设置在后部地板上的机动车辆电池的制作方法

本公开涉及一种机动车辆，其具有在后部地板上与排气消声器相邻设置的电池。

背景技术：

机动车辆可具有燃烧机器，该燃烧机器除其他外包含内燃发动机和排出来自内燃发动机的排气的排气系统。为了减少来自内燃发动机的声音发射，排气系统通常包含至少一个排气消声器，该排气消声器设置在机动车辆后部地板下方的机动车辆后桥的后部。

已知车辆结构中，除其他外，由若干电化学电池形成的电池至少部分地设置在电池容座中，并且至少部分地设置在后桥和排气消声器之间，并且设置在后部地板上并且形成为托盘，其中电池容座可以形成在后部地板上形成的备用车轮容座的底板上。

在这种机动车辆与物体的后端碰撞中，机动车辆的后部部件(特别是车身部件或后部地板)可能发生塑性变形。在碰撞期间，塑性变形部件和排气消声器之间的物理接触可以使排气消声器沿电池容座的方向向前移位，并且与电池容座物理接触，由此电池容座也可能塑性变形。特别地，可能发生的是，电池容座向前移位并且被困在后桥和排气消声器之间，因此塑性变形。

由于电池容座的塑性变形，电池可能被困住和损坏，这出于安全原因必须绝对避免。而且，在后端碰撞的情况下，设置在电池上方的备用车轮可能例如由于备用车轮位移而从上方按压电池，并且损坏电池。此外，由于后桥上的轴向载荷较高，后桥可以更靠近车辆地板设置，这进一步不利地影响后部区域中的部件情况，并且可以促使上述电池容座困在后桥和排气消声器之间。此外，由于部件相对于彼此的位移，在排气系统的热部件和电池(例如锂离子电池)或其他高度易燃的部件或材料之间可能发生接触。这些过程意味着不能实现期望的和/或指定的安全目标。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有在安全性方面得到改进的后部结构的机动车辆。

根据本公开，所述目的通过一种机动车辆实现，该机动车辆包含至少一个偏转元件，该偏转元件设置在电池容座和车辆部件之间，并且构造成使得由于车辆部件的侧向和/或向前位移而与偏转元件接触的车辆部件在进一步侧向或向前位移时被所述元件沿地面方向向下压。

需要指出的是，以下描述中单独列出的特征和措施可以以任何技术上合理的方式彼此组合，并且公开了本公开的其他实施例。该描述特别结合附图进一步表征和指定了本公开。

在本公开的意义上的后端碰撞意味着对后部的任何冲击(还包括横向分量)。在本公开的意义上的向前位移意味着沿着车辆的纵向轴线在朝向车辆前部的方向上的位移，其中运动行程还可以具有横向于纵向轴线定向的分量。

车辆部件可以是排气部件，特别是排气消声器，而本公开不限于排气消声器。排气部件也可以仅仅是排气部件或其他部件的管部分，例如设置在排气管中的排气后处理系统或另一部件。可选地，车辆部件可以是安装在地板下的备用车轮。车辆部件可以相对于电池容座部分地或完全地偏移到侧面和/或后部。

如果根据本公开的机动车辆发生与物体的后端碰撞(例如来自后部的车辆撞击)，则设置在相对于电池容座的后部的排气消声器或相应地设置备用车轮可以在电池容座的方向上向前移动。在特定的位移行程之外，在向前移位的排气消声器或备用车轮与偏转元件之间发生物理接触，偏转元件设置在一侧上的排气消声器或备用车轮和另一侧上的电池容座之间。在排气消声器或备用车轮沿车辆纵向方向进一步向前移动时，排气消声器或备用车轮被偏转元件在地面或路面方向上向下按压，从而从沿电池容座方向的运动路径偏转。因此，可以可靠地防止排气消声器或备用车轮在后端碰撞期间与电池容座物理接触(由此电池容座可能塑性变形并且电池损坏)。因此，也可以防止可能已经在碰撞中向前移动并且因此与后桥物理接触的电池容座被困在后桥和排气消声器或备用车轮之间，从而防止进一步塑性地变形。而且，由于在碰撞事件中排气消声器或备用车轮的偏转，通过车辆部件的变形暴露出额外的车辆部分以吸收冲击能量，从而改进了机动车辆的事故特性。因此，根据本公开的机动车辆具有后部结构，其在关于安全性方面得到改进。

如果根据本公开的机动车辆发生与物体的后侧碰撞(例如来自侧面的车辆撞击)，则排气管可以设置在相对于电池容座的侧面(在撞击侧)，或者设置在电池容座侧面的排气消音器在电池容座的方向上侧向移位。在特定的位移行程之外，在侧向移位的排气管或排气消声器与设置在排气管或排气消声器和电池接收器之间的偏转元件之间发生物理接触。在排气管或排气消声器沿车辆横向方向进一步侧向移动时，排气管或排气消声器被偏转元件在地面或路面的方向上向下压，从而从沿电池容座的方向的运动路径偏转。因此，可以可靠地防止排气管或排气消声器在后侧碰撞时与电池容座物理接触(由此电池容座可能塑性变形并且电池损坏)。而且，由于在碰撞事件中排气管或排气消声器的偏转，通过车辆部件的变形暴露出额外的车辆部分以吸收冲击能量，从而提高了机动车辆的事故特性。因此，根据本公开的机动车辆具有后部结构，其在关于安全性方面得到改进。

偏转元件可以由塑料、复合材料(特别是纤维复合材料)、金属或金属合金(特别是钢)制成。偏转元件可以使用冲压工艺或使用3d打印工艺制成金属板件。此外，偏转元件也可以集成在电池托盘或后部地板(由塑料或smc(片状模塑料，sheetmoldingcompound)制成)中。偏转元件可以具有至少一个线性或弯曲的接触面，在碰撞事件中可以沿着该接触面引导车辆部件。该接触面的一部分优选地设置得越靠近电池容座，则接触面的该部分距离机动车辆的后部地板越远。在地板处，偏转元件可以固定到机动车辆的后部地板上。可选地或另外地，偏转元件可以在侧面或后部固定到电池容座。可选地，偏转元件可以相对于电池容座与侧面或后部间隔开地设置。偏转元件可包含成角度部分和/或卷边，以便使用最少材料增加偏转元件的固有稳定性。偏转元件优选地在地板侧延伸到电池容座的下端。机动车辆可以具有两个、三个、四个或更多个相应的偏转元件，这些偏转元件优选地设置成在车辆纵向方向或车辆横向方向上彼此间隔开。另一方面，这种偏转元件也可以设置在车辆部件上，和/或车辆部件可以具有便于沿着偏转元件滑动的特殊形式，例如在后部上添加的整体倒角或圆形(例如椭圆形)。

机动车辆可以例如是小型客车或卡车。特别地，机动车辆可以具有仅由内燃发动机形成的传统驱动器，或者电动混合驱动器或只电动驱动器。机动车辆的后桥可以例如构造为多连杆桥。相对于电池容座设置在后部的排气消声器可以在车辆横向方向上延伸。电池可用于向车辆电气设备提供电功率。可选地或另外地，电池可以用作牵引电池。电池优选包含电连接在一起的多个电化学电池，特别是锂离子电池。

根据有利实施例，偏转元件包含三角形肋，该三角形肋平行于或横向于车辆纵向方向延伸，并且在地面方向上渐缩。这里的肋是指相对于部件纵向延伸部较薄的部件。这种偏转元件由于物理复杂性低而可以容易且经济地生产。由于肋的直线或弯曲的锥形，倾斜的接触面设置成使得车辆部件在后端碰撞期间可沿着该倾斜的接触面在地面的方向上滑动，以使车辆部件偏转。优选地，肋形成为直角三角形。此处，偏转元件可以设置成使得偏转元件的最长边缘面用作用于与车辆部件接触的接触面。用于与车辆部件接触的肋的接触面可以以一定角度倾斜地设置，相对于车辆部件的相应形状和偏转元件的偏转特性而优化该角度。肋也可以具有其他形式。例如，形成为直角三角形的肋的接触面也可以凹入或凸出地形成，并且单独地适应于与其接触的车辆部件的几何形状。肋也可以形成为梯形四边形，其中肋的纵向方向上的下腹板选择为明显短于上腹板，以保证肋的偏转功能。以这种方式，如果需要，可以桥接成在车辆纵向轴线上距离车辆部件的更大距离。

另一有利实施例提供了与车辆部件接触的偏转元件的一部分形成为平面。通过这种方式，避免了偏转元件和车辆部件之间的尖锐或急剧的线性接触，这例如防止排气消声器在碰撞事件中被偏转元件切开，并且由于增加摩擦或捕捉而阻碍排气消声器的滑动。在碰撞情况下与车辆部件接触的偏转元件的一部分的平面结构可以通过偏转元件的倾斜、偏转元件的加厚或类似物来实现。

根据另一有利实施例，旨在用于与偏转元件接触的车辆部件的至少一个表面形成为圆形或倒角。以这种方式，改进了车辆部件的偏转行为，以便在没有大的力使用和以任何方式卡在偏转元件上的情况下确保车辆部件可以沿着偏转元件在地面方向上向下滑动。在车辆部件的倒角接触面的情况下，倒角接触面可以例如构造成与偏转元件的与其接触的接触面互补。

根据另一有利实施例，偏转元件设置成与电池容座的侧面或后部间隔开，或者与电池容座接触。偏转元件与电池容座的侧面和/或后部间隔开的设置用于尽可能地防止从偏转元件向电池容座传递负载，并且因此最终也防止向电池传递负载。通过偏转元件和电池容座之间的接触，偏转元件可以支撑在电池容座的侧面或前面，由此产生更坚固的总成。而且，与电池容座接触的偏转元件可以固定到电池容座，以进一步增加所得总成的坚固性。

另一有利实施例提供了机动车辆包含至少一个保持单元，保持单元将电池至少部分地保持在电池容座中并且包含两个h形保持夹具，两个h形保持夹具设置在电池的相对于车辆横向方向的侧面上，并且保持单元通过该两个h形保持夹具附接到后部地板。保持单元可以完全或部分地围绕电池。保持单元可以由连接在一起的单独保持元件形成，以形成轻质保持结构。保持单元与电池一起可形成大体上不可变形的总成。保持单元可以部分或全部由金属、金属合金、复合材料或塑料制成。借助于保持单元，在机动车辆的正常操作中，电池被牢固地保持在电池容座中的正确位置。通过选择用于保持夹具的特定材料(例如金属、金属合金或塑料)，保持单元的变形特性可以适应各自的要求。保持单元也可以旋转90°地安装在车辆下方，并且与保持夹具一起设置在电池的相对于车辆纵向方向的一侧。

保持结构的每个h形保持夹具包含两个竖直元件以及水平腹板，该两个竖直元件在竖直元件上端处通过与其成一定角度设置的固定凸片至少间接地固定在后部地板上，水平腹板横向延伸到元件并且将元件在中心处连接在一起，电池可以附接在水平腹板上。

例如，如果在后端碰撞和/或电池容座的相关塑性变形的情况下机械装载相应的h形保持夹具的后部竖直元件，则后部元件可以特别地弹性变形，并且部分地向前移动远离后部地板上的后部元件固定点。因此，后部元件通过腹板同时也相应地向前推动前部元件并且使前部元件变形，特别是弹性变形。因此，电池可以通过h形保持夹具或保持结构向前移动，并且同时升高，以便能够至少部分地向前和向上偏转，从而避免电池由于与电池容座的后部物理接触而导致的后端机械负载，从而不会损坏电池。电池不可分离地连接到保持单元(即相应的保持夹具(摆动))是合适的，使得电池在任何时候都不会被不固定。因此，避免了朝向保持夹具的相对移位，以便防止电池上的负载和/或电池卡在周围部件上。保持夹具作为耐久的电池容座实现该任务：因为尽管变形但仍然不会失效。电池没有从电池容座中抬起，而只是从地板托盘中抬起。取决于周围的部件，显然可以允许电池相对于保持夹具的轻微移动，然而这可以单独地制定。然而，在理想的配置中，与保持夹具的电池连接应该被认为是不可分离的。通过电池的偏转，暴露出额外的车辆部分以吸收冲击能量，这进一步改进了机动车辆的事故特性。

特别是发生后端碰撞使得车辆部件与电池容座的下部接触的情况下，所描述的电池的向前移位和升高是有利的，这是因为以这种方式电池容座塑性地(特别是在地板区域中)变形，由此力又施加在每个保持夹具的后部元件的下部自由端上。由于产生强大的杠杆效应，保持夹具如上所述最佳地变形。

如果再次移除保持夹具上的后端机械负载(例如通过拆卸车辆部件和处理电池容座)，保持夹具的竖直元件(如果它们在碰撞过程中完全弹性变形)可以自动地(因为保持夹具内部回复力)返回保持夹具未变形状态。因此，电池通过保持单元安装在后部地板上，以便在车辆纵向方向上振荡到一定程度。保持单元可以配置和设置成使得电池(特别是在高的后端机械负载下)可以枢转到电池完全位于后桥上方的位置。以这种方式，可以减少或防止保持单元和电池上的进一步的后部机械负载。而且，以这种方式，可以暴露额外的部分以吸收冲击能量，以便进一步改进机动车辆的事故特性。

根据另一有利实施例，保持夹具通过固定点附接到后部地板，固定点可在车辆纵向方向和/或车辆横向方向上变化。以这种方式，在后端碰撞时，保持夹具或保持单元可另外向前或向侧面移动特定程度，以防止电池上的高机械负载。以这种方式，也可以暴露额外的部分以吸收冲击能量，以便进一步改进机动车辆的事故特性。可以提供的是，在后端碰撞中，保持单元首先向前或向侧面移动，并且如果需要，在该位移之后，通过上述保持夹具向前或向侧面并且同时向上枢转。

根据另一有利实施例，机动车辆包含至少一个支撑元件，该至少一个支撑元件设置在电池与设置在后部地板上或上方的备用车轮之间，并且保持单元附接到该至少一个支撑元件。通过这种方式，在碰撞事件中，可以可靠地避免电池和在碰撞期间相对于电池移位的备用车轮之间的直接物理接触。相反，机械负载仅通过支撑元件从备用车轮传递到电池。支撑元件可以构造成使得支撑元件在碰撞的情况下不会通过保持夹具阻碍电池的上述位移或枢转。支撑元件可以由金属、金属合金、塑料或复合材料制成。支撑元件可以形成为金属板条，其中成角度的部分在端部处沿相反的方向延伸。支撑元件可以通过3d打印工艺用相应材料生产。可选地，支撑元件可以由连接在一起(例如胶合在一起)的单独部件形成。机动车辆还可具有两个或更多个相应的支撑元件。

在另一有利实施例中，支撑元件形成为z形。z形支撑元件可以具有两个彼此相对的支腿，每个支腿从中心部分以直角突出。面向电池设置的支腿可以附接到后部的保持单元。

附图说明

附图示出：

图1是根据本公开的机动车辆的示例性实施例的示意性剖视图；

图2是图1中所示的偏转元件的示意性透视图；

图3是图1中所示的偏转元件的另一示意性透视图；

图4是图1中所示的保持单元和电池的示意性透视图；

图5是图4中所示的保持单元的保持夹具处于未变形状态的示意图；

图6是图4中所示的保持单元的保持夹具处于变形状态的示意图；

图7是图1中所示的机动车辆在四种不同的变形状态下的示意性剖视图；和

图8是图4中所示的支撑元件处于未变形状态和处于变形状态的示意侧视图。

具体实施方式

根据需要，本文公开了本公开的详细实施例；然而，应该理解，所公开的实施例仅仅是本公开的示例，其可以以各种和替代的形式实施。附图不一定按比例；某些特征可能被夸大或最小化以显示特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为教导本领域技术人员以各种方式使用本公开的代表性基础。

在各个附图中，相同的部件始终带有相同的附图标记，因此这些部件通常仅描述一次。

图1示出了根据本发明的机动车辆1的示例性实施例的示意性剖视图，其中图1以纵向截面仅示出了机动车辆1的行李箱2的区域中的下后部分。

机动车辆1具有弹簧质量3，弹簧质量3在所示的后部中相对于机动车辆1的后桥4有弹性。此外，机动车辆1具有设置在后桥4的后部的车辆部件5，车辆部件5形式为排气部件(特别是排气消音器)。此外，机动车辆1具有托盘形式的电池容座7，电池容座7部分地设置在机动车辆1的后部地板6上，位于后桥4和车辆部件5之间。此外，机动车辆1具有部分地设置在电池容座7中的电池8。在限定行李箱2的地板的后部地板6上形成备用车轮容座9，在备用车轮容座9中可以通过固定装置11部分地设置和固定备用车轮10。

此外，机动车辆1包含三个偏转元件12，这三个偏转元件12在车辆横向方向上彼此间隔开，并且设置在电池容座7和车辆部件5之间，并且图1仅示出一个偏转元件1；偏转元件分别构造成使得相应的偏转元件12按压车辆部件5，该车辆部件5在车辆部件5的向前位移下与相应的偏转元件12接触，并且继续前进移位时沿地面方向向下。为此，每个偏转元件12包含三角形肋13，该三角形肋13平行于车辆纵向方向延伸并且沿地面方向渐缩。这种偏转元件12在图2和图3中以各种视角示出，其中图2和图3特别示出了与车辆部件5接触的偏转元件12的一部分形成为平面。图1还示出了旨在用于与相应的偏转元件12接触的车辆部件5的表面(即图1中左侧所示的车辆部件5的表面)形成为圆形。可选地，该表面可以以与相应的偏转元件12所示的倒角互补的方式倒角。每个偏转元件12设置成与后部地板6和电池容座7接触，并且可以固定到后部地板6和电池容座7。可选地，每个偏转元件12可以设置成与电池容座7的后部隔开。

机动车辆1还包含保持单元14，保持单元14将电池8部分地保持在电池容座7中，并且包含两个h形保持夹具，如图4至图6所示，两个h形保持夹具设置在电池8的相对于垂直于绘图平面延伸的车辆横向方向的一侧，并且保持单元14通过该两个h形保持夹具附接到后部地板6。图1仅示出了保持单元14的地板侧保持元件15。保持夹具也可以通过在车辆纵向方向上可变的固定点(未示出)附接到后部地板6。理想配置的电池8不可分离地连接到相应的保持夹具20。

此外，机动车辆1具有支撑元件，如图4和8所示，支撑元件设置在电池8和设置在后部地板6上或上方的备用车轮10之间，并且附接到保持单元。如图4和8所示，支撑元件构造成z形。

图2示出了图1中所示的偏转元件12的示意性透视图。偏转元件12包含形成为直角三角形的肋13。成角度部分16和17在其两个短边上邻接肋13，并且与肋13成直角延伸，以提供用于将偏转元件固定到图1所示的后部地板6和/或固定到图1所示的电池容座7的邻接表面或固定表面。单个凹陷18设置在从肋13到成角度部分16的过渡区中，并且两个另外的凹陷18在从肋13到成角度部分17的过渡区中彼此间隔开地设置，以增加偏转元件12的固有稳定性。成角度部分19设置在肋13的最长侧，由此偏转元件12的在后端碰撞时与图1所示的车辆部件5接触的一部分形成平面。成角度部分19可以与肋13一体制成。可选地，成角度部分19可以单独生产并且通过物质结合连接到肋13。

图3示出了图1中所示的偏转元件12的另一示意性透视图。在该透视图中，成角度部分16从上方倾斜地示出，而观察方向平行于成角度部分19的纵向延伸部。为避免重复，另外参考上面对图2的描述。

图4示出了图1中所示的保持单元14和保持单元14保持的电池8的示意性透视图。图4还示出了在车辆横向方向上彼此间隔设置的三个偏转元件12，其描述参考图1至图3的上述描述。

示出了保持单元14的h形保持夹具20，h形保持夹具20设置在电池8的相对于车辆横向方向的侧面上。每个保持夹具20包含彼此平行延伸的两个垂直保持元件21，其中腹板22将两个保持元件21大致在中心处连接在一起。在每个保持元件21的上端处是凸片状的成角度部分23，相应的保持夹具20通过该成角度部分23固定到图1中所示的后部地板6。

此外，保持单元14具有设置在电池8的长边上的加强纵向元件24，以及大致在电池8的中心设置的加强连接元件25和26，纵向元件24通过加强连接元件25和26连接在一起。以这种方式，由保持单元14和电池8形成的总成是大体上不可变形的。

z形支撑元件27固定在纵向元件24和/或连接元件25上，并且在碰撞事件中机械载荷可以通过该元件27从图1中所示的备用车轮10传递到保持元件14。支撑元件27包含垂直中心部分28或腹板，垂直中心部分28或腹板将支撑元件27的两个相互对置的部分29和30连接在一起，每个部分与中心部分28成直角。部分30固定到保持元件14，并且在图4的视图中以虚线示出。支撑元件27的结构也在图8中示出。

图5示出了处于未变形状态的图4中所示的保持单元14的保持夹具20(在图4中的左侧示出)的示意图。保持夹具20的这种未变形状态存在于机动车辆(未示出)的正常状态中。保持夹具20的保持元件21不变形。

图6示出了处于变形状态的图4所示的保持单元14的保持夹具20的示意图。从图6中的右侧作用在保持夹具20的下部上的力使保持元件21变形，如图6中的右侧所示，并且因此必须经由腹板22也使图6左侧所示的保持元件21变形。以这种方式，连接到保持夹具20的电池8(如图1和4所示)向前和向上移动。

图7以四种不同的变形状态示出了图1中所示的机动车辆1的示意性剖视图。显然，在后端碰撞时，排气消声器形式的车辆部件5通过偏转元件(未示出)在地面方向上向下偏转，并且也旋转。同样明显的是，电池8在碰撞期间向前和向上移位或枢转。

图8示出了处于变形状态(如虚线所示)以及处于未变形状态(如实线所示)的图4中所示的支撑元件27的示意性侧视图。可以看到在支撑元件27的未变形状态下，部分29和30相对于中心部分28的直角设置。在发生碰撞的情况下，垂直机械负载可以作用在支撑元件27上，由此支撑元件27可以变形(如图所示)而不限制图1、4和7中所示的电池的上述可枢转性。

虽然以上描述了示例性实施例，但并不意味着这些实施例描述了本公开的所有可能形式。相反，说明书中使用的词语是描述性词语而不是限制性词语，并且应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。另外，可以组合各种实现实施例的特征以形成本公开的其他实施例。