电动车辆的白车身结构的制作方法

车辆装置的制造及其改造技术1.本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于电动车辆的白车身结构。背景技术：2.目前在电动车辆中常见的蓄能器大多基于锂离子技术。在此情况下，在具有电驱动装置的当前车辆中的一项重大挑战是，在这样的蓄能器中出现所谓的“热扩散(thermal propagation)”、即热事件或热传播。这尤其出现在蓄电器的电池单元因内部短路而变得过热并且材料在放热反应中溶解(“热失控thermal runaway”)时。在此，温度继续升高并可能出现电池敞开和蓄电器内着火。产生的热被传递至蓄电器的其它电池单元，使得一个过热电池单元导致或促成蓄电器的其它电池单元过热。3.若无应对措施，则释放的能量非常大，以至蓄能器的电池外壳可能熔融并出现对电动车乘员的安全风险。此外当电池敞开时，蓄电器中的颗粒和气体也被释放。释放的气体通常称为排放气体、待放出气体或待排出气体，其携带有颗粒。4.必须在不危及车辆乘客或在车辆附近的人的情况下将大量气体引导出蓄能器。为此，必须在逃生路线外引导高达900℃的气体。此外，所述气体易点燃且必须无条件地避免在蓄能器外着火。额外排出的颗粒灼热，因而可能点燃气体。这在蓄电器外才是紧要的，因为由于有大量气体而在内部没有足够氧气以供燃烧。如果这种灼热颗粒尤其在混合动力车的情况下逸出到车辆周围环境，则这在相应的燃料箱受损的情况下还可能导致针对内燃机所携带的燃料被点燃。5.为了将相应的排放气体排放至车辆环境，ep 2 704 915b1已经公开一种用于电动车辆的白车身结构，其包括由多个相互连接且界定各自空腔的结构部件形成的通风道。特别是，在此情况下将各自横梁和纵梁或侧围设置为结构部件。通风道在此具有至少一个用于在热事件情况下从车辆动力电池流出的排放气体流入的流入口以及排放气体经此可流出到车辆环境中的流出口。技术实现要素：6.本发明的任务是提供一种白车身结构，借此在动力电池内得到在热事件情况下的尤其对乘客的进一步更好保护。7.根据本发明，该任务通过一种具有权利要求1的特征的白车身结构来解决。具有合适的发明改进方案的有利设计是从属权利要求的主题。8.根据本发明的用于电动车辆的白车身结构包括由多个相互连接且界定各自空腔的尤其呈纵梁和横梁以及侧围形式的结构部件构成的至少一个通风道，所述至少一个通风道具有用于在热事件情况下使从也称为牵引电池的、给包括至少一个电动机的电驱动装置供电的车辆动力电池中流出的排放气体流入的至少一个入口并且具有使排放气体可排出或吹出到车辆环境中的至少一个出口。为了在此实现进一步改善的、尤其对在动力电池内的热事件情况下的车辆乘客的保护，本发明规定，在由也称为白车身或车身外壳的白车身结构的结构部件构成的通风道内设置至少一个排放气体处理装置，其用于有针对性地处理来自过热动力电池或其电池单池或电池模块之一的排放气体和/或其所携带的颗粒。9.排放气体处理装置尤其在此是指如下装置，借助该装置，一方面有针对性地降低或冷却排放气体或其所携带的颗粒的温度，和/或在处理装置内有针对性地收集、过滤排放气体所携带的颗粒或将其分离，以便至少基本上阻止其从通风道逸出到车辆周围环境。尤其在此情况下也可以想到所述措施的组合，即，一方面不仅有针对性地冷却排放气体或携带颗粒，另一方面也有针对性地收集、过滤或分离排放气体所携带的颗粒。在此尤其要确定的是，与此处所述的发明相关地，术语“处理”因此也应是指在排放气体之中或从排放气体中对各自颗粒的收集、过滤和分离。10.因此总体上可以看到，在这里提供一种白车身结构，在此至少一个通风道通过相应的白车身结构部件(横梁、纵梁且特别是侧围等)形成，借助该通风道，来自动力电池的排放气体和或许携带的颗粒被有针对性地引导入白车身结构或通风道中，直到被引导至尤其设置在车辆后部区域中的相应安全的出口，其中，根据本发明的排放气体处理装置设置在入口和出口之间，借助该排放气体处理装置，排放气体和/或可能携带的颗粒被如此处理，使得它们在离开车辆时就点火等而言相应是不危险的。11.在此，在本发明的另一设计中被证明有利的是，该处理装置被设计用于冷却排放气体和所携带的热颗粒。也就是说，已经表明，单纯降低排放气体或携带颗粒的温度已得到从车辆流出的排放气体和颗粒的危险的显著降低。12.本发明的另一有利实施方式规定该处理装置被设计用于收集、过滤或类似地分离该排放气体所携带的颗粒。也就是说，已经表明排放气体所携带的颗粒恰恰是重大的安全风险，因此其与排放气体的分离得到显著的安全优势。13.此外表明有利的是，该处理装置具有用于延长排放气体流经通风道的流动路径和/或用于收集排放气体所携带的颗粒的轮廓(konturierung)或类似的迷宫路径。气体和颗粒以迷宫方式被引导经过通风道因此是一种一方面通过相应阻碍和也与之有关的流动路径延长来冷却气体和颗粒、另一方面通过迷宫的相应阻碍而收集排放气体所携带的颗粒并近似将其从气流中分离出的简单可行方式。根据本发明的延长的排放气体流动路径还造成排放气体在离开动力电池或电池模块之后在其被排出至环境之前在车辆内被截留较长一段时间。这尤其也有助于现场人员的更高安全性，他们由此还能更远离车辆。14.本发明的另一有利实施方式规定，该处理装置具有用于收集该排放气体所携带的颗粒的过滤器。这种过滤件在此不仅可用于收集颗粒，也因为其结构还可造成排放气体的相应湍流等，其有助于气体的明显冷却。15.在本发明的另一设计中已被证明有利的是，该处理装置具有施加装置，借助该施加装置可对排放气体和/或其携带的颗粒施加介质特别是水。例如，排放气体和颗粒可以通过这种施加装置被很快速可靠地冷却。16.在本发明的其它设计中，白车身结构的底板组件具有多个横梁，这些横梁在外侧被连接到各自侧围并且与其界定用于驱动蓄能器/动力蓄能器的至少一个电池模块的各自容纳空间，其中，在横梁中设有用于排放气体的各自入口。换言之，在各自电池单元或各自电池模块内的热事件的情况下，排放气体通过各自相邻的横梁的相应入口被导入并从那里进一步到达侧向对应的侧围，排放气体和可能携带的颗粒可从侧围进行进一步排出。17.作为其替代，已证明如下的底板组件是有利的，在此，多个横梁在外侧被连接到彼此保持一定距离布置的各自侧围并且与其界定用于驱动蓄能器的至少一个电池模块的各自容纳空间，其中，排放气体的各自入口设置在侧围中。在此情况下，因而例如可以首先将排放气体从各自电池模块或各自电池单元引导入容纳空间中，并从那里通过入口引入对应的侧围。这是一种最简单的通风道设计。18.本发明的另一有利实施方式规定，所述横梁在中央通道区域内通过各自的中央通道支架被封闭。这种中央通道支架在此不仅用于封闭各自横梁，例如也用于保持各自介质通道和管路。19.最后已证明有利的是，白车身结构的底板组件在此在动力电池的电池模块的前部区域和/或后部区域中具有用于包封区域的结构空间。例如电气元件可被安装在该包封区域内，其在热事件情况下不应承受排放气体或携带的颗粒。20.附体说明21.从以下对优选实施例的描述中以及结合附图得到本发明的其它优点、特征和细节。以上在说明书中提到的特征和特征组合以及以下在附图说明中提到的和/或在附图中被单独示出的特征和特征组合不仅可以在各自指明的组合中、还可以在其它组合中或单独地使用，而没有超出本发明范围，其中：22.图1示出电动车辆的俯视示意图，在此表明用于从动力电池流出的且经由通风道被引导的排放气体的优选出口；23.图2示出在本发明电动车辆的乘客室下方的底板区域中的车身承载结构的基础结构的透视仰视图；24.图3a和3b示出根据第一实施方式的用于电动车辆的白车身结构的俯视图和极其示意性的局部透视图，在此示出根据第一变型的排放气体引导机构；25.图4a和4b示出用于电动车辆的白车身结构的仰视图以及示意图，在此解释根据第二变型的排放气体引导机构；26.图5a和5b示出白车身结构的各自结构部件的局部透视图以及示意图，它们形成用于排放气体和携带颗粒的通风道并且在其内部设有呈轮廓或类似迷宫路径形式的排放气体处理装置；和27.图6a、6b和6c示出替代的排放气体处理装置的各自示意图，其中，图6a示出迷宫路径，图6b示出过滤件，图6c示出用于排放气体或携带颗粒的施加装置。具体实施方式28.图1以俯视示意图示出电动车辆，其例如可以只是电动的(bev电池电动车)，或者作为混合动力车(hev混动电动车)不仅可以电动、也可以用内燃机驱动。在此可以看到动力电池10，它以如下更详述的方式也安装在车辆白车身结构的底板组件下方。通常，被称为牵引电池的动力电池10的这种蓄能器目前基于锂离子技术。在这种动力电池或其电池单元或电池模块的情况下会出现“热扩散”或热事件或传热。这种情况尤其出现在例如电池单元因内部短路而过热且材料在放热反应中溶解(“热失控”)时。在此情况下，温度总在升高并且可能出现各自电池单元的敞开和动力电池内部着火。所产生的热被传递给其它电池，因此一个过热电池可能会导致其它电池过热，从而出现热事件或其变得严重。如果此时出现各自电池单元或电池模块敞开，则释放出所谓的排放气体和可能的相应颗粒。大量气体必须从动力电池或其外壳中被排出，因为否则存在对车辆乘员的危险。为此，必须在乘车人逃生路线外将热达900℃的排放气体引导出车外。此外，排放气体容易点燃，必须无条件地避免在动力电池外的着火。被附加排出的颗粒灼热并能点燃气体。气体的这种可燃性在牵引电池外才是紧要的，因为由于有大量排放气体而在电池外壳之内或在电池容纳空间内没有足够的氧气用于燃烧。因而在当前情况下设有如下白车身结构，借此在热事件或热故障的情况下流出的排放气体在侧向上在各自后车轮12之后从白车身结构或车辆中根据图1中的箭头14逸出。29.图2示出用于这种电动车辆的白车身结构的一个实施例，在此从上方看向在行驶期间面向车道的一侧。在当前情况下，白车身结构例如包括具有布置在前横梁18和后横梁20之间的五个横梁22的底板组件16，这些横梁在水平方向和车辆横向上在车辆底板24下方延伸。在外侧，各自横梁18、20、22在此连接到各自侧向配属的侧围26，确切说连接到其内部件。在此看不到的外部件安装在相应侧围26的各自内部件上，由此侧围26具有或限定在外周侧封闭的空腔。此外，这五个横梁22也分别与车辆底板24一起界定出一个腔室。30.还可以看到中央通道28，它穿过前端壁30，然后在各自横梁22下方延伸或者在外周被中央通道支架32包围，从而介质软管、电缆等可以例如布设在中央通道28内或沿中央通道布设。在这种情况下，各自横梁22均设有一个凹部，该凹部用中央通道支架32封闭，因此介质软管、电缆等以位置固定的方式被固定。此外，在底板组件16的前端区域中可以看到连续的s形，它在车辆以宽度重叠程度小的方式正面撞上障碍时赋予其更高坚固性。该s形是从在车辆前部结构中的端壁30前方延伸的在图2中仅被示出部分的纵梁至在车辆横向上观察更靠外的侧围26的坚固过渡区域，在所谓的“小幅重叠碰撞”下该过渡区域支撑后移的前轮并将碰撞力移位向侧围26。31.概览图2与图3a和3b地，现在将在下面解释排放气体引导机构的第一变型，可借此在相应热事件的情况下将来自动力电池的排放气体和所属颗粒引导到车辆环境中。32.图3a为此以局部仰视图示出根据图2的底板组件16。能看到各自横梁22以及侧围26在周向侧界定各自容纳空间34，在每个容纳空间34中布置有各自的电池单元或两个各自电池模块36、38。如果现在在其中一个电池单元或电池模块36、38内发生热事件，则各自电池模块36、38将相应排放气体和或许所属颗粒释放至其各自相邻的横梁22中。横梁22为此被相应穿孔，确切说最好彼此错开，以便各自相邻的电池模块36、38或排放气体和颗粒经此被送入各自横梁22中的各自入口40不被相互施加气体。通过分别设计为空腔型材的各自横梁22，排放气体和颗粒到达各自侧围26，其壳状内部件分别在所属横梁22的连接区域中被穿孔，使得排放气体和颗粒均能进入所属的、由内壳和外壳呈空腔型材形式封闭的侧围中。被引入到各自侧围26中的排放气体和所属颗粒接着在侧围26的各自空腔内被朝向车辆后轴上的轮罩42的方向引导。在那里，在相应的侧围26的后端区域中相应示出一个爆裂板44，爆裂板在存在排放气体或所属颗粒且压力和/或存在的热相应较高时被相应破坏。在此，在侧围26末端的可使气体经此被排出到环境中的各自出口46通过各自爆裂板44被封闭。33.如图3a中的相应箭头48、50所示，通过底板组件16的呈横梁22或侧围26形式的各自结构部件22、26形成各自通风道，从各自电池模块36、38流出的排放气体和所属颗粒可经由通风道被从车辆内部被导送至外部或车辆周围环境。换言之，各自横梁22和侧围26形成各自通风道，排放气体和所属颗粒可沿通风道被排出。对此，根据图3a所示的变型，各自横梁22具有入口，排放气体经此从电池模块36、38或容纳空间34流入相应的横梁，通过设置在侧围26的各自内部中的开口进入各自侧围26的空腔中，然后可朝向流出口46的方向流出。34.图3b以极其示意性的透视图再次示出底板组件16的各自纵梁和横梁54、56，用于容纳电池模块36、38的各自容纳空间通过它们被界定。此外，各自侧围58在外侧与横梁56相接，仅示出其中的一个。结合虚线60，在此再次示出各自通风道，用箭头62所示的排放气体可沿着该通风道经由白车身结构的设计为空腔型材的各自结构部件被排出。在此能看到在车辆中心、即在侧围58之间也可设置一个或一个附加的中央通风道。35.图4a示出排放气体引导机构的第二变型，确切说，在此外相同的根据图2的底板组件16情况下。因此，将仅介绍此实施方式与图3a的区别。36.在本实施例中规定，电池模块36、38在热事件的情况下将相应的排放气体和携带颗粒在各自横梁22之间释放到所属容纳空间34或相应模块腔室中。每个所述容纳空间34或模块腔室在各自侧围26的内壳区域中具有爆裂板62，该爆裂板在来自相应电池模块36、38的排放气体或颗粒进入容纳空间34并从那里朝向侧向配属的侧围26方向流出时被相应破坏。在图2中也可看到这些爆裂板62的布置。37.因此在本实施例中，横梁22设计为连续的，就是说没有流入口40，因为它们位于各自爆裂板62区域中。横梁22的连续式设计因此防止了对相邻模块的闪络38.因此在本实施例中，各自入口40在侧围26区域中设于爆裂板62上方，排放气体和所属颗粒经由该入口进入相应的侧围26中并从那里又朝向在相应侧围26的后端处的各自出口46的方向流出。39.还从图4a可以看出，在动力电池10的电池模块36、38的前部区域和后部区域64、66中，底板组件16具有用于各自包封区域的结构空间。例如敏感的电子元件布置在所述包封区域中。40.图4b以极其示意性的图示再次示出排放气体引导机构的这种变型，在此，从各自电池单元36、38中流出的气体首先通过各自模块外壳的爆裂件68流出，接着如果需要，通过另一个爆裂件进入各自侧向配属的侧围26内，从那里进行排出排放气体和可能的所属颗粒。41.为了现在在热事件中提高车辆安全性，在此，在由各自结构部件(横梁、纵梁、侧围)形成的各自通风道内设置至少一个就像例如结合图5a更详细解释的排放气体处理装置70。42.图5a在此示出呈迷宫路径形式的处理装置70，借此实现排放气体和可能携带的颗粒的流动路径。在此情况下，在由侧围26界定的腔室内，例如设有多个流动壁72、74，由此一方面延长在侧围26空腔内的一般常见的流动路径，并且例如通过图6a所示的障碍84得到了收集或分离排放气体内的颗粒的可能性。因此，通过迷宫路径，一方面因流动路径延长而获得排放气体和可能携带的颗粒的冷却，另一方面，排放气体所携带的颗粒例如被留在障碍84处。结果获得了，排放气体和其可能颗粒在经过处理装置70之后明显冷却，或者在颗粒的情况下至少基本上被分离出来。因此，从侧围26或通风道流出的气体对于点火而言危急明显较小。43.在图5a所示的处理装置70的实施例中，流动路径总体上曲折设计，其中，在侧围26的纵向上延伸的多个流动部分在车辆竖向上重叠，并且首先用爆裂板封闭的在此共四个的可经此将排放气体送入侧围26中的开口76位于最低流动部分的区域中。如果现在排放气体通过至少其中一个开口76被引入，则它首先如图5a的图示向右流动到流动壁74，然后从那里到达位于其上方的第二流动部分，根据图5a的图示排放气体从右向左流过第二流动部分。在第二流动部分的末尾，排放气体进入通风道的位于上方的第三流动部分，第三流动部分根据图5a的图示被排放气体从左到右流向出口46，排放气体经过出口可被吹出到环境中。重要的是，排放气体的流动方向在侧围内多次改变，即来回变。总体而言，借此提供可被排放气体流过的在侧围26内的流动路径，该流动路径比侧围26的总长度更长、最好长许多且特别是多倍。这又导致排放气体的加强冷却。44.图5b示意性示出迷宫路径的相应轮廓，在此排放气体在处理装置70中被相应转向(箭头86)，从而出现与图5a相关地所描述的效果。如也将在下文中结合图6a-6c更详细解释的，这个或一个迷宫路径的轮廓可以在侧围26内在排放气体的整个流动路径上设置。45.最后，图6a-6c以各自示意图示出排放气体处理装置70的各自替代实施方式。46.因此，图6a示出在侧围26中的相应轮廓或迷宫路径71以允许颗粒分离。此外，通过迷宫路径提供了具有已结合图5a和5b所述的优点的延长的流动路径。排放气体所携带的颗粒又被收集在各自障碍84处。47.图6b示出排放气体处理装置70，其包括例如布置在侧围26内的过滤器88或类似的滤芯。因此当排放气体和所属颗粒流过过滤器88时，实现颗粒的分离或过滤掉。此外，也通过湍流实现排放气体冷却。48.最后，图6c示出具有施加装置90的排放气体处理装置70，借此可对排放气体和/或其携带的颗粒施加介质特别是水。为此，在当前情况下可以看到冷却水管路92，其中，水或类似物能通过受控阀94被注入通风道或侧围26中以冷却由箭头96表示的排放气体和所属颗粒。









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