用于汽车的能量存储器底板组件的车辆地板的制作方法

1.本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的、用于汽车的能量存储器底板组件的车辆地板。此外，本发明涉及一种根据权利要求10前序部分的、用于汽车的能量存储器底板组件。


背景技术：

2.从ep 2 468 609a2已知一种用于汽车的能量存储器底板组件的车辆地板，该车辆地板在侧面通过相应侧门槛限定并且通过纵梁和/或横梁加固。车辆地板以主地板沿车辆纵向方向向前至少延伸直至通往汽车乘客舱前端壁的过渡区域并且向后至少延伸直至前排车辆座椅下方和后方的地板区域。
3.车辆地板在此设置在电能量存储装置的多个电池模块的上侧，该电能量存储装置用于为汽车的电驱动装置提供电能并且容纳在多件式存储器壳体中。存储器壳体在此包括上壳和下壳并且具有在外周侧环绕的型材元件的框架状结构以及多个横梁，使得存储器壳体本身构造成刚性的。存储器壳体通过侧门槛和横梁区域中的多个相应螺钉连接固定在车辆地板的下侧。
4.由于存储器壳体构造为与汽车白车身分开的单元，因此在将存储器壳体连接到汽车白车身时只需要满足与静态和动态特性以及碰撞特性有关的要求。因此，根据现有技术，车辆地板也没有进一步的功能。


技术实现要素：

5.本发明的任务是提供一种用于汽车的能量存储器底板组件的车辆地板，该车辆地板具有进一步的功能并且有助于满足存储器壳体在其密封性方面所需的特性。
6.根据本发明，所述任务通过具有权利要求1的特征的用于汽车的能量存储器底板组件的车辆地板来解决。此外，所述任务通过根据权利要求10的具有这种车辆地板的汽车能量存储器底板组件来解决。具有有利扩展的有利实施方式是从属权利要求的技术方案。
7.根据本发明的、设置在包括多个电池模块并且容纳在多件式存储器壳体中的电能量存储装置上侧的车辆地板以主地板沿车辆纵向方向向前至少延伸直至通往前端壁的过渡区域并且向后至少延伸直至前排车辆座椅下方和后方的地板区域。根据本发明，车辆地板在此构造为存储器壳体的壳体部件并且至少其主地板设计成一体的。
8.将车辆地板一方面用作汽车车身或者说白车身的一部分并且另一方面用作存储器壳体的壳体部件在此具有双重用途的优点，该车辆地板可显著节省安装空间、重量和制造成本。此外，能量存储装置因此容纳在集成到车身或者说白车身中的存储器壳体中，从而该能量存储装置例如在碰撞要求方面特别有利地集成到汽车的车身或者说白车身中。
9.为了在车辆地板区域中实现存储器壳体的可靠、简单且低成本的密封，至少主地板设计成一体的。因此，与常见的用于汽车车身的、通常由多个接合的单个部件、尤其是金属板部件组合而成的车辆地板不同，根据本发明规定，通过减少该部件的数量来最小化用
于密封车辆地板本身以及相对于存储器壳体的所述至少另一壳体部件的密封的花费。或者换句话说：通过避免在主地板区域中的分离点，避免了潜在的泄漏点以及在车辆地板和所述至少另一壳体部件之间的不密封性，这通过下述方式实现：将车辆地板尤其是在与所述另一壳体部件的接合区域中构造成一体的并且因此没有接缝或类似物。已经表明，如果至少主地板构造成无间断的或者说一体的，则更容易密封地建立车辆地板与所述至少另一壳体部件之间的连接。
10.因此，通过将车辆地板一方面用作汽车车身或者说白车身的一部分并且另一方面用作存储器壳体的壳体部件实现了重量减轻和成本降低的双重用途并且通过主地板的一体式设计简化了存储器壳体的连接和密封。
11.在本发明的另一种实施方式中，所述主地板沿车辆纵向方向向后方连接于后地板。由此，可关于一个或多个车辆系列的多种结构变体对车辆地板进行模块化设计，例如在一种情况下可仅使用主地板，而在另一种情况下使用主地板和后地板。因此，在该实施方式中也可实现存储器壳体的特别好的密封，因为只需要密封主地板和后地板之间或相对于所述另一壳体部件的分离点。此外，车辆地板在主地板和后地板之间的分离可实现车辆地板的可良好表现的模块化，从而例如只有一排车辆座椅的车辆仅具有主地板，而具有两排车辆座椅的车辆既有主地板又有后地板。在一种特殊实施方式中，必要时也可想到将主地板和后地板构造成一体的。
12.本发明的另一种有利实施方式规定，后地板延伸到后排车辆座椅下方。在该区域中存在相对大的结构空间，从而存储器壳体可在该区域中具有扩大的横截面，以便例如安装用于电气部件的和设置在存储器壳体内的此类部件的导线结合区。
13.此外，已证明有利的是，主地板和后地板通过气密连接彼此连接。因此，在发生相应严重的事故或其它紧急情况时，通过一方面车辆地板或白车身与另一方面所述另一壳体部件之间的这种气密连接确保没有气体可以从存储器壳体中逸出。由此，即使在紧急情况下也确保了存储器壳体所需的密封性。
14.为了防止气体泄漏到汽车的内部空间中，在本发明的另一种实施方式中，主地板和后地板之间的气密连接通过接合连接和/或机械连接并且附加地通过至少一个密封元件形成。构件之间的密封尤其是在白车身制造或汽车车身的涂漆过程中进行。
15.本发明的另一种优选实施方式规定，后地板具有至少基本上在车辆竖直方向上延伸的后跟壁。通过该措施例如也可最佳地利用后排车辆座椅下方的安装空间并且存储器壳体在该区域中构成有扩大的横截面，以便例如容纳用于电气部件和设置在存储器壳体内的此类部件的导线结合区。
16.在本发明的另一种实施方式中，车辆地板通过至少一个气密连接与存储器壳体的至少另一壳体部件连接。在此，主地板或车辆地板的一体式设计是特别有利的，因为由此在气密连接区域中最多考虑主地板和后地板之间的一个接头或者说所谓的金属板过渡部(blechsprung)，其需要特殊的密封措施。相反，如果车辆地板仅包括主地板或者如果主地板和后地板根据另一种有利实施方式构造成一体的，则甚至不存在这种接头或者说金属板过渡部的问题。
17.此外，已证明有利的是，主地板和后地板通过法兰连接彼此连接，该法兰连接至少在与所述另一壳体部件的连接区域中被平滑化。通过这种平滑化可在两个地板部件之间特
别可靠地建立气密连接。此外，也可在这种接头或者说金属板过渡部区域中，更确切地说尤其是在主地板和后地板之间的过渡处的车辆地板与所述另一壳体部件之间的气密连接区域中实现车辆地板和所述另一壳体部件之间的特别可靠的气密连接。
18.本发明的另一种有利实施方式规定，车辆地板构造为涂漆的汽车白车身的一部分。因此，一种能量存储器底板组件被证明是特别有利的，在其中车辆地板可以常见方式在白车身制造中被安装并且随后在阴极浸漆的范围中并且必要时在进一步涂漆的范围中被设置相应的漆层，之后可在形成气密连接的情况下组装存储器壳体。作为结果，由此可实现一种在制造技术方面特别简单且快速的方法。此外，在主地板和后地板之间存在在制造技术方面简单的连接可能性，因为设置在它们之间的接合连接和/或密封件在涂漆过程中相应地膨胀、时效硬化等。
19.本发明还包括根据权利要求10的具有根据本发明的车辆地板的能量存储器底板组件。结合车辆地板描述的优点也被认为是能量存储器底板组件的优点。
20.本发明的其它特征由权利要求、附图和附图说明给出。在上面说明中提到的特征和特征组合以及在下面附图说明中提到和/或仅在附图中显示的特征和特征组合不仅可在相应给出的组合中而且也可在其它组合中或可单独使用。
附图说明
21.现在借助优选实施例并参考附图详细阐述本发明。附图如下：
22.图1示出用于汽车的能量存储器底板组件的分解图，其具有汽车车身的根据本发明的白车身侧的车辆地板，该车辆地板形成存储器壳体的一个壳体部件，底板元件作为存储器壳体的另一壳体部件可根据所示箭头安装到该车辆地板上，由此实现用于容纳包括多个电池模块的电能量存储装置的气密存储器壳体；
23.图2示出根据图1中的实施方式的具有由白车身侧的车辆地板和白车身外部的底板元件形成的存储器壳体的能量存储器底板组件的透视底视图；
24.图3示出与汽车车身分开显示的、具有主地板和后地板的两件式车辆地板以及所述构造为白车身外部的底板元件的另一壳体部件的相应透视图，所述另一壳体部件与主地板和后地板形成存储器壳体，一方面具有主地板和后地板的车辆地板和另一方面底板元件在外周侧通过气密连接彼此连接；
25.图4示出底板元件的透视图，在其上侧设有能量存储装置的多个电池模块；
26.图5示出作为存储器壳体的一个壳体部件的车辆地板和作为另一个壳体部件的底板元件的气密连接的局部透视剖面图；
27.图6示出存储器壳体在车辆地板和底板元件之间的机械连接元件区域中的局部剖面图；
28.图7示出车辆地板的后跟壁区域中主地板和后地板之间的气密连接的透视剖面图；
29.图8a、8b分别示出主地板和后地板之间的两种可能的气密连接的局部剖面图，在其中通过填充或平滑化处理这两个地板部件之间的接头或者说金属板过渡部，以便将密封元件贴靠在车辆地板和白车身外部的底板元件之间。
具体实施方式
30.在图1和2中以透视分解图或透视底视图示出用于可电运行汽车的汽车车身1。该汽车例如可以是具有全电动驱动装置(bev)的汽车或混合动力车辆(phev)，混合动力车辆除了纯电动驱动装置之外还具有内燃机。在当前情况下，汽车车身1通常包括乘客舱的前端壁2，该前端壁向前连接前部结构3，该前部结构例如包括中央纵梁平面的相应纵梁/发动机支架4。端壁2向后过渡到过渡区域5，该过渡区域例如包括倾斜延伸的踏板地板或类似物并且过渡到车辆地板6中，该车辆地板向下限定乘客舱并延伸至——在外侧沿车辆纵向方向并且水平延伸的——侧门槛7。车辆地板6向后延伸至过渡区域8，在该过渡区域中车辆地板6过渡到后部车辆结构9。
31.车辆地板6在图3中以透视图与汽车车身1分开示出。在此首先可以看出，车辆地板6包括一体式主地板10，该主地板沿车辆纵向方向向前至少延伸直至通往前端壁2的过渡区域5并且向后至少延伸直至前排车辆座椅下方和后方的地板区域11。该前排车辆座椅的位置在此可通过图1中的相应座椅横梁12识别，前排车辆座椅的相应车辆座椅排安装在所述座椅横梁上。
32.车辆地板6的一体式主地板10通过沿车辆横向方向延伸的气密连接13与后地板14连接，该后地板例如在后排车辆座椅下方延伸并且包括所谓的后跟壁或者说后跟元件15，该后跟壁或者说后跟元件设置在后排车辆座椅下方。主地板10和后地板14之间的气密连接13例如能以下面更详细描述的方式通过接合连接和/或机械连接并且附加地通过至少一个密封元件形成。主地板10和后地板14都在至少基本上整个车辆宽度上延伸，从而车辆地板6总共仅包括两个部件，即主地板10和后地板14。在本实施例中，主地板10和后地板14分别由车身金属板制成。但也可想到尤其是由纤维增强塑料制成的部件。也可想到车辆地板6的一体式设计。
33.除了车辆地板6之外，能量存储器底板组件还包括底板或者说底板元件16形式的另一壳体部件，尤其是从图1至4可以看出，所述另一壳体部件是一体式的并且在这里所示实施例中除了边缘区域外设计成至少大致平面的。尤其是结合图1至3在此可以看出，底板元件16和车辆地板6形成存储器壳体17的相应壳体部件，该存储器壳体构造用于容纳在图4中可以看到的、包括多个相应电池模块18的电能量存储装置19。这些电池模块18组合成相应电池组20，在此设置压板21形式的相应支撑元件，这些压板通过相应的夹紧元件22彼此连接并且将各个电池模块18彼此夹紧。
34.在图4中以看向底板元件16的透视图示出两个处于其设置在底板元件16上侧的布置中的电池组20。
35.因此，总体上清楚的是，两件式的车辆地板6和底板元件16构成壳体部件，它们形成用于能量存储装置19的存储器壳体17。因此，还要求这两个壳体部件——白车身侧的车辆地板6和白车身外部的底板元件16——必须通过在外周侧环绕的气密连接26彼此连接，该气密连接可在图5中的能量存储器底板组件的局部透视剖面图中看到。
36.车辆地板6在主地板10的大部分前部长度区域中具有在图5中清晰可见的卷边23，该卷边在横截面中是大致u形的并且通过该卷边形成相应的支架元件，该支架元件尤其是沿车辆纵向方向加固车辆地板6并且还提供车辆地板6的连接区域或者说法兰24，该法兰与底板元件16侧的法兰25形成气密连接26。为了加固，支架元件或者说卷边23在上侧通过封
闭元件、如封闭板27封闭。车辆地板5在主地板10区域中在车辆横向方向上或侧向超过支架元件23延伸直至法兰28，借助该法兰，车辆地板6与侧面相配的侧门槛7连接。因此可以看出，相应的支架元件23——其也形成用于与底板元件16气密连接26的法兰24——设置在距相应侧门槛7的一个侧向距离处或者说在车辆横向方向上与相应侧门槛7间隔开地设置。因此，存储器壳体17终止于相应侧门槛7内侧的一个侧向距离处。这例如在侧面碰撞的情况下具有特别有利的优点。
37.此外，车辆地板6在上侧不仅通过座椅横梁12加固，而且设置有附加的特殊横梁以提高能量存储器底板组件的刚度。由此存储器壳体17无需重要的加固元件或者说具有存储器壳体17和能量存储装置19的整个能量存储器构造为汽车车身1或者说白车身的集成组成部分。
38.尤其是从图2中再次可以看出，底板元件16和因此整个存储器壳体17终止于距相应侧门槛7的一个侧向距离处。底板元件16向前延伸直至车辆地板6和端壁2之间的过渡区域5。在该区域中底板元件16和车辆地板6之间的气密连接26也环绕地延伸。底板元件16或车辆地板6的后地板14向后延伸直至通往后部车辆结构9的过渡区域8。在该区域中也设有气密连接26，该气密连接因此基本上矩形地环绕两个壳体部件(车辆地板6和底板元件16)构造。
39.从图5中尤其是可以看出，气密连接6或法兰连接包括多个机械连接元件，在当前情况下为相应螺纹连接元件29的形式，这些螺纹连接元件——相对于密封方向——设置在密封件30外侧，该密封件在法兰24和25之间的法兰连接区域中延伸。换句话说，存储器壳体17借助优选在相应机械连接元件29内侧的密封件30密封，从而这些机械连接元件本身不必密封，而是仅两个法兰24、25相对于彼此密封。螺纹连接元件29在此不仅确保压紧相应法兰24、25，而且必要时也压紧密封件30。密封件30例如可以是插入式密封件(尤其是平面密封件或异型密封件)、分散式密封件(dispersdichtung)(一侧有粘性或两侧有粘性)或粘贴的密封件。这里的常见解决方案是技术人员已知的。
40.在当前情况下，具有主地板10和后地板14的车辆地板6构造为涂漆的汽车白车身的一部分并且因此与汽车车身1一起在白车身装配中制造。然后汽车车身1和因此车辆地板6例如在阴极浸漆并且必要时也在进一步的涂漆步骤范围内被设置相应的漆层。能量存储装置19和底板元件16的安装或者说整个能量存储器和存储器壳体17的完成因此在白车身之外的后续安装步骤中进行。
41.从图6可以清楚地看到相应电池组20或电池模块18的固定。为此设置多个相应机械连接元件31，通过这些机械连接元件，底板元件16形式的所述另一壳体部件和车辆地板6在存储器壳体17的中间区域中彼此连接。机械连接元件31在此主要具有两个功能和优点：一方面，相应电池模块18或电池组20直接与车辆地板6处于可以说悬挂布置中或设置在车辆地板6和底板元件16之间，另一方面通过机械连接元件31底板元件16本身也在中间区域中刚性且稳定地与车辆地板6连接。每个机械连接元件31在此包括支撑元件32，该支撑元件在当前情况下——如从图4中可见——构造为相应电池组20的相应压板21。该相应支撑元件或者说相应压板32被用于螺钉元件34的通孔33贯穿，螺钉元件34不仅贯穿相应电池模块18或电池组20的相应压板21，而且也贯穿存储器壳体17的相应壳体部件、即底板元件16和车辆地板6。在此相应螺钉35通过底板元件16中的相配开口36和相应压板21中的通孔33插
入并且通过相应开口37在上侧再次从车辆地板6伸出并且借助螺母38锁紧。通过拧紧相应螺钉元件34，一方面底板元件16在中间设有相应压板21的情况下被夹紧到车辆地板6上，另一方面具有多个电池模块18的相应电池组20被固定在车辆地板6的下侧上。
42.一方面在相应螺钉35的螺钉头39和底板元件16之间以及另一方面在相应螺母38和车辆地板6之间分别设有在此不能进一步看到的气密密封件，使得总体上每个机械连接元件31也构造成气密的，从而例如在紧急情况或事故中通过能量存储装置产生的气体不能经由机械连接元件到达外部或进入车辆内部空间中。
43.此外，结合图3和4清楚的是，具有电池模块18的电池组20设置在存储器壳体17的前局部区域中。为此，主地板10在其前局部区域中具有长方体状的隆起部41，所述前局部区域沿车辆纵向方向大约在主地板的四分之三长度上延伸。车辆地板6的后地板14也具有相应的隆起部42，更确切地说从后跟壁15开始向后延伸。在该区域中例如可设置接头或功率电子设备以及附加部件、如保护开关或类似部件。在两个隆起部41、42之间的、设置在地板区域11高度处的区域中仅延伸有图4中可见的导线43，使得存储器壳体17在该区域中具有较小的横截面。
44.在图7中以透视剖面图再次示出在后跟壁15区域中主地板10和后地板14之间的气密连接13。在此尤其是可以再次看到，主地板10和后地板14之间的气密连接13通过两个地板部件10、14的相应法兰44、45之间的接合连接和/或机械连接形成。在当前情况下，仅设置由粘合剂形成的接合连接48。此外，两个法兰44、45的法兰连接通过相应密封元件46、47朝向乘客舱或朝向存储器壳体17密封。尤其是密封元件46、47在此确保主地板10和后地板14的金属板坯的气密连接。在当前情况下，密封元件46、47由pvc制成。接合连接48和密封元件46、47在当前情况下在白车身制造过程或涂漆过程中被施加。
45.图8a、8b分别示出主地板10和后地板14之间的气密连接13的两种可能实施方式的局部剖面图，在其中加工车辆地板6的两个地板部件(主地板10和后地板14)之间的接头或者说金属板过渡部49，以便与底板元件16连接。为此，金属板过渡部49或者说两个法兰44、45的法兰连接至少在车辆地板6与底板元件16通过气密连接26连接的区域中被平滑化。
46.根据图8a和8b中的实施方式，由金属板过渡部49产生的凹部50被填充焊料并且通过铣削和/或研磨和/或刷涂平滑化，这尤其是相对于由两个法兰44、45的平面形成的连接平面以根据图8a的下凹(虚线51)或根据图8b的超出部(虚线52)来进行。在此尤其是确保在金属板过渡部49的长度区域i上没有毛刺。必要时也可想到，将金属板过渡部49设计成没有下凹或超出部的，而是位于连接平面中。
47.通过该平滑化，随后可在一方面主地板10和后地板14与另一方面底板元件16之间建立气密连接，这以特别可靠的方式通过接合连接和/或机械连接29并且附加地通过所述至少一个密封元件30建立。
48.附图标记列表
[0049]1ꢀꢀꢀꢀꢀ
汽车车身
[0050]2ꢀꢀꢀꢀꢀ
端壁
[0051]3ꢀꢀꢀꢀꢀ
前部结构
[0052]4ꢀꢀꢀꢀꢀ
纵梁
[0053]5ꢀꢀꢀꢀꢀ
过渡区域
[0054]6ꢀꢀꢀꢀꢀ
车辆地板
[0055]7ꢀꢀꢀꢀꢀ
侧门槛
[0056]8ꢀꢀꢀꢀꢀ
过渡区域
[0057]9ꢀꢀꢀꢀꢀ
后部车辆结构
[0058]
10
ꢀꢀꢀꢀ
主地板
[0059]
11
ꢀꢀꢀꢀ
地板区域
[0060]
12
ꢀꢀꢀꢀ
座椅横梁
[0061]
13
ꢀꢀꢀꢀ
气密连接
[0062]
14
ꢀꢀꢀꢀ
后地板
[0063]
15
ꢀꢀꢀꢀ
后跟壁
[0064]
16
ꢀꢀꢀꢀ
底板元件
[0065]
17
ꢀꢀꢀꢀ
存储器壳体
[0066]
18
ꢀꢀꢀꢀ
电池模块
[0067]
19
ꢀꢀꢀꢀ
能量存储装置
[0068]
20
ꢀꢀꢀꢀ
电池组
[0069]
21
ꢀꢀꢀꢀ
压板
[0070]
22
ꢀꢀꢀꢀ
夹紧元件
[0071]
23
ꢀꢀꢀꢀ
卷边/支架元件
[0072]
24
ꢀꢀꢀꢀ
法兰
[0073]
25
ꢀꢀꢀꢀ
法兰
[0074]
26
ꢀꢀꢀꢀ
气密连接
[0075]
27
ꢀꢀꢀꢀ
封闭板
[0076]
28
ꢀꢀꢀꢀ
法兰
[0077]
29
ꢀꢀꢀꢀ
连接元件
[0078]
30
ꢀꢀꢀꢀ
密封件
[0079]
31
ꢀꢀꢀꢀ
连接元件
[0080]
32
ꢀꢀꢀꢀ
压板
[0081]
33
ꢀꢀꢀꢀ
通孔
[0082]
34
ꢀꢀꢀꢀ
螺钉元件
[0083]
35
ꢀꢀꢀꢀ
螺钉
[0084]
36
ꢀꢀꢀꢀ
开口
[0085]
37
ꢀꢀꢀꢀ
开口
[0086]
38
ꢀꢀꢀꢀ
螺母
[0087]
39
ꢀꢀꢀꢀ
螺钉头
[0088]
40
ꢀꢀꢀꢀ
卷边
[0089]
41
ꢀꢀꢀꢀ
隆起部
[0090]
42
ꢀꢀꢀꢀ
隆起部
[0091]
43
ꢀꢀꢀꢀ
导线
[0092]
44
ꢀꢀꢀꢀ
法兰
[0093]
45
ꢀꢀꢀꢀ
法兰
[0094]
46
ꢀꢀꢀꢀ
密封元件
[0095]
47
ꢀꢀꢀꢀ
密封元件
[0096]
48
ꢀꢀꢀꢀ
接合连接
[0097]
49
ꢀꢀꢀꢀ
金属板过渡部
[0098]
50
ꢀꢀꢀꢀ
凹部
[0099]
51
ꢀꢀꢀꢀ
线
[0100]
52
ꢀꢀꢀꢀ
线