用于车辆车身前体结构的剪力板和车辆制造技术

本发明专利技术提出一种用于车辆车身前体结构的剪力板(1)，其中，由金属制成的剪力板(1)包括具有固定机构的接纳区域(2)，所述固定机构用于机械固定用于对车辆的电蓄能器充电的感应式能量传输系统(20)的次级线圈(21)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于车辆车身前体结构的剪力板以及一种车辆。尤其是，本专利技术涉及蓄电池运行的车辆或混合动力电动车辆，在此尤其是涉及所谓的插电式混合动力电动车辆(PHEV)组。
技术介绍
这样的车辆具有用于对车辆的电蓄能器充电的感应式能量传输系统的次级线圈。向次级线圈的能量传输感应式借助能量传输系统的初级线圈进行，所述初级线圈例如在车库中或在车位上集成到地面中或安置到地面上。能量传输系统的次级线圈机械固定在车辆底部上。如果车辆例如停放在车库中或停放在特定车位上，则车辆的次级线圈与能量传输系统的初级线圈间隔开。如果保证车辆的次级线圈在预定公差范围内以预定方式相对于能量传输系统的初级线圈设置，则可以对车辆的与次级线圈电耦合的蓄能器进行充电。公差范围取决于所使用的能量传输系统技术。为了可以能够实现车辆的尽可能经济的运行，一方面在从初级线圈至次级线圈的能量传输过程中需要尽可能大的效率。另一方面在车辆中集成的次级线圈必须为了尽可能简单的集成和有效的运行而尽可能小和轻。该需求例如由利用已知的磁共振技术的能量传输系统满足。此外在感应式能量传输系统(即次级线圈)集成到车辆中时，需要单独的用于电磁屏蔽的措施，以便符合法律上的要求(ICNIRP)。这尤其是在包括非金属的车身或客舱(所谓的Life Unit)的车辆中适用。为了在能量传输时获得尽可能高的效率，此外需要用于优化共振器和谐振电路的总阻抗的措施。在此考虑多个边界条件：按照车辆类型或结构，在后桥下方或行李舱下方比在前桥支架下方存在更多结构空间用于集成次级线圈。然而在集成在后桥本身下方的情况中，由于车身相比于前桥支架等的较高的底部自由度和较小的金属质量，电磁杂散场显著扩张超过车辆尾部。因此仅出于电磁(EM)屏蔽的原因，在内燃机设置在前部的大多车辆结构中有利的是，次级线圈装配在前桥下方或前桥的区域中。为此基于较小的底部自由度而获得其他优点，如较容易停车、较高能量传输效率等。然而，集成在前桥下方或前桥的区域中基于几何结构的和热的框架条件而通常显著难于集成在后桥下方。
技术实现思路
本专利技术的任务是，提出使能量传输系统的次级线圈在功能上和/或在结构上更好地集成到车辆中。该任务通过一种按照权利要求1所述的特征的剪力板以及一种按照权利要求14所述的特征的车辆解决。有利的设计由从属权利要求得出。为了解决该任务，提出一种用于车辆、尤其是蓄电池运行的车辆(BEV)或插电式混合动力电动车辆(PHEV)的车身前体结构的剪力板，其中，由金属制成的剪力板包括具有固定机构的接纳区域，用于机械固定用于对车辆的电蓄能器充电的感应式能量传输系统的次级线圈。如在开头时已经说明的那样，能量传输系统尤其是利用已知的磁共振技术。在这样的能量传输系统中，次级线圈具有铁氧体磁芯、用于对磁场进行场引导和屏蔽的由第一金属(铜)构成的第一板和用于对磁场进行阻抗适配和屏蔽的由第二金属(铝)构成的第二板。在这样的构造中，次级线圈能够以小尺寸提供，从而所述次级线圈可以集成在车辆车身前体结构的区域中，尽管在该区域中通常较少空间可供使用。基于磁共振技术的能量传输系统原则上对于错误定位(也就是说初级和次级线圈沿车辆纵向和/或沿车辆横向的侧向错位)比常规的基于变压器原理的能量传输系统较不易受影响。尽管如此依然在能量传输时能够获得高的效率。按照本专利技术，这样构成的并且由现有技术已知的次级线圈设置在剪力板上。剪力板是前体结构的加固部，其将前桥导杆的铰接点与底板总成连接。由此获得的加固效果引起精确的转向响应。除了用于机械保持次级线圈之外，剪力板可以在这里同时承担电磁屏蔽的任务，以用于满足对乘客内部空间中的场强在法律上和/或在医学上的要求。这尤其是在具有非金属车身的车辆中是有利的。该操作方式的一个优点在于，剪力板此外可以用于车辆侧的磁场共振器或谐振电路的阻抗适配。由此剪力板构成感应式阻抗适配和集成构件。因此剪力板承担场引导、场屏蔽和机械集成的任务。这可以此外有利地用于使次级线圈的壳体更细长地构成，由此次级线圈可以再次较小和较轻地构造。因此，按照一种适宜的设计，当次级线圈固定在剪力板的接纳区域上时，剪力板代替次级线圈的具有功能特性的构件并且承担其功能特性。例如，次级线圈的设置用于场引导和/或阻抗适配的板可以基于该功能的承担而由剪力板代替。接纳区域可以按照第一实施变型方案与剪力板的邻接该接纳区域且包围该接纳区域的另外区域处于相同的平面中。换句话说，剪力板可以构成为直的板。在一种备选的设计中，接纳区域可以与剪力板的邻接该接纳区域且包围该接纳区域的另外区域处于不同的平面中。剪力板的邻接该接纳区域且包围该接纳区域的另外区域在后续的说明中称为周围区域。接纳区域的平面在此以预定距离相对于剪力板的邻接该接纳区域且包围该接纳区域的另外区域的平面设置。所述预定距离也可以称为接纳区域相对于周围区域的深度或位错。换句话说，接纳区域相对于周围区域构成凹部。在剪力板的安装状态中，接纳区域距底部的距离比周围区域距底部的距离大。接纳区域的平面和邻接该接纳区域且包围该接纳区域的另外区域(周围区域)的平面通过倾斜延伸的过渡区段连接，其中，在相应的周围区域的平面和过渡区段之间形成的角度α满足如下条件：20°<α<55°，尤其是25°<α<40°。过渡区段尤其是至少局部地环绕接纳区域并且可以甚至完全环绕该接纳区域。在相应的周围区域的平面和过渡区段之间形成的角度大小的确定取决于不同因素：适宜的是，角度α小到足以能够如下实现良好的场引导，即，最大化有效磁场在次级线圈内部的密度。有效场等于由初级线圈产生的场和由涡流在剪力板中感应产生的反向场(楞次定律)的矢量总和。只要角度α和其他参数可以优化地实现，则能量传输的效率相比于没有剪力板的集成变大。实际的给定条件经常阻碍角度α的优化设计，例如在剪力板上方(例如基于油底壳等引起)的狭窄空间关系，由此只能够实现大角度α，例如α＝55°。为了场引导，这样的(陡的)大角度α是次优的，因为大的或陡的角度相比于较小的角度α减少能量传输的效率。如果角度α基于几何框架条件必须比为了能量传输效率而优化的角度α选择得较大，则可以通过利用在次级线圈的输入/输出端上的附加铁素体进一步改善场引导。铁素体可以为此集成在剪力板的倾斜延伸的过渡区段和次级线圈下方的间隙中。按照另一种设计，在接纳区域的平面和相应的周围区域之间的预定距离可以最多等于次级线圈的高度。借此在该设计中，如果剪力板设置在车身前体结构上，则次级线圈的朝向地面的一侧可以与相应的周围区域处于一个平面中或相比于周围区域距地面的距离较小。就此而言可以适宜的是，预定距离在次级线圈的高度的25％和100％之间，并且尤其是25％和75％之间。如果距离为100％，则次级线圈的朝向地面的主侧面在剪力板的安装状态中处于剪力板的周围区域的平面中。在所有其他情况中，次级线圈的朝向地面的主面突出超过周围区域并且距地面的距离较小。按照另一种适宜的设计，过渡区段的角度沿线圈轴线或振荡轴的方向小于横向于线圈轴线或振荡轴的方向。较小在这里表示，所述角度关于在剪力板的安装状态中大致平行于地面的平面较平。为了提供尽可能好的场屏蔽，剪力板优选由铝形成。剪力板的材料厚度至少在次级线圈的接纳区域中为至少1mm。由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆车身前体结构的剪力板(1)，其中，由金属制成的剪力板(1)包括具有固定机构的接纳区域(2)，用于机械固定用于对车辆的电蓄能器充电的感应式能量传输系统(20)的次级线圈(21)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.08 DE 102014206739.11.一种用于车辆车身前体结构的剪力板(1)，其中，由金属制成的剪力板(1)包括具有固定机构的接纳区域(2)，用于机械固定用于对车辆的电蓄能器充电的感应式能量传输系统(20)的次级线圈(21)。2.按照权利要求1所述的剪力板，其特征在于，当次级线圈(21)固定在剪力板(1)的接纳区域(2)上时，剪力板(1)代替次级线圈(21)的具有功能特性的构件并且承担其功能特性。3.按照权利要求1或2所述的剪力板，其特征在于，接纳区域(2)与剪力板(1)的邻接该接纳区域(2)且包围该接纳区域的另外区域处于相同的平面中。4.按照权利要求1或2所述的剪力板，其特征在于，接纳区域(2)与剪力板(1)的邻接该接纳区域(2)且包围该接纳区域的另外区域处于不同的平面中，其中，接纳区域(2)的平面以预定距离相对于剪力板(1)的邻接该接纳区域(2)且包围该接纳区域的另外区域的平面设置。5.按照权利要求4所述的剪力板，其特征在于，接纳区域(2)的平面和邻接该接纳区域(2)且包围该接纳区域的另外区域(周围区域(7))的平面通过倾斜延伸的过渡区段(6)连接，其中，在相应的周围区域(7)的平面和过渡区段(6)之间形成的角度(α)满足如下条件：20°<α<55°，尤其是25°<α<40°。6.按照权利要求4或5所述的剪力板，其特征在于，在接纳区域(2)的平面和周围区域(7)的平面之间的预定距离最多等于次级线圈(21)的高度。7.按照权利要求6所述的剪力板，其特征在于，所述预定距离在次级线圈(21)的高度的...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·米尔霍伊泽尔，A·比克霍尔茨，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE