行李舱、安放另一个驱动模块(其例如也包括内燃机)、例如借助相应的弹簧罩(federdome)等连接底盘。前部区段以及后部区段或后面的下部结构的设计方案不限于确定的类型。根据一种实施方式涉及一种焊接结构。附加地或替代地，但也可以使用冷接合方法，如粘接、螺纹连接、铆接等。
44.本发明涉及暂时的支承结构的用于在根据本发明的底板模块中、尤其是在其布置空间中装配和拆卸至少一个蓄能器、尤其是多个蓄能器的应用。优选地，电蓄能器的单独的单体在该在支承结构上被预先批量生产、连接并且检测。在下一步骤中，将该单元提升到布置空间中。在那里适宜地将蓄能器元件设置或固定在中间梁上。支承结构随后可被移除。拆卸可以适宜地以相反的顺序进行。支承结构可以实施成焊接结构。有利地，该支承结构不保留在车辆上。
附图说明
45.从下面参照附图对底板模块的实施方式的描述中得到其它优点和特征。不同的特征在此可以在本发明的范围内相互组合。附图示出：
46.图1以俯视图示出底板模块的示意图；
47.图2以剖面图示出由图1已知的底板模块；
48.图3以俯视图示出底板模块的另一个示意图；
49.图4示出不同的示意性剖面，如在图3中绘出的那样；
50.图5示出其它示意性剖面，如在图3中绘出的那样；
51.图6示出另一个示意性剖面，如在图3中绘出的那样；
52.图7示出车身结构的模块状构造的示意图；
53.图8示出连接区域的细节视图，如在图7中绘出的那样。
具体实施方式
54.图1以示意性的俯视图示出底板模块10，其包括两个纵梁12，所述纵梁沿纵向方向l延伸并且在端侧通过横向元件14连接。纵向方向l又沿此外在这里未示出的车辆的行驶方向f定向。在侧向元件12上侧向地设置有支承元件或槛梁元件或外部的纵梁40。它们在端侧具有连接区域。在所述连接区域中设置有例如推入有前部区段42或后部区段或后面的下部结构44的相应纵梁。这示意性地在一个位置处绘出，参见设有附图标记48的连接区域，前部区段42的支架鞋状地(参见阴影区域)推入到该连接区域中。中间梁16沿纵向方向l间隔开地设置或固定在侧向元件12之间。侧向元件12、横向元件14和中间梁16(出于清楚的原因仅设有附图标记)在上侧形成上接触面或密封面或密封平面k1，其用于气密地设置此处未示出的底部元件。不仅在接合技术方面而且在所使用的材料方面，所提出的结构是极其灵活的。根据一种实施方式，例如侧向元件12和横向元件14焊接并且随后ktl涂覆。在此未示出的底部元件(适宜地同样已涂覆ktl)优选借助螺钉和粘接气密地连接。
55.图2示出如在图1中绘出的剖面s1-s1，其中示出了两个视图。在这些图示中也示出底部元件18以及盖元件20，它们在图1中未绘出。可以看出，在它们之间形成布置空间a。示
意性地设置有两个存储元件60，其中，在此可以涉及电池或蓄电池单元，例如锂离子电池。下半侧图应示出，通过横向元件14与中间梁16或也与这里未示出的侧向元件12相结合构成上接触面或密封平面k1以及下接触面或密封面或密封平面k2。它们有利地是平坦的或平面的或平的。这有效地能够实现所期望的密封作用，其中，底部元件18尤其是确保气密的连接，而适宜地可拆卸地设置的盖元件20提供液体密封的密封作用。
56.图3以另一示意图示出底板模块10的俯视图，其包括已知的侧向元件12以及横向元件14。示意性示出，前部区段42或后部区段或后面的下部结构44如何固定在所述底板模块上。阴影线示出上密封面k1，其中，在此除了中间梁16。但是，它们同样可以被添加至上密封面k1。中间梁16还有利地用于固定来自车辆内部空间的元件，例如座椅导轨。因此，底部元件适宜地设计成构成车辆内部空间的底部。适宜地，底部元件为此基本上平地或者说平坦地构造，但也可以具有用于加固的边缘/卷边或类似结构。在当前情况中绘出一些在图4至6中进一步阐述的剖面。
57.图4示出在图3中绘出的剖面s2-s2。在左半侧图中示出沿纵向方向l观察的侧向元件12，其成型为敞开的型材并且具有u形的接触区域46，该接触区域用于设置槛梁元件(该槛梁元件图3中未示出)。在右半侧图中示出侧向元件12，其构造成空心型材。用于设置槛梁元件40的接触区域46在此构造成基本上平坦的面。
58.图5示出在图3中绘出的剖面s3-s3，其中，在此也示出两种实施方式。根据一种实施方式，中间梁16构造成辊压成型的钢型材，该钢型材基本上具有s形状并且其适宜地沿敞开的纵向缝被激光焊接。右边的实施方式示出作为具有基本上矩形的横截面的空心型材的设计方案。为了定向示出一箭头，该箭头绘出行驶方向f或纵向方向l。
59.图6示出剖面s4-s4，其中，在此可看到一种设计方案，其中底板模块的集成不仅通过侧向元件12而且通过横向元件14实现。尤其是绘出了横向元件14、例如关于行驶方向f前面的横向元件14固定在车身结构42上，其中，在此可以涉及车身结构42的相应的横梁。固定器件(其例如是螺钉)设有附图标记80。此外，盖元件20也固定在下接触面k2上。附图标记18表示底部元件18，其中，在底部元件18与盖元件20之间形成布置空间a。为了例如将导体或线缆从布置空间a中引出或引入，在横向元件14中设置有相应的开口或空隙部15。
60.图7以透视图示出机动车的车身结构的模块式结构。尤其是，在当前情况中设置有三个模块，即设置在中间的底板模块10、前部区段42以及后部区段44。所述底板模块10有利地提供用于高压存储器、尤其是锂离子存储器的布置空间。底板模块10向上、朝向乘员舱的方向通过底部元件18气密地封闭。在一种优选的实施方式中，该底板模块直接构成乘员厢的底部。底部元件18气密地设置在框架上，该框架由横向元件14以及侧向元件构成。然而，在该视图中看不到或很难看到它们，因为它们被侧向地设置的槛梁元件40遮盖。所述槛梁元件在端侧具有连接区域48，这些连接区域用于设置和固定其它模块、尤其是前部区段42和后部区段44。优选地，其连接借助冷接合技术、例如注射粘接来实现。为了说明所述原理，绘出剖切面s。所属的剖面在图8中示出。
61.图8示出如在图7中通过剖切面s所绘出的那样的剖面。尤其是，在此放大地示出相应的连接区域48。尤其是可以看到侧向元件40，该侧向元件在这里所示的实施方式中被推入到在该位置处相应鞋状构造的后部区段模块44中。在后部区段模块44与槛梁元件40之间形成间隙或型腔49。在将所述部件彼此定位之后，将结构粘合剂注射到间隙或者型腔中。在
注射粘合剂之后，也可以有利地再校准所述部件。在该视图中还可以看到横向元件14，该横向元件在该实施方式中具有腔室状的结构。
62.附图标记列表
63.10
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底板模块
64.12
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侧向元件
65.14
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横向元件
66.15
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开口、空隙部
67.16
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中间梁
68.18
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底部元件
69.20
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盖元件
70.40
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支承元件、槛梁元件
71.42
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车身结构、前部区段
72.44
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车身结构、后部区段、后面的下部结构
73.46
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接触区域
74.48
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连接区域
75.49
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间隙
76.60
ꢀꢀꢀꢀꢀ
存储单元
77.80
ꢀꢀꢀꢀꢀ
固定器件
78.k1
ꢀꢀꢀꢀꢀ
上接触面/密封平面/密封面
79.k2
ꢀꢀꢀꢀꢀ
下接触面/密封平面/密封面
80.a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
布置空间
81.f
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
行驶方向
82.l
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
纵向方向
83.s
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
剖切面