Транспортное средство с энергоаккумуляторной зоной
Изобретение относится к транспортному машиностроению. Транспортное средство с энергоаккумуляторной зоной содержит аккумулятор энергии, зону заднего моста с рамой заднего моста и зону переднего моста с рамой переднего моста, прерванные пути аварийного нагружения в зоне пола транспортного средства, которые ограничены пассажирским отсеком транспортного средства. Аккумулятор энергии расположен на несущей системе в зоне пола транспортного средства. Несущая система замыкает прерванные пути аварийного нагружения транспортного средства между рамой заднего моста и/или рамой переднего моста. Достигается повышение жесткости кузова транспортного средства. 15 з.п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к транспортному средству с аккумулятором энергии в энергоаккумуляторной зоне. Транспортное средство имеет зону заднего моста с рамой заднего моста и зону переднего моста с рамой переднего моста. Далее транспортное средство имеет прерванные пути аварийного нагружения в зоне пола транспортного средства, которые ограничены пассажирским отсеком транспортного средства.
Такое транспортное средство своими путями аварийного нагружения, которые в зоне пола транспортного средства ограничены пассажирским отсеком транспортного средства, защищает конечности, в частности ноги, пассажиров транспортного средства при фронтальном и заднем столкновении. Из-за ограничения путей аварийного нагружения в зоне пола транспортного средства создается разрыв как в зоне путей аварийного нагружения относительно зоны заднего моста, так и относительно переднего моста. Это означает, что при заднем столкновении задний мост может сдавливаться в направлении пассажирского отсека транспортного средства, а при фронтальном столкновении рама переднего моста - в направлении пассажирского отсека транспортного средства.
С этой целью на фиг.8 показана зона 8 пола транспортного средства 50 с зоной 4 заднего моста согласно уровню техники. В зоне 4 заднего моста задние колеса 26 и 27 шарнирно соединены с задним мостом 17 с независимой подвеской колес на рычагах, ориентированных в разных плоскостях. В свою очередь задний мост 17 зафиксирован на раме 5 заднего моста кузова 28. На раме 5 заднего моста в традиционном транспортном средстве 50 расположен в качестве аккумулятора 3 энергии топливный бак.
В зоне 8 пола транспортного средства пути 6 и 7 аварийного нагружения ограничены пассажирским отсеком 9. Пути 6 аварийного нагружения образуют при этом продолжения рамы переднего моста, а пути 7 аварийного нагружения образованы краевыми профилями центрального туннеля в зоне пола под пассажирским отсеком транспортного средства. Таким образом, пути 6 и 7 аварийного нагружения по существу усиливают пассажирский отсек 9 транспортного средства, однако при заднем ударе рама 5 заднего моста с этим мостом 17 может быть негативным образом смещена в направлении пассажирского отсека 9 в зоне 8 пола транспортного средства.
Из DE 4129737 А1 известно транспортное средство, в частности легковой автомобиль, с электрическим приводом, задний мост которого в зоне заднего моста приводится от электродвигателя, при этом батарея расположена между электродвигателем и задними сиденьями транспортного средства внутри пассажирского отсека транспортного средства.
На фиг.9 схематично показан вид сверху расположения электродвигателя 31 с его ведущей осью 32 известного электромобиля 30. Аккумулятор 3 энергии в форме батареи расположен при этом в раме 29, которая в задней зоне со стороны электродвигателя 31 имеет расположенные одна над другой поперечные балки 40 и 41 и в передней зоне со стороны заднего сиденья транспортного средства 30 - расположенные одна над другой поперечные балки 46 и 47. Кроме того, рама 29 включает также расположенные одна над другой продольные балки 42 и 43 с одной стороны транспортного средства 30 и расположенные одна над другой продольные балки 44 и 45 на противолежащей стороне транспортного средства 30.
Между нижней и верхней поперечными балками или продольными балками расположены соответствующие металлические листы, так что открытая вверх рама 29 может принимать батарею в качестве аккумулятора 3 энергии, при этом батарея фиксируется в раме 29 при помощи стяжных хомутов 48 и 49. Рама 29 расположена между продольными балками 37 и 38 кузова этого электромобиля 30 и при боковом столкновении усиливает и поддерживает пассажирский отсек транспортного средства в зоне задних сидений.
Недостатком этого электромобиля 30 является громоздкая тяжелая рама для энергоаккумуляторной зоны, которая зафиксирована между продольными балками 37 и 38 кузова и может монтироваться и демонтироваться в пассажирском отсеке транспортного средства через закрывающую устройство аккумуляторной батареи крышку. Подобная рама 29 для энергоаккумуляторной зоны 2 транспортного средства 30 означает значительное увеличение веса, и так как в продольном направлении параллельно продольным балкам 37 и 38 не предусмотрены пути аварийного нагружения, то при аварии она обеспечивает лишь поддерживающую боковую защиту от столкновения и не работает на защиту при фронтальном или заднем столкновении.
Задача изобретения состоит в создании транспортного средства с аккумулятором энергии в энергоаккумуляторной зоне транспортного средства, при этом энергоаккумуляторная зона должна, во-первых, способствовать повышению жесткости кузова и, во-вторых, создать аварийно-безопасную зону для аккумулятора энергии.
Эта задача решается за счет предмета независимых пунктов формулы изобретения. Преимущественные усовершенствования изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно изобретению создано транспортное средство с аккумулятором энергии в энергоаккумуляторной зоне. Транспортное средство имеет зону заднего моста с рамой заднего моста и зону переднего моста с рамой переднего моста. Далее, транспортное средство имеет прерванные пути аварийного нагружения в зоне пола транспортного средства, которые ограничены пассажирским отсеком транспортного средства. Аккумулятор энергии расположен на несущей системе в зоне пола транспортного средства, при этом несущая система замыкает прерванные пути аварийного нагружения транспортного средства между рамой заднего моста и/или рамой переднего моста.
Это транспортное средство имеет преимущество в том, что благодаря несущей системе в энергоаккумуляторной зоне для аккумулятора энергии зона заднего моста при заднем столкновении препятствует проникновению в направлении пассажирского отсека транспортного средства. В отличие от обычных транспортных средств дополнительно достигается более эффективная передача аварийных нагрузок через пути аварийного нагружения посредством замыкания таких путей аварийного нагружения при помощи несущей системы для аккумулятора энергии в энергоаккумуляторной зоне. Кроме того, за счет усиления теперь уже сомкнутых несущей системой путей аварийного нагружения может быть заметно уменьшен вес других структур кузова транспортного средства.
В частности, для автомобилей типа кабриолета создается преимущество повышенной жесткости кузова в зоне пола и, таким образом, улучшенная защита для пассажиров кабриолета.
В одном преимущественном варианте изобретения аккумулятор энергии расположен в зоне задних сидений. Эта зона задних сидений дополнительно поддерживается за счет усиленных и дополнительных путей аварийного нагружения, которые созданы при помощи несущей системы в энергоаккумуляторной зоне, так что повышается безопасность пассажиров на задних сиденьях в случае заднего столкновения. Одновременно под задними сиденьями транспортного средства создается также безопасное дополнительное свободное пространство для аккумулятора энергии. Так как также в зоне переднего моста транспортного средства имеются прерванные пути аварийного нагружения, то преимуществом для защиты пассажиров может быть размещение дополнительных аккумуляторов энергии в зоне передних сидений.
Благодаря размещению аккумуляторов энергии под передними сиденьями, равно как и под задними сиденьями, транспортное средство может быть оснащено многообразными вариантами аккумуляторов энергии без того, чтобы возникла дополнительная потребность пространства для аккумуляции энергии. При этом, например, путем откидывания соответствующих сидений из пассажирского отсека транспортного средства может быть обеспечен доступ как к аккумуляторам энергии под передними сиденьями, так и к аккумуляторам энергии под задними сиденьями.
Кроме того, предусмотрено, с другой стороны, что аккумулятор энергии под задними сиденьями расположен за пределами пассажирского отсека транспортного средства. В этом случае путем удаления несущей системы на полу транспортного средства может быть встроен аккумулятор энергии и при необходимости также заменен, при этом после позиционирования аккумулятора энергии несущую систему необходимо восстановить в зоне пола. Такая же возможность предусмотрена для аккумуляторов энергии, которые расположены под передними сиденьями, так что они также могут быть демонтированы и смонтированы за пределами пассажирского отсека транспортного средства, равно как и заменены.
Чтобы замкнуть прерванные пути аварийного нагружения, несущая система имеет продольные балки, которые в зоне пола транспортного средства между рамой передних колес и/или рамой задних колес продлевают пути аварийного нагружения и тем самым замыкают пути аварийного нагружения. Эти продольные балки несущей системы своими первыми концами могут быть привинчены или зафиксированы на прерванных путях аварийного нагружения в зоне пола транспортного средства, в свою очередь их вторые концы привинчивают в точках заднего моста. Помимо этой возможности, позволяющей привинтить вторые концы к точкам заднего моста, вторые концы продольных балок несущей системы могут быть привинчены в разделенных точках заднего моста. Наконец, продольные балки несущей системы своими вторыми концами могут быть привинчены к точкам рамы задних колес.
Эти три различные возможности могут быть применены в зависимости от заданной структуры заднего моста, рамы заднего моста и контура структуры заднего моста.
Вместо крепления первых концов непосредственно на прерванных путях аварийного нагружения они могут быть привинчены также к зонам центральной туннельной структуры. Соединение их с зонами боковых профилей центральной туннельной структуры позволяет получить усиленную продольную жесткость транспортного средства, которая дополнительно повышается за счет продольных балок несущей системы в зоне батарейных аккумуляторов.
Чтобы повысить устойчивость несущей системы, несущая система может иметь поперечные балки, которые расположены между продольными балками и закреплены на них. При этом поперечные балки могут быть расположены параллельно или могут перекрещиваться друг с другом, чтобы повысить жесткость соединения зоны пола в области расположения аккумулятора энергии. При этом энергоаккумуляторная зона может занимать пространство зоны обычного топливного бака выше несущей системы.
Для энергоаккумуляторной зоны предусмотрены преимущественно топливные элементы с топливным баком или батарейные элементы, в частности ионно-литиевые элементы.
Кроме того, в энергоаккумуляторной зоне могут быть размещены также резервуары сжиженного газа, например LPG-резервуары, или резервуары природного газа, например CNG-резервуары, или водородные резервуары.
Ниже изобретение поясняется более детально на основе следующих чертежей.
На фиг.1 схематично показан вид снизу транспортного средства 1 в зоне рамы 5 заднего моста транспортного средства 1 с предусмотренной энергоаккумуляторной зоной 2. Энергоаккумуляторная зона 2 ограничена сбоку рамой 5 заднего моста, на которую опирается задний мост 17 и которая отводит возникающие нагрузки в боковые профили 28 продольных балок кузова. Таким образом, для аккумулятора 3 энергии создается свободное пространство с показанным на фиг.1 контуром 55. В подобном транспортном средстве 1 пути 6 и 7 аварийного нагружения ограничены в зоне пола 8 транспортного средства пассажирским отсеком 9 и имеют разрывы в путях аварийного нагружения со стороны рамы 5 заднего моста.
На фиг.2 схематично показан вид снизу транспортного средства 1 согласно фиг.1 с параллельными продольными балками 11 и 12 несущей системы 101 по 1-му варианту изобретения. В подобном транспортном средстве 1 пути 6 аварийного нагружения в зоне пола 8 транспортного средства, которые вначале ограничены пассажирским отсеком 9 транспортного средства, дополнительно продлеваются и усиливаются за счет несущей системы 101 согласно изобретению. При этом предполагается, что несущая система 101 на своих продольных балках 11 и 12 несет аккумулятор 3 энергии, который размещен вместо прежнего топливного бака транспортного средства 1 с мотором внутреннего сгорания. Подобный аккумулятор 3 энергии может включать в себя для электромобиля топливный элемент с топливным баком или может иметь подзаряжаемый батарейный аккумулятор, который преимущественным образом содержит ионно-литиевые элементы. Для транспортного средства 1, работающего от газового двигателя, может быть предусмотрена энергоаккумуляторная зона 2 для резервуара сжиженного газа, соответственно LPG-резервуара, или резервуара природного газа, соответственно CNG-резервуара, или водородного резервуара, Н2-резервуара.
В показанном на фиг.2 варианте несущей системы 101 первые концы 13 и 14 продольных балок 11 и 12 привинчены к прежде прерванным путям 6 аварийного нагружения транспортного средства 1, а своими вторыми концами 15 и 16 они фиксируются винтами в разделенных крепежных точках 18 и 19 заднего моста 17 транспортного средства. Эти разделенные точки выбраны в этом варианте изобретения, чтобы создать прямолинейное параллельное продолжение и тем самым дополнительные пути аварийного нагружения.
В нижеследующих фигурах одинаковые компоненты с одинаковыми функциями обозначены, как и на предыдущих фигурах, теми же позициями и не описываются дополнительно. На фиг.3 схематично показан вид снизу транспортного средства 1 согласно фиг.1 с параллельными продольными балками несущей системы по 2-му варианту изобретения. В этом случае продлеваются пути 7 аварийного нагружения центральной туннельной структуры, при этом первыми концами 13 и 14 продольные балки 11 и 12 привинчены к прежде прерванным путям 7 аварийного нагружения туннельной структуры транспортного средства 1, а своими вторыми концами 15 и 16 они зафиксированы винтами в крепежных точках 18 и 19 заднего моста 17 транспортного средства. При этом вторые крепежные точки 18 и 19 расположены ближе друг к другу, чем в первом варианте изобретения с фиг.2.
На фиг.4 схематично показан вид снизу транспортного средства 1 согласно фиг.1 с продольными балками 11 и 12 несущей системы 103 по 3-му варианту изобретения. Первые концы 13 и 14 продольных балок 11 и 12 в этом варианте осуществления прикручены к до сих пор прерванным путям 6 аварийного нагружения транспортного средства, а своими вторыми концами 15 и 16 посредством резьбовых соединений зафиксированы в отдельных крепежных точках 18 и 19 заднего моста 17 транспортного средства, как это показано на фиг.3. Посредством этого энергоаккумуляторная зона становится от продольных балок 11 и 12, которые до заднего моста 17 имеют меньшее расстояние, чем на своих передних концах 13 и 14.
Фиг.5 показывает схематичный вид снизу транспортного средства 1 согласно фиг.1 с продольными балками 11 и 12 несущей системы 104 согласно 4-му варианту осуществления изобретения. В этом варианте первые концы 13 и 14 продольных балок 11 и 12 смещены поперек продольного направления и расположены на краевых профилях 53 и 54 туннеля центральной туннельной структуры 22. Таким образом достигается высокая поперечная жесткость при помощи двух продольных балок 11 и 12 для зоны пола транспортного средства, и для энергоаккумуляторной зоны 2. Продольные балки могут быть еще больше раздвинуты относительно заднего моста 17, если их вторые концы 15 и 16 соединены в точках 20 и 21 рамы 5 заднего моста.
Если несущая система 10 в показанных выше вариантах изобретения содержит лишь две продлевающие пути 6 или 7 аварийного нагружения продольные балки 11 и 12, которые на основе различного крепления первых концов 13 и 14, а также вторых концов 15 и 16 обеспечивают ограниченную поперечную устойчивость и принципиальную продольную устойчивость для зоны пола транспортного средства, то в нижеследующих фиг.6 и 7 схематично показан вид снизу транспортного средства 1 согласно фиг.1 с дальнейшим повышением жесткости несущих систем 105 и 106 в энергоаккумуляторной зоне.
На фиг.6 схематично показан вид снизу транспортного средства 1 согласно фиг.1 с параллельными продольными балками 11 и 12 и параллельными поперечными балками 23 и 24 несущей системы 105 по 5-му варианту изобретения. Дальнейшее повышение жесткости этой несущей системы 105 достигается за счет дополнительных поперечных балок 23 и 24, которые здесь усиливают среднюю зону продольных балок 11 и 12 в поперечном направлении.
На фиг.7 схематично показан вид снизу транспортного средства 1 согласно фиг.1 с параллельными продольными балками 11 и 12 и перекрестными поперечными балками 23 и 24 несущей системы 106 по 6-му варианту изобретения. Перекрестные балки 23, 24 позволяют повысить жесткость на кручение для несущей системы 106. Одновременно улучшается также несущая способность несущей структуры 106. Таким образом, благодаря заявленным несущим системам 101-106, исключительно гибко согласующимся с различными вариантами нагружения и различными структурами пола 8 транспортного средства, и несущим структурам для энергоаккумуляторной зоны 2 может быть достигнута увеличенная безопасность транспортного средства 1 при столкновении с одновременно надежным размещением аккумуляторов 3 энергии.
Отражающие состояние техники фиг.8 и 9 были уже описаны вначале, так что повторное описание представляется излишним.
Перечень ссылочных позиций
1. Транспортное средство
2. Энергоаккумуляторная зона
3. Аккумулятор энергии
4. Зона заднего моста
5. Рама заднего моста
6. Прерванный путь аварийного нагружения
7. Прерванный путь аварийного нагружения
8. Зона пола транспортного средства
9. Пассажирский отсек транспортного средства
10. Несущая система
11. Продольная балка
12. Продольная балка
13. Первый конец
14. Первый конец
15. Второй конец
16. Второй конец
17. Задний мост
18. Отдельная точка
19. Отдельная точка
20. Точка рамы заднего моста
21. Точка рамы заднего моста
22. Туннельная структура
23. Поперечная балка
24. Поперечная балка
26. Заднее колесо
27. Заднее колесо
28. Профиль продольной балки кузова
29. Рама (для батареи поз. 30)
30. Электромобиль (уровень техники)
31. Электродвигатель
32. Ведущая ось
33. Поперечная балка
34. Поперечина
35. Поперечина
36. Подшипник двигателя
37. Продольная балка (для двигателя)
38. Продольная балка (для двигателя)
39. Приемный элемент моста
40. Поперечная балка
41. Поперечная балка
42. Продольная балка
43. Продольная балка
44. Продольная балка
45. Продольная балка
46. Передняя поперечная балка
47. Передняя поперечная балка
48. Стяжной хомут
49. Стяжной хомут
50. Транспортное средство согласно уровню техники
51. Точка заднего моста
52. Точка заднего моста
53. Фланцевая зона центрального туннеля
54. Фланцевая зона центрального туннеля
55. Контур подпорного пространства
101. Несущая система (1-й вариант)
102. Несущая система (2-й вариант)
103. Несущая система (3-й вариант)
104. Несущая система (4-й вариант)
105. Несущая система (5-й вариант)
106. Несущая система (6-й вариант)
1. Транспортное средство с энергоаккумуляторной зоной (2), при этом транспортное средство (1) содержит аккумулятор (3) энергии, зону (4) заднего моста с рамой (5) заднего моста и зону переднего моста с рамой переднего моста, прерванные пути (6, 7) аварийного нагружения в зоне (8) пола транспортного средства, которые ограничены пассажирским отсеком (9) транспортного средства, при этом аккумулятор (3) энергии расположен на несущей системе (10) в зоне (8) пола транспортного средства, и при этом несущая система (10) замыкает прерванные пути (6, 7) аварийного нагружения транспортного средства (1) между рамой (5) заднего моста и/или рамой переднего моста.
2. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что аккумулятор (3) энергии расположен в зоне задних сидений.
3. Транспортное средство по п.1 или 2, отличающееся тем, что аккумулятор (3) энергии расположен в зоне передних сидений.
4. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что аккумулятор (3) энергии расположен под задними сиденьями за пределами пассажирского отсека (9) транспортного средства.
5. Транспортное средство по п.1 или 2, отличающееся тем, что аккумулятор (3) энергии расположен под передними сиденьями за пределами пассажирского отсека (9) транспортного средства.
6. Транспортное средство по п.5, отличающееся тем, что несущая система (10) имеет продольные балки (11, 12), которые продлевают прерванные пути (6, 7) аварийного нагружения в зоне (8) пола транспортного средства между рамой переднего моста и/или рамой (4) заднего моста и таким образом замыкают прерванные пути (6, 7) аварийного нагружения.
7. Транспортное средство по п.6, отличающееся тем, что продольные балки (11, 12) несущей системы (10) первыми концами (13, 14) привинчены к прерванным путям (6, 7) аварийного нагружения.
8. Транспортное средство по п.6 или 7, отличающееся тем, что продольные балки (11, 12) несущей системы (10) вторыми концами (15, 16) привинчены к точкам заднего моста (17).
9. Транспортное средство по п.6 или 7, отличающееся тем, что продольные балки (11, 12) несущей системы (10) вторыми концами (15, 16) привинчены к отдельным точкам (18, 19) заднего моста (17).
10. Транспортное средство по п.6 или 7, отличающееся тем, что продольные балки (11, 12) несущей системы (10) вторыми концами (15, 16) привинчены к точкам рамы (20, 21) заднего моста (17).
11. Транспортное средство по п.6, отличающееся тем, что продольные балки (11, 12) несущей системы (10) первыми концами (13, 14) привинчены к центральной туннельной структуре (22).
12. Транспортное средство по п.8, отличающееся тем, что несущая система (10) имеет поперечные балки (23, 24, 25), которые зафиксированы на продольных балках (11, 12).
13. Транспортное средство по п.12, отличающееся тем, что поперечные балки (24, 25), которые зафиксированы на продольных балках (11, 12), перекрещиваются друг с другом.
14. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что как энергоаккумуляторная зона (2) предусмотрено пространство обычной зоны топливного бака над несущей системой (10).
15. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что энергоаккумуляторная зона (2) имеет топливные элементы с топливным баком или батарейные элементы, преимущественным образом ионно-литиевые элементы.
16. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что энергоаккумуляторная зона (2) имеет резервуар (LPG) сжиженного газа, или резервуар (CNG) природного газа, или водородный резервуар (Н2).
