ES2932802T3 - Arquitectura de vehículo - Google Patents

Abstract

Se divulga un vehículo que comprende un chasis estructural rígido tipo plataforma (10) adecuado para aceptar todas las fuerzas motrices del vehículo, comprendiendo el vehículo además un módulo de carcasa independiente (20) que está soportado por el chasis (10) y forma el pasajero. compartimento y la carrocería del vehículo (21, 22, 23, 24). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Arquitectura de vehículo

Área técnica

La presente invención hace referencia a la arquitectura de un vehículo con una pequeña huella ecológica.

Técnica anterior

Los primeros automóviles eran totalmente de madera, según el mismo principio que la carroza. El bastidor era en general la única estructura rígida, y el habitáculo se añadía encima. En la década de 1910. Primero el bastidor y luego las carrocerías fueron fabricadas de acero. Iniciado en la década de 1935, el bastidor de carrocería de chapa de acero permitió fabricar un vehículo más resistente y ligero. La rigidez del bastidor se obtiene utilizando el volumen de la carrocería completa como momento de inercia. El bastidor se integra en la carrocería. La carrocería ensamblada de este modo proporciona una gran rigidez torsional en relación con la masa. La carrocería absorbe las fuerzas devueltas por las conexiones al suelo y las suspensiones y amortiguadores.

El bastidor de carrocería se fabrica a partir de chapas que llegan en forma de bobinas a la planta de automóviles. Las bobinas se desenrollan, se limpian y, a continuación, se cortan en líneas de corte. Los residuos de chapa se retiran y las piezas en bruto resultantes se almacenan y se transportan a los pies de las prensas de estampación. Las piezas en bruto se decapan y, a continuación, se aceitan especialmente antes de ser estampadas.

Después de la estampación, las piezas se vuelven a decapar antes de ser transferidas al taller de chapa, donde los trabajadores y los robots realizarán aproximadamente 4.000 puntos de soldadura por bastidor - carrocería metálica. Acto seguido, la carrocería resultante se sumerge en un baño de cataforesis. A continuación, la carrocería se somete a una fase de masillado, que tiene por objetivo tapar los huecos entre los rebajes de la chapa para evitar que vibren. El masillado es necesario para garantizar la estanqueidad del ensamblaje y protegerlo de este modo de la corrosión.

Cabe señalar que la masilla utilizada es un termoestable flexible, no reciclable. Acto seguido, la carrocería se lija, se limpia y se pinta; normalmente se aplican un total de 4 capas de pintura. La capa final es un barniz polimérico que da al vehículo su brillo final.

Un nuevo estilo de vehículo requiere un ensamblaje de entre 300 y 400 piezas estampadas para conseguir la compleja forma tridimensional. La chapa metálica tiene una plasticidad muy baja y sólo puede adoptar formas limitadas. Esta es una de las razones por las que los vehículos actuales parecen todos iguales.

Cada pieza estampada requiere de tres a cuatro herramientas de desbaste, semiacabado o acabado.

La inversión para poder producir un nuevo modelo es el número total de piezas multiplicado por el número de herramientas de estampación. Las piezas de chapa están vinculadas al estilo del vehículo y rara vez son estándar de un modelo de vehículo a otro. Por lo tanto, los bastidores de la carrocería son diferentes para cada modelo y cada pieza de chapa requiere un conjunto específico de herramientas de estampación. Por lo tanto, el bastidor de carrocería requiere una inversión específica muy elevada en cada nuevo modelo, que no se puede reutilizar en el siguiente.

La producción de un bastidor de carrocería metálico requiere necesariamente una amplia infraestructura para el taller de estampación, que incluye prensas de estampación, cintas de recogida de residuos de chapa, robots que transfieren las piezas estampadas de una prensa a otra, para la soldadura por puntos de las piezas mediante robots en las fábricas modernas. Acto seguido, el bastidor de carrocería ensamblado pasa por un baño de cataforesis de protección y luego a las instalaciones de pintura y secado. La inversión financiera ligada a la transformación de la chapa metálica es ya muy significativa en esta fase.

Acto seguido, el bastidor de carrocería resultante se transporta con cuidado hasta el final de la línea de ensamblaje, si es posible en el mismo lugar.

Como el bastidor de carrocería es la pieza más voluminosa del vehículo, dicta la configuración del resto de la producción, que se compone de una línea de ensamblaje lineal en la que los componentes se ensamblan secuencialmente, con la carrocería avanzando estación por estación. De este modo, el puesto de conducción, los guarnecidos, los retrovisores, el tren de rodaje, el salpicadero, los asientos, el aislamiento acústico, las moquetas, el techo, la apertura de las puertas, los parachoques, los faros, las luces, el motor, los asientos y todas las funciones se ensamblan a la carrocería hasta el puesto de control de calidad del final de la línea, de donde sale el vehículo definitivo. Entre la bobina de acero del inicio y la salida del vehículo, el vehículo habrá recorrido aproximadamente 8 km, de los cuales únicamente entre 1 y 2 km son en la línea de ensamblaje. Este método de producción del bastidor de carrocería optimizado en acero requiere una triple inversión en infraestructura para la fabricación de los bastidores de carrocería, para la fabricación de un nuevo modelo específico y para una línea de ensamblaje. Las tres inversiones deben estar todas operativas de forma simultánea antes de que el primer vehículo pueda salir de una planta de automóviles.

La fabricación de un bastidor de carrocería tiene un gran impacto ecológico porque utiliza materiales pesados de transportar y difíciles de transformar, como el fleje de chapa, que requiere mucha energía para darle forma y produce residuos tóxicos, sobre todo para el tratamiento anticorrosivo de las chapas. El trabajo en los talleres de chapa es difícil para los trabajadores, muy ruidoso y sucio. Las chapas desenrolladas a la entrada de la línea de estampación se deben limpiar y desoxidar primero, antes de ser lubricadas para las operaciones de estampación. Después de estas operaciones, el aceite se debe eliminar completamente con un disolvente para permitir una buena soldadura y pintura. Al final de la línea de ensamblado, hay que alinear las chapas y ajustar las holguras. Los recortes de las piezas en bruto en las chapas se recogen y se transportan de vuelta a los altos hornos. Contienen demasiado silicio para volver a ser utilizados en la industria del automóvil. Los materiales utilizados para el aislamiento acústico de las chapas son en pocos casos reciclables, y en el caso del poliuretano tóxicos y no degradables. Como el mercado exige vehículos cada vez más silenciosos, cada vez se utilizan más aislamientos en los vehículos.

El vehículo terminado y controlado se envía entonces a un almacén en un aparcamiento donde espera ser transportado a su destino final, que puede estar en la otra punta del planeta.

En el vehículo definitivo, el bastidor de carrocería introduce otros problemas, como por ejemplo los rebajes de chapas desgarradas después de una colisión, que en algunos casos pueden subir al habitáculo y causar cortes y lesiones a los pasajeros.

Otro problema de la chapa de acero es que contiene hierro y, sin protección superficial, la carrocería del vehículo se oxida. Esto ocurre más rápidamente si el vehículo se encuentra cerca del mar y de la niebla salina, o si se conduce sobre sal en invierno. A partir de un determinado nivel de oxidación de la carrocería, el vehículo debe ser retirado de la circulación porque la chapa que compone la estructura se oxida, puede romperse y se convierte en algo peligroso. Estos tratamientos, los tipos de materiales utilizados, las técnicas de montaje empleadas, así como el gran número de materiales y piezas que componen el salpicadero dificultan por último su desmontaje y reciclaje al final de su vida útil. Un salpicadero contiene más de 300 materiales diferentes, algunas piezas pesan sólo unos gramos.

Para aumentar la eficiencia energética de un vehículo respetuoso con el medio ambiente y limitar su resistencia al avance, debe ser de baja masa. El acero e incluso el aluminio tienen una densidad demasiado alta para permitir fabricar una estructura ligera en un bastidor de carrocería. Cuando se añade a la batería de tracción trasera de un vehículo eléctrico, la masa se vuelve demasiado elevada y hace que el vehículo diseñado de este modo sea poco atractivo debido a sus bajas prestaciones, sobre todo en términos de autonomía.

Sin embargo, el bastidor de carrocería ha sido el modelo universal utilizado por el automóvil durante 74 años y la mayoría de los vehículos eléctricos de producción utilizan este principio

Los supervehículos fabricados con materiales compuestos de epoxi-carbono son ultraligeros, pero el epoxi-carbono está cada vez más prohibido de procesar por razones de toxicidad, de utilizar porque se rompe en las colisiones y, sobre todo, no es reciclable. Los elevados costes de transformación no son compatibles con un vehículo de producción en serie y limitan el uso de los materiales compuestos a los vehículos de gama alta, de competición y poco ecológicos. El documento WO 98/32622 describe un vehículo modular que tiene una sección delantera, una sección media y una sección trasera.

El documento DE 102009038834 describe un vehículo con un módulo delantero, un módulo central y un módulo trasero.

Presentación de la invención

La presente invención permite superar todos los inconvenientes mencionados anteriormente. Permite fabricar en serie un vehículo de 4 ruedas con tracción trasera eléctrica, homologado para la circulación.

Por lo tanto, la invención hace referencia a una arquitectura de vehículo como por ejemplo la definida en la reivindicación 1.

Al igual que los primeros vehículos del siglo pasado, el bastidor es de tipo plataforma. Su rigidez mecánica es suficiente para soportar todas las fuerzas dinámicas del vehículo en la carretera. Incluye la tracción trasera, la conexión con el suelo, la dirección, los asientos, los amortiguadores de energía delanteros, traseros y laterales. El bastidor soporta por completo las solicitaciones enviadas por los amortiguadores y la suspensión. El bastidor ensamblado es un módulo independiente de la carrocería y puede rodar independientemente de ésta.

El bastidor es el ensamblaje de 3 módulos; el módulo de plataforma central que contiene la batería en el caso favorable de un vehículo de tracción trasera eléctrica, el módulo de suspensión delantera que comprende la tracción trasera, el módulo de suspensión trasera.

La carrocería está compuesta principalmente por 2 o 3 grandes piezas de biopolímero moldeadas huecas y que tienen una piel interior que forma el habitáculo y una piel exterior que forma el estilo exterior del vehículo.

La invención permite fabricar una carrocería formada por grandes piezas que integran un gran número de funciones, reduciendo de este modo el número total de piezas que componen el vehículo y haciendo que el ensamblaje sea sencillo, rápido y sin herramientas específicas. Los talleres de ensamblado, limpieza, estampación, soldadura, galvanoplastia, pintura y acabado ya no son necesarios. Al no ser estructural, sino flexible, permite la realización de múltiples estilos en una misma plataforma-tracción trasera reduciendo de este modo la inversión. En la fase de diseño, el diseñador ya no está limitado por las características de deformación del acero en la estampación y puede expresar su talento con total libertad para diseñar la escultura de su vehículo.

En la producción, las piezas de la carrocería se fabrican con materiales poliméricos o, de forma ventajosa, biopoliméricos que tienen un bajo impacto ecológico y requieren poca energía para darles forma. Los procesos de rotomoldeo o espumado rotacional utilizados para esta conformación permiten fabricar partes compactas y espumadas de diferentes espesores en la misma pieza. No es necesario ningún tratamiento anticorrosivo ni pintura, ya que los colorantes se añaden al material base antes de darle forma. Todo el material presente al principio del proceso de moldeo está presente en la pieza acabada.

La invención permite fabricar un vehículo más respetuoso con el medio ambiente por las siguientes razones:

En la fabricación, la arquitectura de vehículo tiene aproximadamente 20 veces menos piezas que una producción convencional basada en un bastidor de carrocería metálico. Menos piezas requieren menos transporte y, por tanto, reducen el contenido energético contenido en el vehículo.

Las piezas de la carrocería se tintan en la masa, lo que reduce la energía necesaria para la pintura, pero también para las operaciones de reparación de la carrocería en las colisiones de estacionamiento.

Por último, el polímero utilizado para la carrocería contiene, a su vez, poca energía para su fabricación en el reactor y para su transformación.

El vehículo no contiene lubricantes, especialmente en las transmisiones. Así se evita la contaminación de las piezas a reciclar.

La invención permite limitar a 5 las familias de polímeros para fabricar el vehículo. Estos polímeros se concentran en grandes piezas lo que permite su identificación sencilla y práctica.

Las piezas grandes contienen una masa interesante de polímero, por lo que ofrecen un valor de mercado que favorece su recuperación. El desmontaje de las piezas de la carrocería se simplifica y permite obtener una gran masa de un solo y único polímero.

Las piezas grandes de la carrocería están diseñadas con un único polímero o, más favorablemente, con un biopolímero, lo que hace que los circuitos de reciclaje y la identificación sean eficientes.

La invención comprende un concepto de producción modular del conjunto del vehículo. Las plantas de producción son centros de ensamblaje de los 4 módulos necesarios para un vehículo.

Un grupo de proveedores subcontratistas fabrica los 4 módulos: módulo de carrocería - puertas, módulo de tracción trasera delantera, módulo de bastidor de suspensión delantera, módulo de bastidor de suspensión trasera, módulo de plataforma central batería. Estos proveedores envían estos cuatro módulos a los centros de ensamblaje justo a tiempo. Estos centros de ensamblaje se sitúan cerca de las megaciudades para permitir que el vehículo se fabrique lo más cerca posible del cliente final y evitar el transporte del mismo. Este principio de producción descompuesta en 4 módulos de pequeños volúmenes reduce el contenido energético del transporte contenido en el vehículo final. Los centros de ensamblaje cercanos a las ciudades permiten recoger los vehículos al final de su vida útil o los componentes de la carrocería para crear un circuito de reciclaje. Este concepto de producción se opone al actual, en el que una planta centraliza la producción y los vehículos acabados se transportan al usuario en tren, barco o camión.

La invención permite numerosas ventajas, como por ejemplo la reducción del coste de producción del vehículo, del coste de industrialización, del coste de inversión en la producción, del contenido energético del transporte de las piezas, del contenido energético del transporte del vehículo hasta el usuario final, de la huella ecológica. La invención permite aumentar la durabilidad, la seguridad, la modularidad, la versatilidad y la libertad de diseño en el estilo interior y el exterior del vehículo.

Durante la utilización, su ligereza permite disminuir el consumo eléctrico del vehículo durante la conducción. El diseño de las piezas del módulo de carrocería permite una absorción de la energía en caso de colisión, al sellar y luego inflar el interior de estos cuerpos huecos cerrados y flexibles un momento antes de la colisión. La geometría de las piezas de la carrocería y la constitución de sus paredes, compactas en algunos lugares y espumadas en otros, permite absorber la energía en caso de colisión, ofreciendo una seguridad óptima a los pasajeros.

Se puede hacer una analogía de la carrocería con los globos elásticos flexibles que rodean a los pasajeros.

La elasticidad de la superficie del polímero le permite tener una buena resistencia a las colisiones de aparcamiento sin mostrar ninguna degradación. Su montaje en el bastidor es rápido y sencillo. El usuario puede llevar su vehículo al taller para cambiar el modelo de carrocería por uno más nuevo. Del mismo modo, se podrá modificar una sola pieza de forma independiente de las demás. De la misma manera, la invención también permite cambiar por completo el módulo de la carrocería para permitir un cambio de color del vehículo. Este cambio del módulo de la carrocería se puede realizar en pocos minutos, manteniendo al mismo tiempo las piezas conectadas al bastidor de tracción trasera y sin costes significativos. Por último, la posibilidad de utilizar materiales translúcidos permite una retroiluminación y una difusión de la carrocería hueca para una firma luminosa del vehículo al atardecer o por la noche.

Al final de su vida útil, el reducido número de piezas, los pocos materiales diferentes utilizados, su origen biológico y la facilidad de desmontaje, permiten un cómodo reciclaje completo del vehículo. La arquitectura del biopolímero se basa en la medida de lo posible en la arquitectura biológica de los organismos vivos, y con más precisión en la de los mamíferos. El bastidor rígido sustituye al esqueleto y la carrocería exterior cumple la función de protección del esqueleto en caso de colisión. En términos más generales, la arquitectura descrita corresponde a una "economía circular" (EC), que describe una economía industrial en la que los flujos de materiales siguen circulando con una alta calidad (en términos de propiedades, funciones y diversas utilizaciones) después de su primera utilización, sin que estos materiales entren en la biosfera. De este modo, los residuos vuelven a convertirse en materia prima. Las piezas se pueden desmontar simplemente, sin mezclar materiales, identificarse y enviarse a la planta de ensamblaje que las redirigirá al reciclaje. Este principio, combinado con las piezas de gran volumen, permite crear circuitos de reciclaje, en línea con los tratados de economía circular ratificados por Alemania, China y la Confederación Suiza. Este concepto de circuito de reciclaje es el nivel más alto de reciclaje, denominado también como el concepto "de la cuna a la cuna". El vehículo diseñado de esta manera se convierte en un vector de comunicación en la economía circular.

La arquitectura permite la utilización de materiales poliméricos poco sensibles a la oxidación y, relacionados con la longevidad de la tracción trasera eléctrica, permiten obtener un vehículo especialmente duradero. La carrocería será resistente a las colisiones y se podrá cambiar con el tiempo, para un propietario que desee renovar o modernizar su vehículo con un nuevo estilo. Este conjunto se montará en el bastidor de tracción trasera original, que se podrá conservar durante decenas de años.

Gracias a esta arquitectura, el vehículo es más ligero, más modular, más económico de fabricar y, en definitiva, de utilizar. La huella de carbono que deja el vehículo se reduce al mínimo posible en todas las etapas, desde la fabricación, pasando por la utilización, hasta el final de la vida útil.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención y sus ventajas quedarán más claras con la siguiente descripción de una forma de realización dada a modo de ejemplo no restrictivo, con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

- la figura 1 muestra una vista del vehículo completo ensamblado,

- la figura 2 muestra una vista en perspectiva de los 3 módulos del bastidor ensamblado y el cuarto módulo que es la carrocería independiente,

- la figura 3 muestra una vista en perspectiva de los 4 módulos del vehículo,

- la figura 4 muestra una vista en perspectiva del bastidor rodante compuesto por los 3 módulos ensamblados, de acuerdo con la primera configuración de la arquitectura de acuerdo con la presente invención,

- la figura 5 muestra una vista en sección del vehículo,

- la figura 6 muestra una vista en perspectiva de las piezas huecas de la carrocería de la carrocería en posición de montaje,

- la figura 7 muestra una vista en perspectiva estallada de las piezas huecas de la carrocería,

- la figura 8 muestra una vista en sección de las piezas huecas de la carrocería y del bastidor,

- la figura 9A muestra una vista en perspectiva de tres cuartos delantera de la carrocería delantera,

- la figura 9B es una vista en perspectiva trasera de tres cuartos de la carrocería delantero,

- la figura 10 es una vista en sección del pilar A de la carrocería,

- Las figuras 11 A, B, C muestran vistas en perspectiva de varios vehículos con bastidores idénticos, pero con una carrocería de diferente estilo.

La figura 12 muestra una perspectiva de los 4 módulos, con un módulo 12' que permite fabricar una tracción trasera 4x4, de acuerdo con la segunda configuración de la arquitectura de la presente invención.

Mejor manera de llevar a cabo la invención

Este párrafo describe la mejor manera de llevar a cabo la invención. No obstante, la invención no se limita a las formas de realización descritas, sino que se puede modificar dentro del ámbito de las reivindicaciones adjuntas.

Con referencia a las figuras, el vehículo, homologado para la circulación, está compuesto por un ensamblaje de los siguientes 4 módulos; el módulo delantero (12), la plataforma central (11) y el módulo trasero (13). Estos tres módulos ensamblados forman el bastidor de la plataforma (10) que soporta el módulo de la carrocería (20). Dicho bastidor (10) está constituido por el ensamblaje de 3 módulos: El módulo delantero (12) es una estructura sobre la que están montados el motor eléctrico, la transmisión, las suspensiones delanteras, los amortiguadores, los elementos de dirección (17) y el conjunto de pedales (18). El módulo (11), está constituido por la plataforma central favorablemente fabricada de tubo de aluminio extruido que integra las baterías (30), el controlador del motor (14). El módulo trasero (13) comprende los elementos de suspensión (15) y los elementos de conexión al suelo (16).

El bastidor mostrado en la (Fig. 4) es el bastidor de un vehículo de tracción.

Este mismo bastidor se puede montar como en la (Fig. 12), donde el módulo delantero (12) se ensambla en la plataforma central, y donde el módulo (13) se sustituye por un módulo modificado (12') quitando los elementos de dirección. Este bastidor formado a partir del ensamblaje de los módulos (12, 11, y 12') dispone por lo tanto de dos motores, y se convierte en una tracción trasera 4x4 por una variante de ensamblaje de módulos. En dicho bastidor (10) están presentes todos los elementos necesarios para la marcha del vehículo, de modo que el bastidor es autónomo y puede circular. Ningún elemento cierra la estructura por encima de los asientos, de modo que todos los elementos son fácilmente accesibles, simplificando el montaje de dicho bastidor (10).

Dicha carrocería (20) se fabrica de un polímero, que de forma ventajosa es un polímero de base biológica. Se dice que los polímeros son "bio" cuando se derivan total o parcialmente de recursos renovables, como por ejemplo el aceite de ricino, la remolacha o la caña de azúcar. Esto permite que dicha carrocería (20) tenga un bajo impacto en el medio ambiente: la producción de biopolímeros es menos contaminante que la de polímeros procedentes de la industria petrolera. Los polímeros termoplásticos permiten, después de la molienda y la micronización, volver a moldear la misma pieza en el mismo material u otra pieza lo que permite múltiples utilizaciones en otras piezas.

La contaminación global se reduce durante todo el ciclo de vida del material.

El polímero utilizado puede ser preferentemente un biopolímero de ácido láctico, abreviado PLA, que permite la despolimerización química hasta la fase de monómero de ácido láctico, y que acto seguido se puede sintetizar con baja energía para recrear un nuevo polímero.

Dicha carrocería (20) se compone de un pequeño número de piezas huecas alrededor del habitáculo, estando dichas piezas dispuestas alrededor de los pasajeros formando un recinto de protección contra la intemperie, el frío, el viento y las colisiones. La fijación de estas grandes piezas se asegura con medios tradicionales, preferentemente pernos, tanto para el montaje como también para el desmontaje rápido en los casos en que el usuario desee cambiar el color del vehículo, o para una reparación de un vehículo accidentado o de una pieza de la carrocería, o incluso si se debe cambiar la carrocería entera. Las piezas de la cáscara se separan del bastidor y acto seguido se envían a la molienda. Después de la molienda, el polímero se puede volver a utilizar para moldear la misma pieza. Este desmontaje se realiza con herramientas convencionales.

De acuerdo con una forma de realización particular pero no restrictiva, la carrocería (20) se compone de una pieza delantera (21) encajada en el bastidor, una carrocería trasera (22) encajada en la misma y en el bastidor, unas piezas superiores de puertas (23) unidas a dicha pieza delantera (21) por medio de bisagras (23a), unas piezas inferiores de puerta (24) unidas a dichas piezas superiores de puerta (23) por medio de bisagras (23b), un salpicadero (25), espejos retrovisores (26), faros (27), limpiaparabrisas (28) fijados a dicha pieza delantera (21), y ventanillas (29) colocadas en dichas carrocería delantera (21), carrocería trasera (22) y partes superiores de puerta (23) con el fin de proporcionar una visión óptima al conductor y los pasajeros. El reducido número de piezas y la utilización de un único material para fabricar la totalidad de las piezas de la carrocería reduce su impacto ecológico y facilita el desmontaje y la identificación de las piezas para favorecer el circuito de reciclaje.

Las piezas principales de dicha carrocería (20), como por ejemplo dicha carrocería delantera (21), dicha carrocería trasera (22), dichas partes superiores de puertas (23), dichas partes inferiores de puertas (24), dicho o dichos salpicaderos (25) se fabrican mediante moldeo rotacional/espumado. Este principio, que requiere poca energía y una baja inversión, permite moldear piezas huecas estancas de grandes dimensiones.

Las piezas huecas del módulo de carrocería se fabrican mediante un proceso denominado de rotomoldeo. El rotomoldeo también permite fabricar piezas espumadas cuando durante el ciclo se abre una trampilla en el molde giratorio para liberar una mezcla compuesta por el mismo polímero y agente espumante. Esta puerta se abre liberando su mezcla cuando la piel de la pieza ya está formada en las paredes del molde caliente. Una segunda trampilla permite realizar de la misma manera una capa interna del mismo polímero y que se extiende sobre la superficie de la espuma.

Dicha carrocería delantera (21), fabricada con un único material, tiene de este modo una piel exterior (21 a) que forma la carrocería, y una piel interior (21b) que forma el habitáculo. Entre estas 2 pieles, se puede encontrar de forma no restrictiva una pared compacta exterior de piel exterior (21c), una pared espumada de piel exterior (21d), una pared compacta interior de piel exterior (21e), una cavidad (21f), una pared compacta interior de piel interior (21 g), una pared espumada de piel interior (21 h) y una pared compacta exterior de piel interior (21 i). El control de la temperatura del molde de dicha carrocería delantera (21), permite definir el espesor de cada una de estas paredes y conseguir diferentes espesores en la pared de una misma pieza. De este modo, en caso de colisión, ciertas zonas rígidas servirán para redirigir la energía de la colisión hacia los absorbentes, mientras que otras, más finas y deformables, servirán para absorber parte de esta energía. Para este fin, se ha integrado en la geometría de la carrocería delantera (21) un panal de abeja de paredes finas (21j) con el fin de absorber la energía en caso de colisión delantera. Por su parte, los pilares de las paredes gruesas (A 21 k) se utilizan en lo que a ellos respecta para crear un habitáculo rígido que garantice una buena seguridad para los pasajeros en caso de vuelco del vehículo. El principio de un cuerpo hueco cerrado sobre un volumen definido de aire permite obtener paredes con un elevado momento de inercia y absorber las colisiones de la mejor manera posible, como un globo. Esto también permite garantizar una seguridad óptima para los pasajeros del vehículo en caso de colisión. Esto también permite obtener paredes exteriores elásticas y, por lo tanto, deformables, y que puedan soportar las colisiones de estacionamiento o de baja velocidad sin sufrir daños o deformaciones permanentes. La carrocería diseñada de este modo es poco sensible a las colisiones del aparcamiento. De acuerdo con una forma de realización no restrictiva, dichos huecos (2lf) se pueden hacer estancos para confinar un volumen de aire en su interior. Dicha carrocería delantera (21) se vuelve de este modo más rígida, estando sus paredes pretensadas. De acuerdo con otra forma de realización no restrictiva, dichos huecos (21f) se pueden hacer estancos y los volúmenes de aire presurizados con el fin de aumentar aún más la rigidez de la pieza delantera de carrocería (21), pero también en todas las piezas de la carrocería (20).

Para este fin, se dispondrán sensores (40) en la periferia de las piezas huecas de la carrocería (20). El sensor (40) dará la velocidad de aproximación del obstáculo y dará la orden a una microbomba que eleve y module la presión en la pieza de la carrocería hacia la que se dirige el obstáculo. Cuando el haz de sensores detecta una masa grande, se enviará una determinada presión a la pieza, que será diferente si la masa detectada es pequeña, como en el caso de un peatón o un animal.

Esta presión se puede modular en función de lo que el sensor de colisión (40) identifique como inminente, y en función del tamaño del obstáculo (peatón, camión, muro)

En un caso favorable, la totalidad de las piezas de la carrocería (20, 21,22, 23, 24) estarán equipadas con este sistema de seguridad. Este sistema será neumáticamente independiente en cada pieza y la presión podrá ser diferente de una pieza a otra. Se utilizará favorablemente una microbomba y una válvula antirretorno para aumentar la presión de los cuerpos huecos justo antes de la colisión.

Las puertas rotoespumadas (24) de dicha carrocería (20) se diseñan y producen según el mismo principio, cuerpo hueco con una piel exterior y, a continuación, espumada en su interior.

Las hojas, como las batientes de puerta laterales (24), están diseñadas como cuerpos huecos espumados de una sola pieza. Están diseñados como arcos encajados en todos los lados cuando la puerta está cerrada, de tal manera que se comprimen en la parte inferior del bastidor (22) y en las otras piezas componentes del módulo (21) y (22) en caso de colisión lateral. Esta batiente de puerta diseñada de forma monolítica, con el sistema de sensor de inflado, proporciona un nuevo nivel de seguridad en caso de colisión lateral.

El rotomoldeo y el rotoespumado permiten fabricar piezas huecas de gran tamaño. De este modo, se puede integrar un gran número de funciones en una sola pieza. Dicha carrocería delantera (21) incorpora, por ejemplo, un panal de abeja (21j), pilares A (21 k), elementos de fijación (211) para dicho bastidor (10), elementos de fijación (21 m) para dicha carrocería trasera (22), un alojamiento (21 n) para las bisagras de dichas partes superiores de puertas (23), un elementos de fijación (21o) para el salpicadero (25), un punto de anclaje (21 p) para dichos espejos retrovisores (26), un alojamiento (21 q) para dichos faros (27), un alojamiento (21 r) para dicho limpiaparabrisas (28), alojamientos (21s) para dichas ventanillas (29), guardabarros (21t), etc... Esto permite reducir el número de piezas que constituyen el módulo (20) y, por tanto, reducir los costes de inversión para la producción y el montaje de las piezas

El color de las piezas rotomoldeadas se logra mediante colorantes añadidos al polímero base natural antes de darle forma. El color es el del polímero en polvo que se vierte en el molde al principio, y se habla de coloración en la masa de la pieza. Por lo tanto, no se requiere ningún tipo de operación de pintura o cataforesis después de la fabricación. Como el polímero no es sensible a la humedad, tampoco es necesario aplicar ningún tratamiento anticorrosivo. De este modo, la producción de estas piezas es más respetuosa con el medio ambiente, más rápida y simplifica aún más la línea de montaje. La utilización de polímeros rotomoldeados también hace posible la producción de piezas translúcidas y que dispersan la luz. Los LED se pueden colocar de este modo de forma favorable en dicho espacio vacío (21f) de dicha carrocería delantera (21) o en cualquier otra pieza componente (20) con el fin de retroiluminarla y darle un color por difusión. Al disponer de partes opacas y translúcidas en dicha carrocería (20), esta retroiluminación se puede utilizar también como señalización para proporcionar una seguridad adicional a los pasajeros o peatones.

Dicho bastidor (10) realiza toda la función estructural del vehículo y asegura la rigidez del mismo y su buen comportamiento en carretera. Absorbe todas las fuerzas ligadas a las suspensiones. Esto permite una gran libertad de diseño para dicha carrocería (20). De este modo, es posible diseñar y fabricar diferentes tipos de carrocerías: coupé cabriolet (41), pick-up (42), furgoneta, etc., que se pueden adaptar fácilmente a dicho bastidor (10). Los costes de desarrollo e inversión se reducen al módulo de carrocería, manteniéndose el bastidor

Dicho marco estructural (10) también permite llevar a cabo fijaciones sencillas entre dicho bastidor (10) y dicha carrocería (20). Por lo tanto, dicha carrocería (20) puede ser fácilmente reemplazada, permitiendo al usuario cambiar el color y el tipo de carrocería a voluntad sin costes significativos. La vieja pieza de la carrocería se desmonta, se identifica y se envía a un circuito de reciclaje, diseñado para poder volver a moldear la misma pieza o función o cualquier otra.

Por último, dicho bastidor (10), debido a su rigidez estructural, también permite utilizar polímeros de baja masa volumétrica para producir dicha carrocería (20). La masa de dicha carrocería (20) es por tanto baja, lo que reduce el consumo de energía del vehículo durante la conducción, aportando ventajas ecológicas y económicas al usuario. La masa del vehículo sin batería (20) se reduce a 1/3 con respecto a la de un vehículo con bastidor de carrocería metálico de idénticas dimensiones. La masa se reduce gracias al rotomoldeo, que permite fabricar carrocerías huecas, gracias al rotoespumado, que permite fabricar determinadas partes con materiales espumados, gracias al sellado estanco de dichos espacios vacíos (21f), que proporciona mayor rigidez a las piezas, y gracias a la presurización de dichos espacios vacíos (21f)

Los tres módulos que constituyen el bastidor, el módulo de tracción trasera (12), el módulo trasero (13), el módulo de la plataforma de la batería (11) y el módulo de la carrocería del habitáculo (20), forman cuatro módulos distintos que se pueden fabricar, ensamblar y controlar en diferentes plantas subcontratadas. Estos conjuntos se envían a los centros de ensamblaje de vehículos cercanos a las megaciudades y a los usuarios. Los centros de ensamblaje requieren pocos recursos industriales y el ensamblaje permite limitar el transporte de vehículos acabados y reducir la inversión necesaria para fabricar un vehículo. En la misma medida, la invención permite reducir la huella ecológica de la fabricación.

Por último, este principio de ensamblaje modular abre la puerta a la fabricación rápida y rentable de vehículos con licencia, ya que la inversión final para fabricar el vehículo se compone de una nave de ensamblaje y herramientas estándar

Al final de su vida útil, la simplicidad del ensamblaje, el reducido número de piezas, los pocos materiales diferentes utilizados, así como su naturaleza, permiten un reciclaje casi completo del vehículo. Las piezas pueden ser simplemente desmontadas, identificadas, sin mezclar materiales, identificadas y enviadas a una estación de reciclaje. Este principio, combinado con las piezas de gran volumen, permite crear circuitos de reciclaje económicamente viables y el concepto de residuo deja de existir, ya que se convierte en materia prima para fabricar un nuevo vehículo, de acuerdo con los tratados sobre economía circular ratificados por Alemania, China y la Confederación Suiza. Este concepto de circuito de reciclaje es el nivel alto de reciclaje, denominado también como el concepto "de la cuna a la cuna". El vehículo diseñado de esta manera se convierte en un vector de comunicación en la economía circular.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Arquitectura de vehículo que comprende un bastidor estructural rígido (10) del tipo plataforma, comprendiendo dicha arquitectura también un módulo de carrocería independiente (20) soportado por dicho bastidor (10) y que forma el habitáculo y la carrocería del vehículo; siendo fabricado dicho módulo de carrocería mediante el ensamblaje de piezas de polímero en cuerpos huecos que tienen volúmenes cerrados; siendo ensambladas dichas piezas al bastidor y disponiéndose de tal manera que proporcionan protección alrededor de los pasajeros del vehículo; estando constituido el bastidor estructural rígido por tres módulos distintos (11, 12, 13) que, cuando se ensamblan entre sí, absorben todas las fuerzas de la carretera del vehículo y aseguran su tracción trasera; comprendiendo dichos módulos un módulo delantero (12) una plataforma central (11) y un módulo trasero (13), comprendiendo dicho módulo delantero al menos un motor eléctrico, una transmisión y elementos de dirección, caracterizado por que dicha arquitectura comprende al menos dos configuraciones, una primera configuración en la que el módulo trasero (13) está formado por elementos de suspensión (15) y elementos de conexión al suelo (16) y una segunda configuración en la que el módulo trasero está formado por un módulo delantero (12') modificado por la supresión de los elementos de dirección, teniendo la primera configuración 2 ruedas motrices delanteras y la segunda configuración 4 ruedas motrices.

2. Arquitectura de vehículo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que dicho módulo de carrocería (20) comprende pilares de paredes gruesas (A 21 k) que rigidizan el habitáculo para garantizar una buena seguridad a los pasajeros en caso de vuelco de dicho vehículo.

3. Arquitectura de vehículo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que dichos módulos (11, 12, 13, 20) son independientes unos de otros y poco voluminosos.

4. Arquitectura de vehículo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que la carrocería se puede cambiar de forma sencilla y rápida en un vehículo ya montado, permitiendo de este modo al usuario cambiar el color y/o el tipo de carrocería; siendo realizada la fijación de la carrocería mediante medios de fijación como por ejemplo pernos que permiten un rápido montaje y desmontaje de la carrocería.

5. Arquitectura de vehículo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que dichas piezas (21, 22, 23, 24) que forman la carrocería (20) se fabrican por rotomoldeo espumado en un único ciclo de transformación y un único polímero.

6. Arquitectura de vehículo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que dichas piezas (21,22, 23, 24) que forman la carrocería (20) están constituidas de un único material polimérico.

7. Arquitectura de vehículos de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada por que dicho material polimérico que constituye dichas piezas es un biopolímero, parcial o totalmente derivado de recursos renovables.

8. Arquitectura de vehículo de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada por que dicho biopolímero que constituye dichas piezas principales de dicho módulo de carrocería (20) es ácido poliláctico (PLA).

9. Arquitectura de vehículo de acuerdo con una de las reivindicaciones 6, 7 u 8, caracterizada por que dicho material polimérico que constituye dichas piezas de dicho módulo de carrocería (20) se puede reciclar.

10. Arquitectura de vehículo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que dichas piezas (21, 22, 23, 24) que forman el módulo de carrocería (20) están fabricadas por rotomoldeo espumado y comprenden zonas compactas y zonas espumadas, comprendiendo dichas zonas paredes de diferentes espesores configuradas para absorber diferencialmente la energía en caso de colisión en dichas piezas (21,22, 23, 24).

11. La Arquitectura de vehículo de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada por que los elementos de absorción de energía son panales de abeja (21 j) integrados en la carrocería delantera (21).

12. Arquitectura de vehículo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que los cuerpos huecos estancos se pueden inflar mediante un fluido, pudiendo modularse la presión interna de las piezas mediante una bomba unos instantes antes y durante la colisión en caso de accidente del vehículo.

13. Arquitectura de vehículo de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizada por que los cuerpos huecos están presurizados, aumentando la rigidez de dichas piezas (21,22, 23, 24) antes de una colisión.

14. Arquitectura de vehículo de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 o 13, caracterizada por que los cuerpos huecos de las piezas (21, 22, 23, 24) forman un volumen cerrado y estanco al aire que disipa la energía de colisión mediante la difusión a toda la superficie interna de la pieza, siendo disipada la energía de colisión mediante la elasticidad del polímero y la estructura en capas de las piezas (21,22, 23, 24).