压力容器结构组合体和机动车的制作方法

1.在这里公开的技术涉及一种压力容器结构组合体以及一种包括这样的压力容器结构组合体的机动车。


背景技术：

2.压力容器结构组合体典型地具有多个压力容器，所述压力容器可以用于存放气态燃料。这样的压力容器结构组合体可以例如在机动车或在其他的可移动单元中使用，以便为其提供气态燃料。尤其是越来越多地争取使用在机动车中的客舱之下的结构空间用于安放压力容器结构组合体。在此典型地需要为了车辆许可而通过桩测试，所述桩测试如下模拟侧向碰撞，即，桩从侧面碰撞到车辆上。能量在此通常通过侧裙拦截，所述侧裙对应地刚性地设计。附加地提供侵入空间，所述侵入空间作为用于侧裙在碰撞事故中的变形区域来提供。
3.提供侵入空间限定压力容器的延伸尺寸并且由此限定存放的气态燃料的量。


技术实现要素：

4.在这里公开的技术的优选的任务是，减少或消除在先已知的解决方案的至少一个缺点或提出一种备选的解决方案。尤其是在这里公开的技术的优选的任务是，设置具有较好的空间利用率的压力容器结构组合体。其他优选的任务可以由在这里公开的技术的有利效果得出。所述任务通过独立权利要求的主题来解决。从属权利要求构成优选的设计方案。
5.在这里公开的技术涉及一种压力容器结构组合体，所述压力容器结构组合体具有(i)多个压力容器，各所述压力容器彼此平行地设置，(ii)一个或多个固定支承件，以及(iii)一个或多个活动支承件，其中，每个压力容器在一个纵向端部处固定在固定支承件上并且在相反的纵向端部处固定在活动支承件上，从而活动支承件确定起初的侵入空间，并且通过压力容器沿活动支承件的移动相反于活动支承件地确定动态的侵入空间。
6.借助于这样的压力容器结构组合体以优选的方式节省结构空间。不再必须在两侧上提供侵入空间，而是在一侧上、尤其是在活动支承件的一侧上确定起初的侵入空间就足够了，所述侵入空间在侧面碰撞的情况中自动移动到另一侧上。由此可以获得压力容器的附加的长度，并且减少总体上要计划作为侵入空间的结构空间。尽管如此，能够满足相同的安全要求。
7.固定支承件尤其是理解为如下支承件，借助所述支承件，压力容器的纵向端部固定地与机动车的车身连接。活动支承件可以尤其是理解为如下支承件，所述支承件虽然固定压力容器的纵向端部，然而典型地沿一个方向、尤其是直的路径允许所述纵向端部相对于车身的移动。因此借助这样的活动支承件可以允许在其上固定的纵向端部的确定的运动，而不产生不确定的状态或影响系统的稳定性。
8.侵入空间尤其是理解为如下结构空间，所述结构空间为了侧裙在侧面碰撞的情况中的弯曲而被提供。其因此是如下空间，所述空间在侧面碰撞的情况中可以由侧裙占据，而
压力容器不损坏。这样的侵入空间在按照现有技术的实施方式中典型地在两侧存在。在这里所描述的实施方案中，侵入空间首先起初在一侧上存在并且在需要时作为动态的侵入空间移动到另一侧上。也可以说，弯曲的侧裙在没有构成起初的侵入空间的一侧上不像也许在刚性的固定中那样损坏压力容器，而是仅移动压力容器并且因此本身导致其侵入空间。
9.优选地，所述活动支承件能够实现至少10mm或至少20mm的可移动性。这样的值对用于典型的应用证实可行。尤其是所述活动支承件可以允许至少20mm、至少50mm或至少100mm和/或最多50mm、最多100mm或最多150mm的可移动性。这在典型的车辆中能够实现相对于侧面碰撞事件的足够的公差并且同时相比于已知的实施方案能够实现压力容器的较高的长度，以便存放更多气态燃料。
10.所述活动支承件尤其是可以允许沿或平行于压力容器的纵向方向的可移动性。所述纵向方向尤其是可以彼此平行。这样的可移动性对于侧面碰撞事件的情况能够实现压力容器沿其纵向方向的有利的移动，从而所述压力容器例如在机动车中可以朝另一侧移动。所述压力容器可以尤其是横向地在机动车中安装。
11.按照一种实施方案，在每个固定支承件上仅固定一个压力容器。换句话说，在这样的实施方案中，为每个压力容器配设单独的固定支承件。
12.按照一种实施方案，各所述压力容器配设给多个组，其中，每组压力容器共同固定在一个或多个固定支承件上。换句话说，压力容器分成多个组，并且每组压力容器共同固定在相应一个或多个固定支承件上。由此所述压力容器也可以在固定支承件侧上相互稳定。各所述组尤其是可以不重叠，从而适宜地，每个压力容器正好配设给一个组并且仅属于一个相应的组的压力容器共同固定。
13.按照一种实施方案，活动支承件沿横向于压力容器纵向方向的方向看错开地设置在各压力容器之间。由此可以理想地、尤其是也沿可能的垂直方向节省结构空间。
14.然而其他实施方案也是可能的。
15.按照一种实施方案，在每个活动支承件上仅固定一个压力容器。
16.按照一种实施方案，所述压力容器配设给多个组，其中，每组压力容器共同固定在一个或多个活动支承件上。换句话说，所述压力容器分成多个组，并且每组压力容器共同固定在相应一个或多个活动支承件上。由此所述压力容器也可以在活动支承件侧上相互稳定。所述组尤其是可以不重叠，从而适宜地，每个压力容器正好配设给一个组并且仅属于一个相应的组的压力容器共同固定。在此尤其是可以涉及如更以上关于固定支承件说明的那样的相同的分组。然而在活动支承件侧上也可以进行压力容器的另一种分组。
17.每个组尤其是可以具有两个、三个或更多个压力容器。这适用于活动支承件侧和固定支承件侧。
18.按照一种实施方案，一个、一些或所有固定支承件相应与至少一个活动支承件刚性连接。这尤其是涉及活动支承件的如下部分，所述部分除此之外也与车身连接或至少可以与车身连接。因此，固定支承件和活动支承件可以相互稳定。例如可以通过为此设置的连接接片进行这样的连接，所述连接接片可以附加于车身存在。尤其是在这里所描述的连接是如下连接，所述连接附加于如下事实地存在，即附加于不仅活动支承件并且还有固定支承件典型地本来就与车身连接的事实存在。
19.在这里公开的技术此外涉及一种机动车，具有(i)车身和(ii)至少一个如在这里
说明的压力容器结构组合体，所述压力容器结构组合体安装在车身中。关于压力容器结构组合体可以采用所有实施方案。在这样的机动车中尤其是可以使用比在现有技术中更长的压力容器，从而较大的容积是可能的。
20.压力容器结构组合体的压力容器尤其是可以横向于机动车的纵向方向定向。机动车的纵向方向尤其是如下方向，当机动车的转向车轮直行时，机动车沿所述方向向前运动。横向方向尤其是水平的并且横向于纵向方向。压力容器或者说其纵轴线典型地沿该横向方向延伸。然而其他实施方案在这里也是可能的。
21.各所述压力容器可以尤其是沿机动车的横向方向不对称地设置，从而起初的侵入空间构成在安装空间的一侧上并且所述固定支承件邻接到安装空间的另一侧上。因此能够实现现有安装空间的尽可能好的利用，其中，对于在起初的侵入空间的一侧上的侧面碰撞事件的情况，该侵入空间可供使用，而压力容器不会移动，并且对于从另一侧的侧面碰撞事件的情况，压力容器这样移动，使得起初的侵入空间转换为在另一侧上的动态的侵入空间并且同样可供使用。在固定支承件侧上因此优选起初不构成侵入空间。所述安装空间尤其是可以在两个侧裙之间确定。
22.按照一种实施方案，可以直接邻接于压力容器或以距固定支承件最多50mm、100mm或150mm的距离在压力容器的侧向设置第一侧裙。按照一种实施方案，可以直接邻接于活动支承件或以距活动支承件最多50mm、100mm或150mm的距离在压力容器结构组合体的侧向设置第二侧裙。直接邻接的实施方案尤其是可以理解为，在对应的支承件和侧裙之间不再存在技术上相关的距离。例如可以为了构件公差或热变形设置直至150mm的距离。通过这样的尺寸能够实现尽可能好的结构空间利用。
23.所述压力容器结构组合体可以尤其是用于机动车(例如载客汽车、摩托车、商用车)。压力容器结构组合体用于存储在环境条件下气态的燃料。压力容器结构组合体例如可以在机动车中使用，所述机动车以压缩的(也称为压缩天然气或cng)或液化的(也称为液化天然气或lng)的天然气或氢气运行。压力容器结构组合体典型地与至少一个能量转换器流体连接，所述能量转换器设计用于，将燃料的化学能转变为另一种能量形式。尤其是可以在此涉及气体运行的内燃机或燃料电池。
24.压力容器例如可以作为复合包裹式压力容器(copv)实施。所述压力容器例如可以作为低温压力容器或作为高压气体容器实施。高压气体容器构成用于，在环境温度中将燃料持久地在至少350巴(＝相对于大气压的过压)或至少700巴的标称工作压力(也称为nominal working pressure或nwp)的情况下存储。低温压力容器适合用于，将燃料在上面提到的工作压力的情况下也在如下温度的情况下存储，所述温度显著(例如以多于50k或多于100k)低于机动车的运行温度。
25.压力容器结构组合体的压力容器尤其是可以组合并且以支承元件、固定元件和/或保护元件(例如挡板、屏障部、阻挡层、遮盖部、涂层、缠绕部等)构成持久连接的单元，所述单元尤其是能够在地板区域中可装配到在乘客内部空间之下。压力容器的纵轴线可以在安装位置中彼此平行地延伸和/或各个压力容器可以分别具有如下长度-直径比，所述长度-直径比具有4至200之间、优选5至100之间并且特别优选6至50之间的值。
26.换句话说，侵入空间典型地不可以用于集成刚性构件。在已知的实施方案中，典型地在两侧提供所述侵入空间，以便考虑从两侧的侧面碰撞事件。这限制每个用于集成压力
容器和因此也用于存储量可用的结构空间。
27.因为侧向碰撞通常仅从一侧进行，所以尤其是可以仅在一侧作为变形空间设置侵入空间。由此可以例如以大约50％减少侵入空间，其方式为：仅在一侧提供用于碰撞事故的侵入空间。空出的结构空间可以附加地用于存储气态燃料，其方式为：对应延长压力容器。
28.在这里说明的构思规定在车辆上横向设置的压力容器的固定设计方案，所述固定设计方案能够实现，在侧面碰撞情况中独立于碰撞侧完全利用选择的侵入空间，并且压力容器不经历沿容器纵向方向的压力负载。为此用于所述固定设计方案适宜地选择固定-活动支承件。活动支承件在此能够实现沿压力容器纵向方向至少如在侵入空间处沿相同的方向可供使用的那样多的运动行程。在通常的车辆运行中，活动支承件侧也能够实现压力容器的无应力的固定，所述压力容器通过加充和提取而经历轻微的延伸。
29.如果发生在活动支承件侧上的侧向碰撞，则提供侵入空间，并且压力容器不通过所述碰撞移动。如果发生在固定支承件侧上的侧向碰撞，则相关的压力容器通过固定支承件沿压力容器纵向方向移动并且通过活动支承件引导。
30.活动支承件可以作为滑动支承件或作为滚柱支承件实施。可以为此设置对应的轴向引导部。例如可以设置导轨。
31.为了优化的结构空间利用并且因此平行设置的压力容器可以直接并排，所述导轨可以处于各所述压力容器之间。导轨集成在其中的轮廓几何结构可以具有梯形形状。在侧视图中，梯形的轮廓可以处于各所述压力容器之间。由此可以至少在一定的实施方案中阻止，在碰撞事故中通过梯形轮廓阻塞压力容器沿容器纵向方向的移动。
32.导轨例如可以作为t型槽的型式实施。所述t型槽不仅适合于引导例如在滑动支承部中的滑块而且适合于引导滚柱支承件。所述导轨可以在此安装在上侧和/或下侧上。也存在如下可能性，即，将多个容器作为一个模块组合和共同引导。
33.当梯形轮廓在整个车辆宽度上越过时，则产生在碰撞事故中的刚度，在活动支承件侧上的导轨集成到所述梯形轮廓中。
34.在越过的梯形轮廓的情况中同样适合的是，越过t型槽导轨。这提供用于在固定支承件侧上的固定设计方案的附加可能性并且相比于梯形空心轮廓提高刚度。
附图说明
35.现在借助附图说明在这里公开的技术。在此示出：
36.图1示出一种机动车；
37.图2示出机动车的横截面；
38.图3示出机动车的侧视图；
39.图4示出机动车的一种备选实施方案；以及
40.图5示出机动车的又一种备选实施方案。
具体实施方式
41.图1纯示意性地示出按照一种实施例的机动车1。所述机动车1具有四个纯示意性示出的车轮，所述车轮能够实现机动车1沿纵向方向的运动。机动车1具有车身4，其他的构件固定在所述车身上。
42.第一侧裙5和第二侧裙6在侧向设置在机动车1上。压力容器结构组合体10设置在所述两个侧裙5、6之间。所述压力容器结构组合体10具有多个压力容器20，各所述压力容器沿机动车1的横向方向延伸。
43.在一侧上，压力容器20在相应的纵向端部处固定在固定支承件30中。这些固定支承件建立至车身4的连接。所述固定支承件30在此如示出的那样直接邻接到第一侧裙5上地实施。
44.在相对的一侧上，压力容器20的纵向端部固定在活动支承件40上。所述活动支承件40直接邻接到第二侧裙6上地实施。每个压力容器20在此与角形件22连接，所述角形件再次通过垂直的销23与活动支承件40连接。
45.活动支承件40具有自由度地、即具有沿机动车1横向方向的运动地固定压力容器20。活动支承件40因此能够实现，压力容器20在固定支承件30沿横向方向的对应运动中朝第二侧裙6移动。
46.在图1中示出的状态中，在第二侧裙6和压力容器20之间提供起初的侵入空间7，在所述侵入空间中，第二侧裙6在侧面碰撞事件中可以弯曲，而不会接触或损坏各所述压力容器20之中的一个压力容器。起初的侵入空间7加阴影线地示出。因此可以以有利的方式提高在侧面碰撞事件中的安全。然而如果侧面碰撞事件从另一侧进行，则第一侧裙5向内弯曲，并且在此时固定支承件30横向地朝第二侧裙6移动。压力容器20可以基于在活动支承件40中的支承而没有问题地一同实施该运动，从而起初的侵入空间7转换为在压力容器20的相对的一侧上的动态的侵入空间，所述动态的侵入空间实际上对于第一侧裙5进行弯曲可供使用，而不会接触或损坏各所述压力容器20之中的一个压力容器。
47.通过该实施方案可以相比于已知的实施方案提高压力容器20的长度，在所述已知的实施方案中，需要在两侧提供侵入空间。所述长度在图1中作为长度差δl标绘。由此可以提高要随之携带的气态燃料的量。
48.图2示出图1的机动车的构件的侧向的详细视图。在此可看出，固定支承件30建立压力容器20和车身4之间的直接连接。在相对的一侧上，在侧视图中可看出角形件22以及可看出销23。所述销23如示出的那样建立与活动支承件40的连接，所述活动支承件又固定在车身4上。如示出的那样，提供在角形件22和第二侧裙6之间的空间用于移动。
49.图3示出在车身4上的压力容器布置结构10的侧视图。在此还较清楚地可看出活动支承件40的布置结构。所述布置结构处于分别两个直接邻接的压力容器20之间。销23从上面嵌接到相应的活动支承件40中。通过这样的实施方案，可以理想地利用结构空间并且活动支承件40不妨碍压力容器20的运动。活动支承件40当前如示出的那样直接安置在车身4上。每个活动支承件40在示出的实施方案中具有t形的槽42，所述槽在图3中的详细视图中示出。销23可以从上面嵌接到该槽中并且因此确保相应的压力容器20的可靠的引导。尤其是由此也可以阻止压力容器20向上抬起。
50.图4示出按照一种备选的实施方案的机动车1。区别于已经说明的实施方案，在此分别三个压力容器20组合成一组。每组压力容器20在固定支承件侧上具有连接轨道32，所述连接轨道将压力容器20相互连接。由此可以进一步提高稳定性。此外，每组压力容器20在活动支承件侧上也具有相应的连接元件24，所述连接元件将所述组的压力容器20在活动支承件侧上相互连接。也由此进一步提高稳定性，因为分别三个压力容器20相互刚性连接。尽
管如此仍保持动态可用的侵入空间的功能性。所述连接元件24承担在图1的实施方案中的角形件22的功能。
51.图5示出机动车1的又一种备选的实施方案。在此附加于图4的实施方案，固定支承件30和活动支承件40也通过连接接片34相互连接。由此提高总系统的稳定性，这尤其是在严重的侧面碰撞事件中还能够实现所述功能性的较好的保证。
52.总体上，可以通过在这里所描述的实施方案以有利的方式节省侵入空间，而无须考虑在安全性方面的限制。由此可以提高存放的燃料的存储量。
53.出于易读性原因简化地部分省略术语“至少一个”。只要在这里公开的技术的特征以单数或不确定地说明(例如所述/一个压力容器、所述/一个活动支承件等)，则应该同时也一起公开其复数(例如所述至少一个压力容器、所述至少一个活动支承件等)。
54.本发明的在前说明只用于说明性的目的并且不用于限制本发明的目的。在本发明的范围中，不同的改变和修改是可能的，而不会脱离本发明以及其等效方案的范围。
55.附图标记列表
[0056]1ꢀꢀꢀꢀꢀ
机动车
[0057]4ꢀꢀꢀꢀꢀ
车身
[0058]
5、6侧裙
[0059]7ꢀꢀꢀꢀꢀ
侵入空间
[0060]
10
ꢀꢀꢀꢀ
压力容器结构组合体
[0061]
20
ꢀꢀꢀꢀ
压力容器
[0062]
22
ꢀꢀꢀꢀ
角形件
[0063]
23
ꢀꢀꢀꢀ
销
[0064]
24
ꢀꢀꢀꢀ
连接元件
[0065]
30
ꢀꢀꢀꢀ
固定支承件
[0066]
32
ꢀꢀꢀꢀ
连接轨道
[0067]
34
ꢀꢀꢀꢀ
连接接片
[0068]
40
ꢀꢀꢀꢀ
活动支承件
[0069]
42
ꢀꢀꢀꢀ
槽。

技术特征：
1.一种压力容器结构组合体(10)，具有：-多个压力容器(20)，各所述压力容器彼此平行地设置，-一个或多个固定支承件(30)，以及-一个或多个活动支承件(40)，其中，每个压力容器(20)在一个纵向端部处固定在固定支承件(30)上并且在相反的纵向端部处固定在活动支承件(40)上，从而活动支承件(40)确定起初的侵入空间(7)，并且通过压力容器(20)沿活动支承件(40)的移动相反于活动支承件(40)地确定动态的侵入空间。2.按照权利要求1所述的压力容器结构组合体(10)，其中，所述活动支承件(40)能够实现至少10mm或至少20mm的可移动性。3.按照权利要求1或2所述的压力容器结构组合体(10)，其中，所述活动支承件(40)能够实现最多150mm的可移动性。4.按照上述权利要求之一所述的压力容器结构组合体(10)，其中，所述活动支承件(40)能够实现沿压力容器(20)纵向方向的或平行于压力容器纵向方向的可移动性。5.按照上述权利要求之一所述的压力容器结构组合体(10)，其中，在每个固定支承件(30)上仅固定一个压力容器(20)。6.按照权利要求1至4之一所述的压力容器结构组合体(10)，其中，各所述压力容器(20)配设给多个组，并且每组压力容器(20)共同固定在一个或多个固定支承件(30)上。7.按照上述权利要求之一所述的压力容器结构组合体(10)，其中，各所述活动支承件(40)沿横向于压力容器(20)纵向方向的方向看错开地设置在各所述压力容器(20)之间。8.按照上述权利要求之一所述的压力容器结构组合体(10)，其中，在每个活动支承件(40)上仅固定一个压力容器(20)。9.按照权利要求1至7之一所述的压力容器结构组合体(10)，其中，各所述压力容器(20)配设给多组，并且每组压力容器(20)共同地固定在一个或多个活动支承件(40)上。10.按照上述权利要求之一所述的压力容器结构组合体(10)，其中，一个、一些或所有固定支承件(30)相应与至少一个活动支承件(40)刚性连接。11.一种机动车(1)，所述机动车具有车身(4)和至少一个按照上述权利要求之一所述的压力容器结构组合体(10)，所述压力容器结构组合体安装在所述车身(4)中。12.按照权利要求11所述的机动车(1)，其中，所述压力容器结构组合体(10)的压力容器(20)横向于机动车(1)纵向方向定向。13.按照权利要求12所述的机动车(1)，其中，所述压力容器(20)沿机动车(1)横向方向不对称地设置，从而起初的侵入空间(7)构成在安装空间的一侧上并且所述固定支承件(30)邻接到安装空间的另一侧上。14.按照权利要求11至13之一所述的机动车(1)，-其中，直接邻接于固定支承件(30)或以距固定支承件最多150mm的距离在压力容器结构组合体(10)的侧向设置第一侧裙(5)，和/或-直接邻接于活动支承件(40)或以距活动支承件最多150mm的距离在压力容器结构组合体(10)的侧向设置第二侧裙(6)。

技术总结
在这里公开的技术按照本发明涉及一种压力容器结构组合体(10)，所述压力容器结构组合体包括多个压力容器(20)、一个或多个固定支承件(30)和一个或多个活动支承件(40)，其中，确定起初的侵入空间(7)，并且通过压力容器(20)沿活动支承件(40)的移动相反于活动支承件(40)地确定动态的侵入空间。在这里公开的技术按照本发明此外涉及一种包括这样的压力容器结构组合体(10)的机动车(1)。结构组合体(10)的机动车(1)。结构组合体(10)的机动车(1)。


技术研发人员：M
受保护的技术使用者：宝马股份公司
技术研发日：2022.02.07
技术公布日：2023/10/20