用于保持至少一個用于機動車的能量模塊的裝置以及對應的裝配方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于保持至少一個用于機動車的能量模塊的裝置，其尤其是用于保持至少一個用于混合動力車或電動車的高壓能量模塊。
[0002]此外，本發明涉及一種包括這樣的裝置的車輛。
[0003]此外，本發明涉及一種用于裝配這樣的裝置的方法。
【背景技術】
[0004]這樣的用于保持一個或多個能量模塊、例如能量存儲模塊或能量轉換模塊的裝置在機動車中完成裝配的狀態下廣泛地作為蓄能器或者說能量存儲裝置已知。
[0005]通常，這樣的裝置另外用于保持能量模塊結合例如混合動力車或電動車使用。為此目的，常規的裝置通常具有通過安裝區段在車體結構側或車身側可安裝的用于保持相應能量模塊的元件或構件。
[0006]被保持的能量模塊通常通過相互耦聯的能量單元構成。作為能量存儲模塊構成的能量模塊的示例可以是多個蓄電池單元的布置結構；例如由電化學存儲電池、例如鋰離子存儲電池組成的蓄電池、雙層電容器等。作為能量轉換模塊構成的能量模塊的示例是燃料電池堆，所述燃料電池堆具有一系列相互耦聯的燃料電池。
[0007]上面提到類型的常規的裝置例如使用結構強度高的緊固在車體結構側的殼體，所述殼體設置用于不僅接納而且保持這樣的能量模塊。與此對應地，這些殼體一方面承受全部的作用到能量模塊上或直接作用到殼體上的力(例如在事故或相撞、在出現振動時等)并且另一方面保護能量模塊以防外部的環境影響；尤其是通過在相應的殼體部分之間設置對應的密封裝置用以構成(對水)密封的殼體等。
[0008]然而在這樣的常規的裝置中，在殼體中的對應的安裝區段和保持的能量模塊之間的力傳導不在最短的可能的行程上進行，而是很大程度上在幾乎整個殼體結構上進行，這基于對應要進行的殼體尺寸確定而對殼體重量產生不利的作用。但殼體的質量除了所述一個或多個能量模塊的質量之外正好構成所述裝置的總重量的最大份額。
[0009]這導致，所述裝置的高的重量減少機動車的有效功率并且提高機動車的能量需求。
[0010]此外，在這樣的裝置中，所述能量模塊的裝配、線纜敷設和管路敷設基于殼體之內有限的進入可能性而極其耗費。這導致提高的裝配時間，因為對應的裝配工作與提高的花費關聯，由此總體上產生提高的裝配成本。
[0011]這樣的用于保持能量模塊的裝置的由現有技術已知的另一個示例在文獻DE 102011 000 693 Al中說明，其中，該示例部分地考慮上面提到的問題。
[0012]該屬于現有技術的裝置設立用于保持在混合動力車或電動車中設置的電能量模塊(高壓能量模塊)，所述能量模塊可以在混合動力車或電動車的電機的電動機式運行中放電和在對應的發電機式運行中被充電。
[0013]此外，由文獻DE 10 2011 000 693 Al已知的裝置除了用于保持對應能量模塊的保持元件之外還具有殼體，相應的電能量模塊可以接納在所述殼體中。為了保持相應的能量模塊，僅設置以承載框架形式的保持元件，其中，包括殼體上部分和殼體下部分的殼體至少包圍由承載框架保持的能量模塊。尤其是承載框架在此通過安裝區段與機動車的車體結構連接。承載框架另外形成殼體區段并且尤其是設置用于承受作用到電能量模塊上的全部的力和力矩。
[0014]雖然借助該屬于現有技術的裝置可以減小所述裝置的重量，因為僅承載框架要被確定尺寸用以主要承受由能量模塊造成的力和力矩并且殼體部分可以針對相應較小的負載設計。
[0015]不過，文獻DE 10 2011 000 693 Al的裝置絕沒有設置特別的機構或措施，所述機構或措施在機動車事故時為保持的昂貴的能量模塊提供保護以防損壞。
【發明內容】
[0016]因此，本發明的任務是，這樣進一步改進同類的裝置，使得可以為保持的能量模塊提供相比于現有技術提高的保護以防損壞。此外，應該相比于現有技術降低這樣的裝置的裝配成本。
[0017]該任務通過獨立權利要求的特征解決。
[0018]本發明有利的設計方案和進一步改進方案由從屬權利要求得出。
[0019]按照本發明的裝置設置用于保持至少一個用于機動車的能量模塊、尤其是用于保持至少一個用于混合動力車或電動車的高壓能量模塊，其中，按照本發明的裝置具有至少一個通過一個或多個安裝區段可安裝在車體結構側的保持元件，用以保持所述至少一個能量模塊，其中，保持元件具有至少一個用于保持所述至少一個能量模塊的保持區段和至少一個變形區段，所述變形區段設計成，使得在施加預先確定的力到保持元件上時，所述變形區段在變形、優選塑性變形的情況下允許在保持元件的保持所述至少一個能量模塊的保持區段和所述一個或多個安裝區段之間的預定的由所述變形造成的相對運動。
[0020]由此例如在碰撞或事故時(例如在正面碰撞、尾部碰撞或側向碰撞時)出現的運行和碰撞負荷或載荷可以針對性地由保持元件承受，所述保持元件優選作為一種“承載的骨架結構”構成，而密封所述至少一個能量模塊或屏蔽所述至少一個能量模塊以防外部環境影響的功能可以通過所述裝置的以塑料包套形式的殼體實現。為此目的，所述保持元件優選力流優化地作為承載或保持結構構成，所述承載或保持結構絕大部分設置在所述裝置的殼體之內并且將所述至少一個能量模塊對應地保持或支承在殼體之內。
[0021]按照本發明的裝置可以以有利的方式這樣進一步改進，S卩，保持元件具有至少兩個用于分別保持至少一個能量模塊的保持區段和至少一個在其間設置的變形區段，所述變形區段構成為，使得在施加預先確定的力到保持元件上時，所述變形區段允許保持區段朝向變形區段的預定的由所述變形造成的運動。優選，沿保持元件的縱向方向將力施加到保持元件上，從而在承載結構或保持區段上的相應的能量模塊在碰撞時沿碰撞方向相對于安裝區段移動。
[0022]此外，按照本發明的裝置可以這樣實現，S卩，保持元件構成為，使得所述保持元件的通過變形區段間隔開的保持區段沿保持元件的縱向方向處于一條軸線上或幾乎處于一條軸線上，和/或變形區段至少局部成形為，使得變形區段能至少局部地包圍車輛中間底槽。尤其是，變形區段可以構成為有角的和/或圓形的或彎曲的。
[0023]此外，按照本發明的裝置可以這樣實現，S卩，保持元件構成為，使得所述至少一個保持區段這樣保持所述至少一個能量模塊，即，保持區段延伸通過能量模塊的質量重心。由多個能量單元組成的能量模塊構成質量重心，保持區段基本上延伸通過所述質量重心，從而在所述裝置中產生改善的力傳導。在保持多個能量模塊的情況下，保持區段優選延伸通過由能量模塊的整體確定的質量重心。因為力路徑由此延伸通過保持的一個能量模塊或保持的多個能量模塊的重心，所以可以很大程度上阻止“系統的搖晃(aufschaukeln) ”或者說由于振動引起的負載的升高，從而所述裝置的對應的安裝區段不被過度加載。此外可以減小保持元件或承載結構的質量，如果保持的一個能量模塊或保持的多個能量模塊處于保持元件的力路徑中的話。尤其是可以利用所述一個能量模塊或所述多個能量模塊的能量模塊剛度用以提高保持元件的剛度。
[0024]此外，按照本發明的裝置可以這樣實現，S卩，保持元件設立用于通過所述一個或所述多個安裝區段沿車輛橫向或車輛縱向緊固在車體結構側，和/或構成為，使得在沿車輛橫向或車輛縱向施加預先確定的力到保持元件上時，變形區段允許保持元件的保持所述至少一個能量模塊的保持區段相對于所述一個或所述多個安裝區段的沿車輛橫向或車輛縱向的由所述變形造成的相對運動。
[0025]此外，按照本發明的裝置可以構成為，使得所述變形區段設立用于在施加預先確定的力到保持元件上時在塑性和/或彈性變形的情況下作為能量吸收元件起作用或在施加力到保持元件上時在塑性和/或彈性變形的情況下引起保持區段朝向車體結構側的能量吸收元件的預定的運動。例如，車輛的中間底槽以及處于其后的構件、例如特別為此設置的能量吸收元件、車輛的萬向軸、例如車輛排氣設備的管道等可以用作車體結構側的能量吸收元件。
[0026]此外，按照本發明的裝置可以這樣實現，S卩，保持區段的變形阻力和變形區段的變形阻力選擇為，使得變形區段在施加在預定的力范圍內的預先確定的力時變形，而作為變形區段變形的結果而運動的保持區段不塑性變形或幾乎不塑