Estructura de vehículo que comprende una batería.

Estructura de vehículo que comprende un elemento estructural longitudinal (14) en cada uno de sus bordeslaterales y,

asimismo:

• al menos dos carcasas (28, 30; 60, 62) esencialmente horizontales, superpuestas para de este modo formar unalojamiento (31, 66) entre sí, estando cada una de las carcasas conectada a por lo menos uno de los doselementos estructurales longitudinales (14),

• al menos un componente de batería (36; 68) que comprende al menos una unidad de almacenamiento deenergía, dispuesto en el alojamiento,

• al menos un elemento de fijación (46; 72) que une una carcasa a un órgano (36, 44) situado en el alojamiento y/o a la otra carcasa (28, 30; 60, 62), caracterizándose la estructura (10) porque el o los elementos de fijaciónestán dispuestos de manera que el componente de batería o al menos uno de los componentes de batería seencuentra en compresión según la dirección de superposición de las carcasas, correspondiente esencialmentea la dirección vertical.

Estructura de vehículo que comprende una batería La presente invención se refiere a una estructura de vehículo, especialmente para un vehículo automóvil que comprende un motor de propulsión eléctrica, tanto un vehículo eléctrico como un vehículo híbrido, preferiblemente con una autonomía importante.

Se conoce en el estado de la técnica un vehículo automóvil que comprende una carrocería en bruto, compuesta en su parte inferior por elementos estructurales longitudinales y por elementos estructurales transversales. Estos elementos son, más concretamente, perfiles metálicos cerrados y se extienden respectivamente según la dirección longitudinal del vehículo o la dirección transversal del mismo. Los elementos estructurales longitudinales pueden extenderse entre los ejes anterior y posterior del vehículo y se denominarán “bajos” en el resto de la solicitud (aunque también pueden denominarse “largueros” por parte de otros especialistas en la materia) . Pueden asimismo estar situados por delante o por detrás de dichos ejes, en cuyo caso se denominarán “largueros” en el resto de la solicitud (aunque también pueden denominarse “larguerillos” por parte de otros especialistas en la materia) . Los elementos estructurales transversales se denominarán “traviesas” en el resto de la solicitud.

Se conoce más concretamente, especialmente mediante los documentos FR 2 890 366 y EP 2 070 754, un vehículo automóvil que comprende un suelo en dos partes superpuestas, integrando este suelo una batería eléctrica de vehículo dispuesta entre las dos partes del suelo. Este suelo se coloca de modo que está unido a los elementos estructurales longitudinales y transversales de la carrocería en bruto del vehículo. El documento EP 2 070 754 describe el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 12.

Dicho suelo está adaptado para vehículos que poseen una batería de capacidad poco importante, por ejemplo para vehículos híbridos que comprenden a la vez un motor de propulsión térmica y un motor de propulsión eléctrica. Sin embargo, cuando la capacidad de la batería aumenta, lo que genera un aumento de su volumen, la arquitectura del estado de la técnica requiere una elevación de las traviesas del vehículo y dimensionar de nuevo los elementos estructurales, incluso añadir nuevos, para reforzar la parte inferior de la caja y evitar que se dañe la batería durante un choque en el que se vea implicado el vehículo.

Dicha arquitectura de vehículo es por lo tanto poco ventajosa, ya que aumenta el peso del vehículo al tiempo que disminuye el espacio disponible en el interior del habitáculo.

La invención tiene por objeto resolver los inconvenientes mencionados anteriormente proponiendo una arquitectura de vehículo adaptada a las baterías de mayor capacidad.

A tal efecto, la invención tiene por objeto una estructura de vehículo que comprende un elemento estructural longitudinal en cada uno de sus bordes laterales, y asimismo:

! al menos dos carcasas esencialmente horizontales y superpuestas para de este modo formar un alojamiento entre las mismas, estando cada una de las carcasas conectada a por lo menos uno de los dos elementos estructurales longitudinales,

! al menos un componente de batería que comprende al menos una unidad de almacenamiento de energía,

dispuesto en el alojamiento,

! al menos un elemento de fijación que conecta una carcasa a un órgano situado en el alojamiento y/o a la otra carcasa, estando el o los elementos de fijación dispuestos de manera que el componente o al menos uno de los componentes de batería se encuentra en compresión según la dirección de superposición de las carcasas, correspondiente esencialmente a la dirección vertical.

Debido a los elementos de fijación que permiten poner los componentes de batería en compresión entre las carcasas, aumenta la rigidez del conjunto de las carcasas y mejora su comportamiento en respuesta al choque.

Los componentes comprenden efectivamente, en general, una envoltura que permite proteger las unidades de almacenamiento de energía contra las agresiones exteriores, poseyendo estas envolturas cierta rigidez que permite aumentar la contribución del conjunto de las carcasas y los componentes a la estructura del vehículo. Además, durante un choque, los componentes comprimidos absorben parte de las fuerzas debidas al choque. Dado que una parte de la gestión del choque está garantizada por estos componentes, que forman elementos funcionales e inutilizados en el estado de la técnica para este uso, se puede prescindir de la presencia de alguna de las traviesas en la carrocería en bruto del vehículo. La rigidez del vehículo en algunas áreas de la parte inferior del mismo puede efectivamente garantizarse mediante los elementos longitudinales y el conjunto de las carcasas.

Dada la ausencia de las traviesas en las áreas de las carcasas, estas últimas pueden ser de dimensiones adecuadas para almacenar un sistema de batería de gran capacidad, formado por los componentes, sin que por ello disminuya el espacio disponible en el habitáculo del vehículo respecto de los vehículos del estado de la técnica.

La estructura de vehículo según la invención es por lo tanto capaz de formar un vehículo híbrido o eléctrico que comprende una batería de gran capacidad y posee una arquitectura relativamente ligera, poco voluminosa y resistente a los choques.

La estructura es preferiblemente capaz de soportar la fuerza debida a un choque a gran velocidad, es decir un choque a más de 15 km/h. Por “soportar la fuerza debida al choque” se entiende que el conjunto de carcasas, componentes y elementos de fijación es capaz de recibir más del 20% de la fuerza máxima dinámica total recibida por el vehículo.

La estructura de vehículo según la invención puede comprender asimismo una u otra de las características de la siguiente relación:

! cada carcasa comprende una pluralidad de extremos transversales, que se extienden según una dirección esencialmente horizontal (o perpendicular a la dirección de superposición de las carcasas) , cada componente está situado separado de un mismo extremo transversal de la carcasa, preferiblemente a una distancia superior a 2 cm, especialmente 5 cm. Más concretamente, el componente o cada uno de los componentes está dispuesto para situarse separado de los extremos laterales de cada carcasa, capaces de ser adyacentes a los elementos estructurales longitudinales. Debido a la distancia “de guarda” mantenida entre los componentes que forman el sistema de batería y los extremos de las carcasas, los componentes de batería, costosos, pueden permanecer intactos incluso cuando el vehículo sufre un choque. Efectivamente, la parte extrema de las carcasas puede absorber la energía asociada al choque deformándose, sin que por ello otros elementos del vehículo entren en contacto con los componentes de batería tras el referido choque. ! El componente o al menos un componente está en compresión entre una carcasa y un órgano unido a la otra carcasa. En particular, el elemento o al menos un elemento de fijación se apoya sobre el componente o al menos un componente o está unido a un órgano de unión en apoyo sobre el componente o al menos un componente. Los elementos de fijación pueden comprender una excrecencia como una placa, o resalte,

que se apoya sobre un componente de batería o dos componentes adyacentes. El elemento de fijación puede atravesar el componente o al menos uno de los componentes, ! las dos carcasas están unidas entre sí a todos sus extremos transversales, directamente o con la ayuda de al menos un elemento intermedio, de manera que el alojamiento constituye una cavidad cerrada, preferiblemente con interposición de una junta de manera que el alojamiento forma una cavidad estanca.

Se mejora de este modo la protección proporcionada a los componentes de batería y a los pasajeros respecto de estos componentes de batería, ! el conjunto constituido por las carcasas y eventualmente el o los elementos intermedios constituye una pieza monobloque capaz de ser montada en una operación respecto del elemento o elementos estructurales longitudinales, en especial entre los elementos longitudinales o bajo los mismos. El conjunto forma de este modo un módulo autoportante e independiente que puede ensamblarse fuera de la cadena principal de montaje del vehículo. Esto es ventajoso durante el montaje del vehículo, ya que permite reducir los costes, pero asimismo durante la vida útil del mismo, comprendiendo la pieza los componentes de batería que pueden desmontarse y cambiarse por razones de mantenimiento sin necesidad de desmontar la carrocería en bruto... [Seguir leyendo]

1. Estructura de vehículo que comprende un elemento estructural longitudinal (14) en cada uno de sus bordes laterales y, asimismo:

! al menos dos carcasas (28, 30; 60, 62) esencialmente horizontales, superpuestas para de este modo formar un 5 alojamiento (31, 66) entre sí, estando cada una de las carcasas conectada a por lo menos uno de los dos elementos estructurales longitudinales (14) , ! al menos un componente de batería (36; 68) que comprende al menos una unidad de almacenamiento de energía, dispuesto en el alojamiento, ! al menos un elemento de fijación (46; 72) que une una carcasa a un órgano (36, 44) situado en el alojamiento y/o a la otra carcasa (28, 30; 60, 62) , caracterizándose la estructura (10) porque el o los elementos de fijación están dispuestos de manera que el componente de batería o al menos uno de los componentes de batería se encuentra en compresión según la dirección de superposición de las carcasas, correspondiente esencialmente a la dirección vertical.

2. Estructura según la reivindicación anterior, en la que el componente o al menos un componente (36; 68) está en compresión entre una carcasa (28, 30; 60, 62) y un órgano (44, 46a, 72) unido a la otra carcasa.

3. Estructura según la reivindicación anterior, en la que el elemento de fijación o al menos un elemento de fijación (46a, 46b, 72) se apoya en el componente o al menos un componente o está unido a un órgano de unión (44) en apoyo sobre el componente o al menos un componente.

4. Estructura según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que, comprendiendo cada carcasa una pluralidad de extremos transversales (37; 67) que se extienden según una dirección esencialmente horizontal, cada componente (36; 68) está situado a distancia de un mismo extremo transversal de la carcasa, preferiblemente a una distancia superior a 2 cm, especialmente de 5 cm.

5. Estructura según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que las dos carcasas (28, 30, 60, 62)

están asimismo unidas entre sí en sus extremos transversales, directamente o con la ayuda de al menos un elemento intermedio (32) , de manera que el alojamiento (31; 62) constituye una cavidad cerrada, preferiblemente con una junta (34) interpuesta, de manera que la cavidad sea estanca.

6. Estructura según la reivindicación anterior, en la que el conjunto formado por las carcasas (28, 30; 60, 62) y eventualmente el o los elementos intermedios (32) constituye una pieza (24, 26) monobloque, que puede montarse en una operación respecto del o de los elementos estructurales longitudinales (14) .

7. Estructura según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos una carcasa (28, 30; 60, 62) está conformada en al menos uno de sus extremos transversales (37, 67) para absorber la energía debida a un choque a gran velocidad, siendo este extremo el situado o uno de los situados a distancia de los componentes, comprendiendo la carcasa preferiblemente un cuerpo hueco (49) u ondulaciones (80) a proximidad de su extremo.

8. Estructura según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos una de las dos carcasas o eventualmente el elemento o uno de los elementos intermedios (32) está provisto de medios de absorción de energía (50) a proximidad de al menos un extremo transversal de al menos una carcasa.

9. Estructura según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos un medio elástico (44; 78) está dispuesto entre el componente o al menos un componente (36; 68) y al menos una de las carcasas (28, 30; 60,

62) para ejercer una fuerza de retorno sobre el componente.

10. Estructura según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos una de las carcasas (28, 30; 60, 62) está realizada, por lo menos en parte, en un material eléctricamente conductor, como un material metálico, e comprende especialmente al menos una capa metálica esencialmente sobre toda su superficie.

11. Estructura según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que unos medios de circulación de aire 45 están dispuestos en el alojamiento, preferiblemente al menos una carcasa está conformada para constituir dichos medios.

12. Pieza de vehículo (24; 26) destinada a estar unida a al menos un elemento estructural longitudinal (14) de una carrocería de vehículo, situado en un borde lateral de la misma, que comprende:

! al menos dos carcasas (28, 30; 60, 62) superpuestas para formar un alojamiento (31; 66) entre sí, 50 ! al menos un componente de batería (36; 68) , que comprende al menos una unidad de almacenamiento de energía, dispuesto en el alojamiento,

! al menos un elemento de fijación (46; 72) que une una carcasa a un órgano (36, 44) situado en el alojamiento o a la otra carcasa (28, 30; 60, 62) , caracterizándose la pieza porque el o los elementos de fijación están dispuestos de manera que el componente de batería o al menos uno de los componentes de batería se 55 encuentra en compresión según la dirección de superposición.