Изобретение относится к защитным и усиливающим элементам в автомобильной промышленности и, более конкретно, к защите аккумуляторной батареи электрического или гибридного транспортного средства.
В электрические транспортные средства или гибридные транспортные средства должна быть вставлена, по меньшей мере, одна тяжелая габаритная аккумуляторная батарея. Аккумуляторная батарея выполнена из множества элементов аккумуляторной батареи, которые должны быть очень хорошо защищены от физического проникновения, которое может иметь место во время автомобильной аварии, и от механического удара, когда аккумуляторную батарею перемещают во время сборки к конкретному транспортному средству.
Из патентного документа США 13/940,735 известна конструкция аккумуляторной батареи, содержащей множество элементов, вставленных в лоток или бокс, содержащий плоское дно и стенку, который изогнут вверх от периферийного края дна. Стенка усилена внутренней рамой и наружной рамой для лучшей защиты элементов. Однако угол зазора лотка образует неиспользуемую зону, что является проблемой оптимизации пространства при вставлении элементов аккумуляторной батареи в лоток.
Кроме того, конструкция аккумуляторной батареи из существующего уровня техники не используется для улучшения общей характеристики транспортного средства с учетом управления ударом при столкновении. Она спроектирована только с возможностью размещения и защиты элементов аккумуляторной батареи без учета усовершенствований транспортного средства.
Из патентного документа DE102016115037A1 известно о формировании конструкций внутренней и наружной рам, используя четыре различных элемента, свариваемых вместе после их формирования в виде трехмерных деталей.
Задача изобретения состоит в том, чтобы устранить недостатки из существующего уровня техники путем обеспечения эффективной защиты элементов аккумуляторной батареи, оптимизируя компоновку элементов в указанной аккумуляторной батарее и способствуя общему улучшению управления ударом при столкновении.
Как видно из приложенных чертежей и описания, изобретение предлагает дополнительные преимущества с точки зрения гибкости конструкции изделия, а также с точки зрения гибкости последовательности сборки.
С этой целью первый объект изобретения представляет собой усиливающую раму для аккумуляторной батареи электрического или гибридного транспортного средства, причем указанная аккумуляторная батарея содержит множество элементов аккумуляторной батареи, лежащих на защитном элементе и прикрепленных к нему, причем усиливающая рама содержит, по меньшей мере:
- участок крепления усиливающей рамы, выполненный с возможностью крепления к аккумуляторной батарее и кузову транспортного средства, и
- полый участок усиливающей рамы, выполненный с возможностью окружения, по меньшей мере, элементов аккумуляторной батареи.
Усиливающая рама согласно изобретению также может иметь нижеперечисленные дополнительные признаки, рассматриваемые по отдельности или в комбинации:
- усиливающая рама содержит внутреннюю часть и наружную часть, каждая из которых имеет крепежную секцию и усиливающую секцию, причем крепежные секции крепятся друг к другу для формирования участка крепления усиливающей рамы, и усиливающая секция ограничивает полый участок усиливающей рамы;
- усиливающие секции внутренней и наружной частей имеют L-образную форму и расположены симметрично относительно оси Y полого участка усиливающей рамы, образуя квадратный или прямоугольный полый участок усиливающей рамы;
- усиливающая рама содержит закрывающую рамку, проходящую от полого участка усиливающей рамы, причем указанная закрывающая рамка выполнена с возможностью крепления к верхней крышке элементов аккумуляторной батареи;
- внутренняя и наружная части имеют закрывающий участок, проходящий от соответствующей усиливающей секции, причем указанные закрывающие участки крепятся друг к другу для формирования закрывающей рамки;
- внутренняя и наружная части выполнены из закаленной под прессом стали;
- внутренняя и наружная части выполнены из заготовок, свариваемых лазерной сваркой;
- для любого заданного сечения усиливающей рамы произведение минимального предела прочности на растяжение на толщину листа внутренней части равно или больше произведения минимального предела прочности на растяжение на толщину листа наружной части;
- усиливающая рама имеет, в общем, квадратную или прямоугольную форму, и ее углы являются скошенными углами;
- усиливающая рама содержит, по меньшей мере, продольный усиливающий элемент, который расположен внутри полого участка усиливающей рамы и прикреплен к указанному полому участку усиливающей рамы;
- продольный усиливающий элемент имеет омегообразное сечение.
Второй объект изобретения представляет собой усиленную аккумуляторную батарею для электрического или гибридного транспортного средства, содержащую множество элементов аккумуляторной батареи и усиливающую раму, и также содержит дополнительные признаки, рассматриваемые по отдельности или в комбинации:
- нижний защитный элемент, именуемый защитным элементом, выполненный с возможностью предотвращения проникновения в аккумуляторную батарею;
- средство охлаждения, лежащее на защитном элементе, выполненное с возможностью охлаждения элементов аккумуляторной батареи;
- решетка, лежащая на средстве охлаждения и содержащая множество приемных поперечин, образующих множество приемных элементов, прием каждый элемент аккумуляторной батареи размещен в соответствующем приемном элементе;
- вышеописанная усиливающая рама, имеющая участок крепления, прикрепленный к защитному элементу, и полый участок усиливающей рамы, окружающий, по меньшей мере, элементы аккумуляторной батареи, и
- верхняя крышка, прикрепленная к усиливающей раме.
Усиленная аккумуляторная батарея согласно изобретению также может иметь перечисленные ниже дополнительные признаки, рассматриваемые по отдельности или в комбинации:
- закрывающий элемент прикреплен к рамке верхней крышки усиливающей рамы;
- усиленная аккумуляторная батарея содержит расположенные на равном расстоянии друг от друга препятствующие проникновению поперечины, которые расположены между указанным защитным элементом и средством охлаждения;
- защитный элемент выполнен из стали, имеющей предел прочности на растяжение больше 1300 МПа.
Третий объект изобретения представляет собой способ сборки усиленной аккумуляторной батареи согласно изобретению и ее крепление к кузову электрического или гибридного транспортного средства, причем указанный кузов содержит пол, по меньшей мере, пару задних элементов и пару передних элементов, причем указанные пары расположены напротив друг друга и служат для поглощения энергии ударов с передней и задней сторон, и две боковые части нижнего обвязочного бруса, расположенные напротив друг друга и прикрепленные к полу и приспособленные для поглощения энергии боковых ударов; причем способ включает в себя, по меньшей мере, этапы, на которых:
- обеспечивают наличие элементов аккумуляторной батареи;
- обеспечивают наличие внутренней и наружной частей;
- располагают внутренние части вокруг элементов аккумуляторной батареи;
- крепят крепежную секцию наружной части к паре боковых частей нижнего обвязочного бруса так, чтобы углы наружной части, расположенные у передней стороны транспортного средства, примыкали к заднему концу передних элементов, и углы наружной части, расположенные у задней стороны транспортного средства, примыкали к переднему концу задних элементов;
- крепление крепежной секции внутренней части к крепежной секции наружной части для формирования усиливающей рамы, имеющей участок крепления, прикрепленный к кузову гибридного или электрического транспортного средства, и полый участок, окружающий элементы аккумуляторной батареи.
Четвертый объект изобретения представляет собой способ сборки усиленной аккумуляторной батареи согласно изобретению и ее крепление к кузову электрического или гибридного транспортного средства, причем указанный кузов содержит пол, по меньшей мере, пару задних элементов и пару передних элементов, причем указанные пары расположены напротив друг друга и служат для поглощения энергии ударов с передней и задней сторон, и две боковые части нижнего обвязочного бруса, расположенные напротив друг друга и прикрепленные к полу и служащие для поглощения энергии боковых ударов; причем способ включает в себя, по меньшей мере, этапы, на которых:
- обеспечивают наличие элементов аккумуляторной батареи;
- обеспечивают наличие внутренней и наружной частей;
- крепят крепежные секции внутренней и наружной частей друг к другу для формирования усиливающей рамы, имеющей участок крепления и полый участок;
- располагают усиливающую раму вокруг элементов аккумуляторной батареи;
- крепят участок крепления к паре боковых частей нижнего обвязочного бруса кузова таким образом, что углы усиливающей рамы, расположенные у передней стороны транспортного средства, примыкают к заднему концу передних элементов, и углы усиливающей рамы, расположенные у задней стороны транспортного средства, примыкают к переднему концу задних элементов.
Другие характеристики и преимущества изобретения подробно описаны ниже.
Изобретение станет более понятным из приведенного ниже описания, представленного только в целях пояснения и никоим образом не предназначенного для ограничения изобретения.
На фиг. 1 кузов транспортного средства, содержащий усиленную аккумуляторную батарею согласно изобретению, вид в перспективе;
на фиг. 2 – часть усиленной аккумуляторной батареи, которая включает в себя внутреннюю сторону усиливающей рамы, вид в перспективе;
на фиг. 3 – усиливающая рама согласно изобретению, вид сверху;
на фиг. 4 – разрез по стрелкам IV-IV на фиг. 3;
на фиг. 5 – внутренняя сторона усиливающей рамы по фиг. 3, вид в перспективе;
на фиг. 6 – наружная сторона усиливающей рамы по фиг. 3, вид в перспективе;
на фиг. 7 – части конкретного варианта выполнения усиленной аккумуляторной батареи изобретения, вид в разобранном состоянии;
на фиг. 8 – способ сборки усиленной аккумуляторной батареи согласно конкретному варианту выполнения;
на фиг. 9 – вид снизу передней части кузова транспортного средства;
на фиг. 10 – задняя часть кузова транспортного средства по фиг. 9, вид снизу.
Следует отметить, что термины «нижний», «верхний», «выше», «ниже», «самый низкий», «самый высокий», «верх», «низ», «левый», «правый», используемые в заявке, относятся к положениям и ориентациям различных частей усиливающей рамы, аккумуляторной батареи и транспортного средства, когда они расположены вертикально на земле. Кроме того, термины «передний», «вперед», «задний», «назад», «в обратном направлении» определяются согласно нормальному направлению движения транспортного средства. Термин «по существу, перпендикулярный» определяет угол 90°±15°, и термин «по существу, параллельный» определяет угол 0°±15°.
Первым объектом изобретения является усиливающая рама 1, которая описана со ссылкой на фиг. 1-6.
Указанная усиливающая рама 1 выполнена с возможностью защиты элементов 29 аккумуляторной батареи гибридного или электрического транспортного средства 37 от механических ударов и физических проникновений. Таким образом, предложена усиливающая рама 1, которая должна быть прикреплена как к аккумуляторной батарее, так и к кузову 30, 31 транспортного средства 37, как показано на фиг. 1. Обеспечивая защиту элементов 29 аккумуляторной батареи, усиливающая рама 1 также обеспечивает управление активной энергией при столкновении.
Аккумуляторная батарея является хорошо известным компонентом электрических и гибридных транспортных средств и, по существу, содержит множество элементов 29.
В конкретном варианте выполнения элементы 29 аккумуляторной батареи лежат на защитном элементе 15. Указанный защитный элемент 15, к примеру, выполнен из полностью мартенситной стали, содержащей 0,15-0,5% углерода по весу. Эта мартенситная сталь имеет предел прочности на растяжение больше 1800 МПа, что делает защитный элемент 15 особенно стойким к физическому проникновению снизу.
Усиливающая рама 1 изобретения выполнена из стали и содержит участок 3 крепления усиливающей рамы, который служит для крепления аккумуляторной батареи к кузову 30, 31 транспортного средства 37, и полый участок 4 усиливающей рамы, прикрепленный к участку 3 крепления усиливающей рамы и окружающий, по меньшей мере, элементы 29 аккумуляторной батареи.
Согласно изобретению усиливающая рама 1 выполнена из двух кольцеобразных элементов 10, 11, соединенных друг с другом. Эти два элемента также именуются внутренней частью 10 и наружной частью 11 усиливающей рамы 1. Внутренняя часть 10 окружает, по меньшей мере, элементы 29 аккумуляторной батареи, в то время как наружная часть 11 должна находиться в контакте с частью кузова 30, 31 транспортного средства 37.
Как показано на фиг. 3, усиливающая рама имеет, по существу, прямоугольную форму, проходящую вдоль продольной оси X, c двумя продольными секциями 33, 34, двумя поперечными секциями 31, 32 и четырьмя углами 24.
Каждая часть 10, 11 усиливающей рамы 1 изготовлена штамповкой стальной заготовки. В конкретном варианте выполнения операция штамповки является операцией горячей штамповки, в которой заготовку нагревают и впоследствии закаляют в штамповочном инструменте. Таким образом, существует возможность получения сложных форм, необходимых для изготовления указанных частей, обеспечивая при этом очень высокие механические характеристики для достижения очень высокого сопротивления в случае удара.
В конкретном варианте выполнения каждая часть 10, 11 усиливающей рамы 1 изготавливается посредством штамповки сварной по выкройке заготовки, содержащей несколько подзаготовок. Указанные подзаготовки могут иметь разные толщины и/или разные составы для оптимизации механических характеристик и веса указанных частей. В тех местах, где требуется более высокое механическое сопротивление для обеспечения надлежащей защиты в случае удара, могут быть предусмотрены большая толщина и/или использована марка стали с более высоким сопротивлением. С другой стороны, в тех местах, где механическое сопротивление может быть ниже, может быть предусмотрена меньшая толщина для снижения веса указанных частей. Пример конструкции такой сварной по выкройке заготовки показан на фиг. 2, 3, 5 и 6, при этом отчетливо видны линии сварки. В этом варианте выполнения как внутренняя, так и наружная части 10, 11, выполнены из шести подзаготовок или кусков, соединенных вместе с помощью стыковой лазерной сварки, для формирования двух заготовок: один кусок для каждого продольного элемента 33, 34, один кусок для двух углов 24 и поперечного элемента 32, и три куска для оставшихся углов 24 и оставшегося поперечного элемента 31. Такой принцип изготовления заготовки лазерной сваркой является очень гибким и обеспечивает выполнение множества вариантов для удовлетворения требованиям безопасности, нормативным требованиям и требованиям к оптимизации веса, предъявляемым к аккумуляторной батарее. В настоящем примере была описана заготовка, изготовленная лазерной сваркой и содержащая шесть подзаготовок. Однако по необходимости можно выбрать меньшее или большее количество заготовок, принимая в расчет технические расчеты и ограничения по стоимости конкретной проектируемой аккумуляторной батареи.
В конкретном варианте выполнения заготовка, изготавливаемая лазерной сваркой и используемая для изготовления внутренней и наружной частей 10, 11, имеет большие толщины на участках усиливающей рамы 1, которые расположены параллельно боковой поверхности транспортного средства 37, и на участках, которые соответствуют углам усиливающей рамы 1. Фактически, в случае бокового удара в транспортное средство 37, например, удара столба в боковую поверхность транспортного средства 37, участки усиливающей рамы 1, которые расположены параллельно боковой поверхности транспортного средства 37, подвергаются воздействию очень высоких локальных нагрузок и, следовательно, должны быть усилены. Кроме того, в случае лобового или заднего столкновения нагрузка от удара передается остальной части усиливающей рамы 1 через угловые участки, как подробно описано ниже. Таким образом, угловые участки также должны быть усилены.
Внутренняя и наружная части 10, 11 собраны вместе. Как внутренняя, так и наружная части 10, 11, имеют крепежные секции 5, 6, которые крепятся друг к другу крепежными средствами 21, как показано на фиг. 8, для формирования крепежного участка 3 усиливающей рамы 1. Предпочтительно, две крепежные секции 5, 6 находятся в контакте. Кроме того, как внутренняя, так и наружная части 10, 11, имеют усиливающие секции 7, 8, образующие полый участок 4 усиливающей рамы 1.
В качестве предпочтительного примера крепежные секции 5, 6 наружной и внутренней частей 10, 11 собраны вместе на болтах.
Со ссылкой на фиг. 4 ниже приведено описание примера геометрии каждой усиливающей секции.
Усиливающие секции 7, 8 внутренней и наружной частей 10, 11, по существу, имеют L-образную форму и расположены в симметричных положениях относительно оси Y полого участка 4 усиливающей рамы. Более конкретно, если смотреть на фиг. 4, усиливающая секция 7 внутренней части 10 имеет L-образную форму, в то время как усиливающая секция 8 наружной секции 11 перевернутую L-образную форму. Следует отметить, что, несмотря на то, что усиливающие секции 7 и 8, по существу, проходят по направлению L-образной формы, существует возможность выполнения некоторых модификаций по сравнению с точной L-образной формой, таких как выемки и т.д., чтобы принять в расчет, например, ограничения по сборке, обусловленные окружающими элементами транспортного средства 37. Также следует отметить, что внутренняя и наружная части 10, 11 могут иметь немного разные формы, поэтому они не полностью расположены в симметричных положениях при условии, что указанные внутренняя и наружная части 10, 11 определяют полый участок 4 усиливающей рамы.
Полый участок 4 усиливающей рамы имеет, по существу, квадратное или прямоугольное сечение. Таким образом, полый участок 4 усиливающей рамы имеет четыре основные стенки: нижнюю стенку 40, от которой проходит крепежная секция 5 внутренней части 10, и противолежащую верхнюю стенку 42, внутреннюю стенку 41, обращенную к элементам 29 аккумуляторной батареи, и противолежащую наружную стенку 43, от которой выступает крепежный участок 6 наружной части 11. Кроме того, усиливающая рама 1 имеет, по существу, квадратную или прямоугольную форму.
Таким образом, нижняя стенка 40 продолжается крепежной секцией 5 внутренней части 10, которая проходит от нижней стенки 40 параллельно, и наружная стенка 43, по существу, перпендикулярна крепежной секции 6 наружной части 11.
Усиливающая рама 1 спроектирована таким образом, чтобы в случае удара в транспортное средство поглощать часть энергии удара за счет деформирования ее наружной части 11, защищая элементы 28 аккумуляторной батареи, благодаря характеристикам, препятствующим проникновению во внутреннюю часть 10. Поскольку усиливающая рама 1 расположена посередине транспортного средства, предусмотрено, что она играет активную роль в управлении столкновением в случае лобового удара, заднего удара или бокового удара. Наружная часть 11 спроектирована таким образом, что она может выдерживать некоторую величину деформирования в случае столкновения, в то время как внутренняя часть ограничивает «непроходную» зону, внутри которой элементы 29 аккумуляторной батареи полностью защищены от проникновения в случае удара.
Двойная идея применения поглощения энергии с помощью наружной части 11 и препятствования проникновению с помощью внутренней части 10 состоит в том, чтобы предложить части, в которых для любого заданного сечения произведение минимального предела прочности на растяжение на толщину листа внутренней части 10 равно или больше произведения минимального предела прочности на растяжение на толщину листа наружной части 11.
В качестве примера внутренняя и наружная части 10, 11 выполнены из закаленной под прессом стали, имеющей предел прочности на растяжение больше 1300 МПа. Состав этой стали в процентах по массе, например, является следующим:
В этом варианте выполнения толщина внутренней части, например, составляет 1,2 – 1,6 мм.
В другом варианте выполнения внутренняя и наружная части 10, 11 могут быть выполнены из более твердой стали, имеющей предел прочности на растяжение более 1800 МПа. Состав этой стали в процентах по весу, к примеру, является следующим:
В этом варианте выполнения толщина внутренней и наружной частей 10, 11, к примеру, составляет 1 – 1,4 мм, и рассматриваемая часть может иметь меньший вес, сохраняя при этом такое же механическое сопротивление, как и часть, выполненная из стали меньшей прочности, описанной в предыдущем варианте выполнения.
В двух рассмотренных примерах легированные стали имеют большую жесткость, так что внутренняя часть 10 усиливающей рамы 1 обеспечивает надлежащую защиту от деформирования или физического проникновения через элементы 29 аккумуляторной батареи.
Согласно изобретению наружная часть 11 выполнена из материала, который имеет такую же или большую пластичность, чем материал внутренней части 10. В качестве примера наружная часть 11 может быть выполнена из стали, имеющей предел прочности на растяжение приблизительно 1000 МПа. Состав этой стали в процентах по массе, например, является следующим:
Поскольку пластичность наружной части 11 выше пластичности внутренней части 10, наружная часть 11 может деформироваться в результате механического удара. Деформации, возникающие в этом случае, ведут к поглощению механической энергии, уменьшая оставшуюся энергию, поглощаемую стенками 40, 41 внутренней части. В результате значительно снижается риск деформирования или повреждения внутренней части 11.
Предпочтительно, углы 24 усиливающей рамы и, более конкретно, углы наружной части 10 усиливающей рамы скошены, как показано на фиг. 6. Это уменьшает толщину материала в углах 24, что ведет к улучшенному сопротивлению усиливающей рамы 1 и улучшенной передаче энергии через продольные 33, 34 и поперечные 31, 32 элементы.
Согласно конкретному варианту выполнения, показанному на фиг. 4, усиливающая рама 1 содержит закрывающий участок 9, выступающий от полого участка 4 усиливающей рамы. Благодаря указанному закрывающему участку 9 верхний лист 19 (фиг. 8), предназначенный для герметизации верха аккумуляторной батареи и защиты элементов 29 аккумуляторной батареи, может быть прикреплен к закрывающему участку 9 усиливающей рамы 1.
Для формирования указанного закрывающего участка 9 внутренняя и наружная части 10, 11 имеют закрывающую секцию 12, 13, проходящую от усиливающей секции 7, 8. Две закрывающие секции 12, 13 прикреплены друг к другу для формирования закрывающего участка 9. Предпочтительно, две закрывающие секции 12, 13 находятся в контакте.
И, наконец, для упрочнения усиливающей рамы 1 несколько усиливающих элементов 14 (фиг. 7) могут быть вставлены внутрь полого участка 4, предпочтительно, один усиливающий элемент 14 на каждый продольный и поперечный элемент 31-34, а также в углы, если требуется. Каждый усиливающий элемент 14 предпочтительно имеет омегообразную форму, обеспечивая надлежащее поглощение энергии и надлежащее крепление. Усиливающие элементы 14 предпочтительно крепятся к внутренней стенке 41 полого участка 4 усиливающей рамы.
Вторым объектом изобретения является усиленная аккумуляторная батарея 2, которая содержит вышеописанную усиливающую раму 1, окружающую элементы 29 аккумуляторной батареи.
Часть конкретного варианта выполнения усиленной аккумуляторной батареи 2 показана в перспективном виде на фиг. 2 и в разобранном виде на фиг. 7. Следует принять во внимание, что элементы 29 аккумуляторной батареи показаны на фиг. 2, а не на фиг. 7.
Усиленная аккумуляторная батарея 2 содержит усиливающую раму 1 и элементы 29 аккумуляторной батареи наряду с другими элементами, перечисленными ниже, которые по усмотрению могут быть включены в состав усиленной аккумуляторной батареи 2 по отдельности в любом возможном сочетании друг с другом. Следует отметить, что нижеприведенный перечень никоим образом не является полным или ограничивающим объем изобретения, а представлен в качестве примеров, поясняющих возможные применения изобретения:
• защитный элемент 15, описанный выше;
• средство 16 охлаждения, лежащее на защитном элементе 15 и предназначенное для охлаждения элементов 29 аккумуляторной батареи. В качестве примера средство 16 охлаждения содержит два теплопроводящих элемента, именуемых накладными элементами, которые прикреплены друг к другу, и систему охлаждения (не показана), вставленную между накладными элементами 160, 161;
• расположенные на равном расстоянии друг от друга препятствующие проникновению поперечины 20, прикрепленные к защитному элементу 15 и расположенные между указанным защитным элементом 15 и средством 16 охлаждения;
• решетка 17, содержащая множество приемных поперечин 23, лежащих на средстве 16 охлаждения. Приемные поперечины 23 образуют множество равномерно распределенных приемных элементов 18;
• предпочтительно, приемные поперечины 23 выровнены с препятствующими проникновению поперечинами 20, так что в случае проникновения снизу транспортного средства 37 указанные препятствующие проникновению поперечины 20 и приемные поперечины 23 действуют совместно для создания оптимального сопротивления;
• множество элементов 29 аккумуляторной батареи (фиг. 2, 9 и 10). Каждый элемент 29 аккумуляторной батареи размещен в соответствующем приемном элементе 18 и находится в контакте со средством 16 охлаждения.
Согласно изобретению аккумуляторная батарея усилена усиливающей рамой 1 изобретения для формирования усиленной аккумуляторной батареи 2. Крепежный участок 3 усиливающей рамы 1, например, прикреплен к защитному элементу 15. Полый участок 4 усиливающей рамы окружает элементы 29 аккумуляторной батареи, решетку 17 и средство 16 охлаждения. На фиг. 2 и 7 показана только внутренняя часть 10 усиливающей рамы.
И, наконец, усиленная аккумуляторная батарея 2 опционально содержит верхнюю пластину, также именуемую верхней крышкой 19 (фиг. 8), которая крепится к усиливающей раме 1. Например, верхняя пластина 19 прикреплена болтами к закрывающему участку 9 усиливающей рамы 1. Как преимущество, крепление болтами верхней пластины 19 к закрывающему участку 9 позволяет удалять ее в случае необходимости технического обслуживания элементов 29 аккумуляторной батареи или других элементов.
Ниже со ссылкой на фиг. 8 приведено описание способа сборки усиленной аккумуляторной батареи 2 согласно конкретному варианту выполнения.
На первом этапе выполняют первую сборку посредством крепления препятствующих проникновению поперечин 20 к защитному элементу 15.
На втором этапе выполняют вторую сборку с помощью следующих подэтапов:
- сборка накладных элементов 160, 161 и системы охлаждения для формирования средства 16 охлаждения;
- крепление решетки 17 к средству 16 охлаждения;
- размещение элементов 29 аккумуляторной батареи внутри приемных элементов 18 решетки 17;
- расположение усиливающей рамы 1 вокруг средства 16 охлаждения, решетки 17 и элементов 29 аккумуляторной батареи.
На третьем этапе крепежный участок 3 усиливающей рамы 1 крепят к защитному элементу 15 с помощью крепежных средств 21. Предпочтительно, внутренняя часть 10 и наружная часть 11 усиливающей рамы 1 и защитный элемент 15 соединяются вместе на том же этапе, используя указанные крепежные средства 21.
В конкретном варианте выполнения крепежные средства представляют собой запрессовочные гайки, такие как SPAC®-гайки от компании RB&W.
На четвертом заключительном этапе верхнюю пластину 19 крепят к усиливающей раме 1. Как преимущество, верхняя пластина 19 крепится болтами к закрывающей рамке 9 усиливающей рамы 1.
Таким образом, усиленная аккумуляторная батарея 2 защищается от ударов и от физического проникновения и может надежно перемещаться во время последующего способа сборки усиленной аккумуляторной батареи 2.
Согласно другому способу изобретения усиленную аккумуляторную батарею 2 можно собирать с кузовом 30, 31 транспортного средства 37.
На первом этапе усиленную аккумуляторную батарею 2 размещают в кузове 30, 31 транспортного средства 37, так что продольная ось X усиливающей рамы 1 параллельна продольной оси X’ транспортного средства. После расположения углы 24 усиливающей рамы 1 соответственно находятся в контакте с краем задних элементов 25 и с краем передних элементов 26.
На втором последнем этапе усиливающая рама 1 усиленной аккумуляторной батареи 2 крепится к боковым частям 27 нижнего обвязочного бруса кузова 30, 31 транспортного средства 37.
Благодаря этой конструкции энергия продольного удара в транспортное средство 37 передается через соответствующие элементы 25, 26 и передается с помощью углов 24 через продольные и поперечные элементы 31 – 34 усиливающей рамы 1, исключая деформирование или повреждение усиленной аккумуляторной батареи 2. Аналогично этому боковые удары в боковые части 27 нижнего обвязочного бруса кузова транспортного средства 37 будут передаваться через продольные элементы 33, 34 усиливающей рамы 1.
Усиливающая рама 1 изобретения представляет большой интерес в отношении защиты аккумуляторных батарей электрического или гибридного транспортного средства.
Вышеописанные варианты выполнения являются полностью неограничивающими, и могут быть выполнены модификации без отклонения от объема изобретения. В качестве примера внутренняя и наружная части могут изготавливаться из одной и той же стали с высоким пределом прочности на растяжение, например, Usibor®1500 или Usibor®2000. И, наконец, усиленная аккумуляторная батарея 2 может содержать только внутреннюю часть 10 усиливающей рамы 1, в то время как наружная часть 11 усиливающей рамы 1 крепится к корпусу 30, 31 транспортного средства 37. В этом случае сборку усиленной аккумуляторной батареи 2 с транспортным средством выполняют с помощью болтов, соединяя крепежную секцию 5 внутренней части 10 с крепежной секцией 6 наружной части 11.
Третьим и четвертым объектом изобретения являются способы сборки усиленной аккумуляторной батареи 2, которую крепят к транспортному средству 37.
Кузов транспортного средства 37, также известный как «неокрашенный кузов», относится к компонентам кузова машины, которые были собраны вместе, используя один способ или комбинацию способов из перечисленного ниже: сварка, установка на заклепки, клинчинг, склейка, лазерная пайка и т.д.
Согласно фиг. 1, 9 и 10 кузов 30, 31 транспортного средства 37 проходит относительно оси X’ и содержит пол 28, по меньшей мере, пару задних элементов 25 и пару передних элементов 26. Передние элементы 26 расположены с передней стороны транспортного средства 37, и задние элементы 25 расположены у задней стороны транспортного средства. Таким образом, две пары элементов 25, 26 расположены напротив друг друга и приспособлены для поглощения энергии ударов с передней и задней сторон. Кроме того, кузов 30, 31 транспортного средства 37 содержит боковые части 27 нижнего обвязочного бруса, прикрепленные к полу 28 и расположенные напротив друг друга. Эти боковые части 27 нижнего обвязочного бруса служат для поглощения энергии боковых ударов.
Вышеописанная усиливающая рама 1 может быть встроена в общую архитектуру транспортного средства несколькими различными путями, следуя двум основным возможностям сборки:
- согласно первой возможности наружная часть 11 крепится к кузову 30, 31, в то время как внутренняя часть 10 расположена вокруг элементов 29 аккумуляторной батареи. Затем внутренняя часть 10 крепится к наружной части 11 для крепления аккумуляторной батареи 2 к транспортному средству;
- согласно второй возможности внутренняя и наружная части 10, 11 сначала крепятся друг к другу для формирования усиливающей рамы 1 и затем располагаются вокруг элементов 29 аккумуляторной батареи. Собранная таким образом аккумуляторная батарея 2 далее крепится к некрашеному кузову посредством крепления усиливающей рамы 1 к кузову. Можно считать, что во второй конструкции вся усиливающая рама 1 относится к аккумуляторной батарее 2.
Что касается первой возможности, последовательность сборки включает в себя следующие этапы, на которых:
- обеспечивают наличие элементов 29 аккумуляторной батареи;
- обеспечивают наличие внутренней и наружной частей 10, 11;
- располагают внутреннюю часть 10 вокруг элементов 29 аккумуляторной батареи. Например, элементы 29 аккумуляторной батареи лежат на защитном элементе 15, и крепежная секция 5 внутренней части 10 прикреплена к защитному элементу 15;
- крепят крепежную секцию 6 наружной части 11 к паре боковых частей 27 нижнего обвязочного бруса таким образом, что углы наружной части 11, расположенные у передней стороны транспортного средства 37, примыкают к заднему концу передних элементов 26, и углы наружной части 11, расположенные у задней стороны транспортного средства 37, примыкают к переднему концу задних элементов 25;
- крепят крепежную секцию 5 внутренней части 10 к крепежной части 6 наружной части 11 для формирования усиливающей рамы 1, имеющей участок 3 крепления, прикрепленный к кузову гибридного или электрического транспортного средства 37, и полый участок 4, окружающий элементы 29 аккумуляторной батареи.
Что касается второй возможности, последовательность сборки включает в себя следующие этапы, на которых:
- обеспечивают наличие элементов 29 аккумуляторной батареи;
- обеспечивают наличие внутренней и наружной частей 10, 11;
- крепят крепежные секции 5 и 6 внутренней и наружной частей 10 и 11 друг к другу для формирования усиливающей рамы 1, имеющей участок 3 крепления и полый участок 4;
- располагают усиливающую раму 1 вокруг элементов 29 аккумуляторной батареи. Например, элементы 29 аккумуляторной батареи лежат на защитном элементе 15, и крепежная секция 5 внутренней части 10 прикреплена к защитному элементу 15;
- крепление участка 3 крепления к паре боковых частей 27 нижнего обвязочного бруса кузова таким образом, что углы усиливающей рамы 1, расположенные у передней стороны транспортного средства 37, примыкают к заднему концу передних элементов 26, и углы усиливающей рамы 1, расположенные у задней стороны транспортного средства 37, примыкают к переднему концу задних элементов 25.
Благодаря этой конструкции усиливающей рамы 1 внутри транспортного средства, энергия лобового или заднего удара в транспортное средство 37 передается через соответствующие элементы 25, 26 и передается с помощью углов 24 через продольные и поперечные элементы 31-34 усиливающей рамы 1, исключая деформирование внутренней части 10 усиливающей рамы 1. Кроме того, усиливающая рама 1 служит для отведения и распределения энергии удара в случае лобового или заднего удара. Фактически, благодаря высокой прочности и центральному положению в архитектуре транспортного средства, усиливающая рама 1 расположена на траектории действия нагрузки, передаваемой в результате удара, как показано стрелками 36 на фиг. 9 и 10, обозначающими траекторию силы удара. Нагрузка сначала передается конструкции транспортного средства через элементы 25 или 26, соответственно, в случае заднего или лобового удара. Далее нагрузка передается на остальную часть конструкции транспортного средства и, в частности, на усиливающую раму 1. Нагрузка отводится от центральной траектории транспортного средства 37, при этом расположены элементы 29 аккумуляторной батареи, к боковым поверхностям транспортного средства 37 через усиливающую раму 1.
Группа изобретений относится к усиливающей раме для аккумуляторной батареи электрического или гибридного транспортного средства и способу сборки усиленной батареи. Усиливающая рама содержит, по меньшей мере: участок крепления усиливающей рамы, полый участок усиливающий рамы, внутреннюю часть и наружную часть. Участок крепления усиливающей рамы выполнен с возможностью крепления к аккумуляторной батарее и кузову транспортного средства. Полый участок усиливающий рамы выполнен с возможностью окружения, по меньшей мере, элементов аккумуляторной батареи. Внутренняя и наружная части имеют крепежные и усиливающие секции. Крепежные секции прикреплены друг к другу для формирования участка крепления усиливающей рамы. Усиливающие секции ограничивают полый участок усиливающей рамы. Внутренняя и наружная части выполнены из заготовок из закаленной под прессом стали, сваренных лазерной сваркой. Заготовки, сваренные лазерной сваркой, содержат несколько подзаготовок. Достигается защита элементов аккумуляторной батареи от физических воздействий. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 10 ил.
1. Усиливающая рама (1) для аккумуляторной батареи (2) электрического или гибридного транспортного средства (37), установленная на транспортном средстве (37), причем аккумуляторная батарея (2) содержит множество элементов (29) аккумуляторной батареи, и усиливающая рама (1) содержит, по меньшей мере:
участок (3) крепления усиливающей рамы, выполненный с возможностью крепления к аккумуляторной батарее (2) и кузову транспортного средства, и
полый участок (4) усиливающий рамы, выполненный с возможностью окружения, по меньшей мере, элементов (29) аккумуляторной батареи,
внутреннюю часть (10) и наружную часть (11) имеющие крепежную секцию (5, 6) и усиливающую секцию (7, 8), причем крепежные секции (5, 6) прикреплены друг к другу для формирования участка (3) крепления усиливающей рамы, и усиливающие секции (7, 8) ограничивают полый участок (4) усиливающий рамы,
причем внутренняя и наружная части (10, 11) выполнены из заготовок из закаленной под прессом стали, сваренных лазерной сваркой, и указанные заготовки, сваренные лазерной сваркой, содержат несколько подзаготовок.
2. Усиливающая рама (1) по п. 1, в которой усиливающие секции (7, 8) внутренней и наружной частей (10, 11), по существу, имеют L-образную форму и расположены в симметричных положениях относительно оси Y полого участка (4) усиливающей рамы, образуя, по существу, квадратный или прямоугольный полый участок (4) усиливающей рамы.
3. Усиливающая рама (1) по любому из пп. 1 или 2, содержащая закрывающий участок (9), проходящий от полого участка (4) усиливающей рамы, причем указанный закрывающий участок (9) выполнен с возможностью крепления к верхней крышке (19) аккумуляторной батареи (2).
4. Усиливающая рама (1) по п. 3, в которой внутренняя (10) и наружная (11) части имеют закрывающую секцию (12, 13), проходящую от рассматриваемой усиливающей секции (7, 8), причем указанные закрывающие секции (12, 13) прикреплены друг к другу для формирования закрывающего участка (9).
5. Усиливающая рама (1) по любому из пп. 1-4, в которой для любого заданного сечения указанной усиливающей рамы (1) произведение минимального предела прочности на растяжение на толщину листа внутренней части (10) равно или больше произведения минимального предела прочности на растяжение на толщину листа наружной части (11).
6. Усиливающая рама (1) по любому из пп. 1-5, имеющая, по существу, квадратную или прямоугольную форму и имеющая скошенные углы.
7. Усиливающая рама (1) по любому из пп. 1-6, содержащая, по меньшей мере, один продольный усиливающий элемент (14), который расположен внутри полого участка (4) усиливающей рамы и прикреплен к указанному полому участку (4) усиливающей рамы.
8. Усиливающая рама (1) по любому из пп. 1-7, в которой продольный усиливающий элемент (14) имеет омегообразное сечение.
9. Усиленная аккумуляторная батарея (2) для электрического или гибридного транспортного средства (37), содержащая множество элементов (29) аккумуляторной батареи, и дополнительно содержащая усиливающую раму (1) по любому из пп. 1-8.
10. Усиленная аккумуляторная батарея (2) по п. 9, в которой усиленная аккумуляторная батарея (2) прикреплена к кузову электрического или гибридного транспортного средства (37), по меньшей мере, на участке (3) крепления.
11. Усиленная аккумуляторная батарея (2) по п. 9 или 10, дополнительно содержащая, по меньшей мере, защитный элемент (15), выполненный с возможностью предотвращения проникновения в аккумуляторную батарею (2), причем защитный элемент (15) прикреплен к участку (3) крепления усиленной аккумуляторной батареи (2).
12. Усиленная аккумуляторная батарея (2) по любому из пп. 9 – 11, дополнительно содержащая, по меньшей мере, верхнюю крышку (19), прикрепленную к усиливающей раме (1) посредством ее крепления к закрывающему участку (9) усиливающей рамы (1).
13. Способ сборки усиленной аккумуляторной батареи (2) по любому из пп. 9 – 12, которая крепится к кузову (30, 31) электрического или гибридного транспортного средства (37), причем кузов (30, 31) проходит вдоль продольной оси (X) и содержит пол (28), по меньшей мере, пару задних элементов (25) и пару передних элементов (26), причем указанные пары (25, 26) расположены напротив друг друга и выполнены с возможностью поглощения энергии ударов с передней и задней сторон, и две боковые части (27) нижнего обвязочного бруса, расположенные напротив друг друга и прикрепленные к полу (28) и выполненные с возможностью поглощения энергии боковых ударов; причем способ включает в себя, по меньшей мере, следующие этапы, на которых:
обеспечивают наличие элементов (29) аккумуляторной батареи;
обеспечивают наличие внутренней и наружной частей (10, 11);
располагают внутреннюю часть (10) вокруг элементов (29) аккумуляторной батареи;
крепят крепежную секцию (6) наружной части (11) к паре боковых частей (27) нижнего обвязочного бруса так, что углы наружной части (10), расположенные у передней стороны транспортного средства (37), примыкают к заднему концу передних элементов (26), и углы наружной части (10), расположенные у задней стороны транспортного средства, примыкают к переднему концу задних элементов (25);
крепят крепежную секцию (5) внутренней части (10) к крепежной секции (6) наружной части (11) для формирования усиливающей рамы (1), имеющей участок (3) крепления, прикрепленный к кузову гибридного или электрического транспортного средства (37), и полый участок (4), окружающий элементы (29) аккумуляторной батареи.
14. Способ сборки усиленной аккумуляторной батареи (2) по любому из пп. 9 – 12, которая крепится к кузову (30, 31) электрического или гибридного транспортного средства (37), причем указанный кузов (30, 31) проходит вдоль продольной оси (X) и содержит пол (28), по меньшей мере, пару задних элементов (25) и пару передних элементов (26), причем указанные пары (25, 26) расположены напротив друг друга и выполнены с возможностью поглощения энергии ударов с задней и передней сторон, и две боковые части (27) нижнего обвязочного бруса, расположенные напротив друг друга и прикрепленные к полу (28) и выполненные с возможностью поглощения энергии боковых ударов, причем способ включает в себя, по меньшей мере, следующие этапы, на которых:
обеспечивают наличие элементов (29) аккумуляторной батареи;
обеспечивают наличие внутренней и наружной частей (10, 11);
крепят крепежные секции (5, 6) внутренней и наружной частей (10, 11) друг к другу для формирования усиливающей рамы (1), имеющей участок (3) крепления и полый участок (4);
располагают усиливающую раму (1) вокруг элементов (29) аккумуляторной батареи;
крепят участок (3) крепления к паре боковых частей (27) нижнего обвязочного бруса кузова так, что углы усиливающей рамы (1), расположенные у передней стороны транспортного средства (37), примыкают к заднему концу передних элементов (26), и углы усиливающей рамы (1), расположенные у задней стороны транспортного средства, примыкают к переднему концу задних элементов (25).
| Способ получения цианистых соединений | 1924 |
|
SU2018A1 |
| Станок для придания концам круглых радиаторных трубок шестигранного сечения | 1924 |
|
SU2019A1 |
| Способ приготовления лака | 1924 |
|
SU2011A1 |
| DE 102016115037 A1, 15.02.2018 | |||
| Автомобиль-сани, движущиеся на полозьях посредством устанавливающихся по высоте колес с шинами | 1924 |
|
SU2017A1 |
