具有充电和放电功能的车身构件制造技术

本发明专利技术涉及一种具有充电和放电功能的车身构件，该车身构件包括：第一电池单元，包括第一负极部和被设置成与第一负极部的第一表面接触的第一正极部，第一负极部包括碳纤维，而第一正极部包括第一正极活性材料和第一固体电解质，其中至少一个第一通孔贯穿第一负极部和第一正极部；第二电池单元，包括第二负极部和被设置成与第二负极部的第一表面接触的第二正极部，第二负极部包括碳纤维，而第二正极部包括第二正极活性材料和第二固体电解质；增强绝缘层，被形成为蜂窝结构并具有两个相反表面，每个表面均具有至少一个分别插入到第一通孔和第二通孔中的每一个中的插入突起；第一正极集电体；第二正极集电体；第一负极集电体；以及第二负极集电体。及第二负极集电体。及第二负极集电体。

【技术实现步骤摘要】
具有充电和放电功能的车身构件


[0001]本专利技术涉及一种具有充电和放电功能的车身构件。

技术介绍

[0002]传统上，使用钢材来制造车身结构和各种组件已经很普遍，但是近来，人们使用诸如纤维增强树脂复合材料等复合材料来替代钢材，从而通过减轻重量来提高燃料效率。
[0003]通常来说，纤维增强树脂复合材料具有由增强材料和基础材料构成的基本结构，该增强材料在施加到材料上的载荷中起作用，而基础材料与增强材料结合以实现材料的整体形状，并将施加到该材料上的载荷传递到增强材料。在此，通常使用诸如碳纤维、玻璃纤维和芳族聚酰胺纤维的纤维型增强材料用作增强材料，并且将诸如包括酚醛树脂、环氧树脂等的热固性树脂，或者包括聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等的热塑性树脂的树脂基材料用作基础材料。
[0004]同时，构成车辆的许多组件是通过电池供电来操作的电子设备装置。近年来，由于电子设备装置的增加，关于增加车辆中的电池容量的研究持续进行。
[0005]前述内容仅旨在帮助理解本专利技术的背景，并不旨在表示本专利技术落入本领域技术人员已知的相关技术的范围内。

技术实现思路

[0006]本专利技术涉及一种具有充电和放电功能的车身构件。具体的实施方式涉及一种具有充电和放电功能的车身构件，其中出于减轻重量和增强的目的使用了碳纤维。
[0007]本专利技术的实施方式利用以下事实：用作纤维增强树脂复合材料的增强材料的碳纤维可用作构成二次电池的负极，并提供一种用于车辆的后梁，该后梁可通过利用用于减轻车辆重量和增强强度的增强材料进行充放和放电。
[0008]因此，已经考虑到现有技术中出现的问题而提出了本专利技术的实施方式，并且本专利技术的实施方式提供一种具有充电和放电功能的车身构件，其中用作车顶板和车身的车顶纵梁中的增强材料的碳纤维用作二次电池的负极。
[0009]根据本专利技术的一个实施例，提供一种具有充电和放电功能的车身构件，该车身构件作为车身的车顶部件，包括：第一电池单元，包括第一负极部和被设置成与第一负极部的第一表面接触的第一正极部，第一负极部包括碳纤维，而第一正极部包括正极活性材料和固体电解质，其中至少一个第一通孔贯穿第一负极部和第一正极部；第二电池单元，包括第二负极部和被设置成与第二负极部的第二表面接触的第二正极部，第二负极部包括碳纤维，而第二正极部包括正极活性材料和固体电解质，其中至少一个第二通孔贯穿第二负极部和第二正极部；增强绝缘层，被形成为蜂窝结构并具有两个相反表面，两个相反表面中的每个表面均具有至少一个分别插入到第一通孔和第二通孔中的每一个中的插入突起，增强绝缘层位于第一电池单元的第一表面和第二电池单元的第二表面之间，以使得第一电池单元和第二电池单元彼此电绝缘；第一正极集电体，连接至第一电池单元的第一正极部；第二
正极集电体，连接至第二电池单元的第二正极部并且与第一正极集电体并联连接；第一负极集电体，连接至第一电池单元的第一负极部；以及第二负极集电体，连接至第二电池单元的第二负极部并且与第一负极集电体并联连接。
[0010]第一负极集电体堆叠在第一电池单元的第二表面上；第二负极集电体堆叠在第二电池单元的第一表面上；并且由复合材料制成的表层堆叠在第一负极集电体的第二表面和第二负极集电体的第一表面中的每一个上。
[0011]表层可由玻璃纤维增强片制成。
[0012]表层和增强绝缘层的插入突起彼此直接粘合。
[0013]表层和增强绝缘层的插入突起在粘合区域周围彼此直接粘合；在粘合区域周围可形成重叠区域，其中，第一电池单元、第二电池单元、第一负极集电体和第二负极集电体在重叠区域中通过加压成型而变形以被压缩。
[0014]增强绝缘层可由塑料聚合物制成；并且在粘合区域中，表层和增强绝缘层通过粘合剂彼此粘合，或者形成表层的树脂和形成增强绝缘层的树脂熔融并彼此粘合。
[0015]第一负极部和第二负极部中的每一个是通过堆叠多个其碳纤维沿不同方向布置的增强纤维片而形成的。
[0016]第一正极部包括：第一正极层，与第一负极部的第一表面相对，并且在第一正极层中分布有正极活性材料；以及第一固体电解质层，由第一固体电解质制成并且布置在第一负极部和第一正极层之间，以与第一负极部和第一正极层中的每一个相接触；第二正极部包括：第二正极层，与第二负极部的第二表面相对，并且其中分布有正极活性材料；以及第二固体电解质层，由固体电解质制成并且布置在第二负极部和第二正极层之间，以与第二负极部和第二正极层中的每一个相接触；并且第一正极层和第二正极层通过增强绝缘层彼此电绝缘。
[0017]车顶构件可设置多个车顶构件；构成各个车顶构件的第一正极集电体和第二正极集电体彼此并联连接；构成各个车顶构件的第一负极集电体和第二负极集电体彼此并联连接；并且第一正极集电体、第二正极集电体、第一负极集电体和第二负极集电体通过开关选择性地连接到车辆的交流发电机或电子设备。在第一正极集电体、第二正极集电体、第一负极集电体和第二负极集电体电连接到车辆的交流发电机的同时，通过多个车顶构件进行充电；并且在第一正极集电体、第二正极集电体、第一负极集电体和第二负极集电体连接到所述车辆的电子设备的同时，将通过多个车顶构件放电而产生的电力提供给车辆的电子设备。
[0018]多个车顶构件被构造成使得多个车顶构件中的至少一个形成车辆的车顶板，剩余车顶构件形成车辆的车顶纵梁。
[0019]根据本专利技术的实施例，用于增加车身的车顶板和车顶纵梁的刚性的碳纤维用作二次电池的负极，并且车顶板和车顶纵梁中的每一个是配备有用作固体电解质和正极的装置，从而可以预期增加能够对车顶板和车顶纵梁进行充电和放电的二次电池功能的效果。
[0020]此外，车顶板和车顶纵梁中的每一个被制造成能够充电和放电的二次电池，并且各个车顶板和车顶纵梁彼此并联连接。由此，可预期具有提高二次电池的容量的效果。
[0021]此外，通过在形成有通孔的第一电池单元与第二电池单元之间配置具有插入突起的蜂窝状结构的增强绝缘层，可预期由于插入突起插入到通孔中而提高层间剪切强度的效
果，同时由于蜂窝状结构而提高刚性。
附图说明
[0022]通过以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本专利技术的上述和其他目的、特征和其他优点，其中：
[0023]图1是示出使用根据本专利技术实施例的具有充电和放电功能的车身构件的车辆的视图；
[0024]图2A和图2B是示出根据本专利技术实施例的具有充电和放电功能的车身构件的剖视图；
[0025]图3A至图3C分别示出根据本专利技术实施例的具有充电和放电功能的车身构件的立体图和主要部分的放大立体图；
[0026]图4A至图4C分别示出构成根据本专利技术实施例的具有充电和放电功能的车身构件的主要组件的立体图和主要部分的放大立体图；以及
[0027]图5是示出根据本专利技术实施例的具有充电和放电功能的车身构件的电路图。
具体实施方式
[0028]在下文中，将参照附图更详细地描述本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有充电和放电功能的车身构件，所述车身构件包括：第一电池单元，包括第一负极部和被设置成与所述第一负极部的第一表面接触的第一正极部，所述第一负极部包括碳纤维，而所述第一正极部包括第一正极活性材料和第一固体电解质，其中至少一个第一通孔贯穿所述第一负极部和所述第一正极部；第二电池单元，包括第二负极部和被设置成与所述第二负极部的第一表面接触的第二正极部，所述第二负极部包括碳纤维，而所述第二正极部包括第二正极活性材料和第二固体电解质，其中至少一个第二通孔贯穿所述第二负极部和所述第二正极部；增强绝缘层，被形成为蜂窝结构并具有两个相反表面，所述两个相反表面中的每个表面均具有至少一个分别插入到所述第一通孔和所述第二通孔中的每一个中的插入突起，所述增强绝缘层位于所述第一电池单元的第一表面和所述第二电池单元的第二表面之间，以使得所述第一电池单元和所述第二电池单元彼此电绝缘；第一正极集电体，连接至所述第一电池单元的第一正极部；第二正极集电体，连接至所述第二电池单元的第二正极部并且与所述第一正极集电体并联连接；第一负极集电体，连接至所述第一电池单元的第一负极部；以及第二负极集电体，连接至所述第二电池单元的第二负极部并且与所述第一负极集电体并联连接。2.根据权利要求1所述的车身构件，其中：所述第一负极集电体堆叠在所述第一电池单元的第二表面上；所述第二负极集电体堆叠在所述第二电池单元的第一表面上；并且由复合材料制成的表层堆叠在所述第一负极集电体的第二表面和所述第二负极集电体的第一表面中的每一个上。3.根据权利要求2所述的车身构件，其中，所述表层包括玻璃纤维增强片。4.根据权利要求2所述的车身构件，其中，所述表层和所述增强绝缘层的插入突起彼此直接粘合。5.根据权利要求4所述的车身构件，进一步包括：粘合区域，所述表层和所述增强绝缘层的插入突起在所述粘合区域彼此直接粘合；以及所述粘合区域周围的重叠区域，其中，所述第一电池单元、所述第二电池单元、所述第一负极集电体和所述第二负极集电体在所述重叠区域中通过加压成型而变形以被压缩。6.根据权利要求5所述的车身构件，其中：所述增强绝缘层包括塑料聚合物；并且在所述粘合区域中，所述表层和所述增强绝缘层通过粘合剂彼此粘合。7.根据权利要求5所述的车身构件，其中：所述增强绝缘层包括塑料聚合物；并且在所述粘合区域中，形成所述表层的树脂和形成所述增强绝缘层的树脂熔融并彼此粘合。8.根据权利要求1所述的车身构件，其中，所述第一负极部和所述第二负极部中的每一个是通过堆叠多个其碳纤维沿不同方向布置的增强纤维片而形成的。
9.根据权利要求1所述的车身构件，其中：所述第一正极部包括：第一正极层，与所述第一负极部的第一表面相对，并且在所述第一正极层中分布有所述第一正极活性材料；以及第一固体电解质层，由所述第一固体电解质制成并且布置在所述第一负极部和所述第一正极层之间，以与所述第一负极部和所述第一正极层中的每一个相接触；所述第二正极部包括：第二正极层，与所述第二负极部的第二表面相对，并且其中分布有所述第二正极活性材料；以及第二固体电解质层，由所述第二固体电解质制成并且布置在所述第二负极部和所述第二正极层之间，以与所述第二负极部和所述第二正极层中的每一个相接触；并且所述第一正极层和所述第二正极层通过所述增强绝缘层彼此电绝缘。10.根据权利要求1所述的车身构件，其中：所述车身构件包括多个车顶构件；构成各个车顶构件的第一正极集电体和第二正极集电体彼此并联连接；构成各个车顶构件的第一负极集电体和第二负极集电体彼此并联连接；并且所述第一正极集电体、所述第二正极集电体、所述第一负极集电体和所述第二负极集电体通过开关选择性地连接到车辆的交流发电机或电子设备。11.根据权利要求10所述的车身构件，其中：在所述第一正极集电体、所述第二正极集电体、所述第一负极集电体...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋元基，吴熙大，金珉洙，
申请(专利权)人：起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：