DE102019102902B4

DE102019102902B4 - Motor vehicle

Info

Publication number: DE102019102902B4
Application number: DE102019102902.3A
Authority: DE
Inventors: Jan Hogenmüller; Jan Kretzschmar; Philipp Kellner; Tobias Bongards; Jens Bohlien
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2019-02-06
Filing date: 2019-02-06
Publication date: 2021-01-28
Anticipated expiration: 2039-02-07
Also published as: DE102019102902A1

Abstract

Kraftfahrzeug (1) mit einer Karosseriestruktur (2) und einem Elektromotor (3) und einer an der Karosseriestruktur (2) aufgenommenen Batterieeinrichtung (4), wobei die Batterieeinrichtung (2) in einem Bodenbereich (5) der Karosseriestruktur (2) aufgenommen ist. Für einen Energieabbau bei einem Crash und insbesondere bei einem Pfahl frontal sind Energieabbauelemente (6-8) vorgesehen. In horizontaler Richtung (9) gesehen zwischen dem Elektromotor (3) und der Batterieeinrichtung (4) ist ein Deformationselement (16) als Energieabbauelement (6) angeordnet. Eine an einem Schiebesitz (10) aufgenommene Stützeinheit (11) bildet ein Energieabbauelement (7). Das Deformationselement (16) und die Stützeinheit (11) absorbieren bei einem entsprechenden Pfahl frontal Energie.Motor vehicle (1) with a body structure (2) and an electric motor (3) and a battery device (4) received on the body structure (2), the battery device (2) being received in a floor area (5) of the body structure (2). Energy dissipation elements (6-8) are provided for energy dissipation in the event of a crash and especially in the case of a pole. A deformation element (16) is arranged as an energy dissipation element (6) between the electric motor (3) and the battery device (4), seen in the horizontal direction (9). A support unit (11) received on a sliding seat (10) forms an energy dissipation element (7). The deformation element (16) and the support unit (11) absorb energy frontally in the case of a corresponding pile.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug und insbesondere ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Elektromotor und wenigstens einer an der Karosseriestruktur aufgenommenen Batterieeinrichtung, wobei die Batterieeinrichtung insbesondere als Hochvolt-Batterieeinrichtung ausgebildet ist.The present invention relates to a motor vehicle and in particular to a motor vehicle with at least one electric motor and at least one battery device received on the body structure, the battery device being designed in particular as a high-voltage battery device.

Im Stand der Technik sind verschiedene Kraftfahrzeuge bekannt geworden, die über einen Elektromotor oder mehrere Elektromotoren antreibbar sind und die zur Stromversorgung eine entsprechende Batterieeinrichtung aufweisen. Bei Kraftfahrzeugen, die vollständig oder teilweise über wenigstens einen Elektromotor angetrieben werden und die deshalb eine entsprechend starke Batterieeinrichtung aufweisen, ist ein wesentlicher Aspekt die Sicherheit bei einem Unfall. Es sind deshalb Kraftfahrzeuge bekannt geworden, bei denen ein Energieabbau über motor- oder rohbauseitig montierte Crashelemente erfolgt.Various motor vehicles have become known in the prior art which can be driven by an electric motor or a plurality of electric motors and which have a corresponding battery device for power supply. In motor vehicles that are completely or partially driven by at least one electric motor and that therefore have a correspondingly powerful battery device, an essential aspect is safety in the event of an accident. For this reason, motor vehicles have become known in which energy is dissipated via crash elements mounted on the engine or the shell.

Ein gattungsgemäßes Kraftfahrzeug ist aus der nachveröffentlichten DE 10 2017 217 931 A1 sowie der DE 693 02 845 T2 bekannt. Eine Karosserie mit einer Abstützanordnung für eine Speichereinrichtung zum Speichern elektrischer Energie ist aus der DE 10 2011 010 365 A1 bekannt. Bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung wird die Speichereinrichtung mittels einer in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Abstützstrebe abgestützt.A motor vehicle of the generic type is from the subsequently published DE 10 2017 217 931 A1 as well as the DE 693 02 845 T2 known. A body with a support arrangement for a storage device for storing electrical energy is from the DE 10 2011 010 365 A1 known. If a force is applied due to an accident, the storage device is supported by means of a support strut extending in the longitudinal direction of the vehicle.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Elektromotor und wenigstens einer Batterieeinrichtung zur Verfügung zu stellen, bei welchem ein effektiver Energieabbau bei einem Crash und insbesondere bei einem frontalen Aufprall auf einen Pfahl möglich ist.It is the object of the present invention to provide a motor vehicle with at least one electric motor and at least one battery device, in which an effective energy dissipation is possible in the event of a crash and in particular in the event of a frontal impact on a pole.

Diese Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.This object is achieved by a motor vehicle with the features of claim 1. Preferred developments of the invention are the subject of the subclaims. Further advantages and features of the present invention emerge from the general description and the description of the exemplary embodiment.

Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug weist eine oder wenigstens eine Karosseriestruktur und wenigstens einen Elektromotor und wenigstens eine an der Karosseriestruktur aufgenommene Batterieeinrichtung auf. Dabei ist die Batterieeinrichtung oder wenigstens eine Batterieeinrichtung in einem Bodenbereich der Karosseriestruktur aufgenommen. Die Batterieeinrichtung wird in Fahrtrichtung nach vorn hin durch einen Querträger geschützt. Für einen Energieabbau bei einem Crash und insbesondere bei einem Pfahl frontal sind Energieabbauelemente vorgesehen. Dabei ist in horizontaler Richtung gesehen zwischen dem Elektromotor und der Batterieeinrichtung ein Deformationselement als Energieabbauelement angeordnet. Eine an einem Schiebesitz aufgenommene Stützeinheit bildet ein (weiteres) Energieabbauelement, wobei das Deformationselement und die Stützeinheit bei einem entsprechenden Pfahl frontal und insbesondere auch anderen Crashformen Energie absorbieren. Dabei stützt sich bei einer Deformation des Deformationselements ein unterer Teil des Deformationselements an dem Querträger ab und/oder die Stützeinheit stützt einen oberen Teil des Deformationselements ab.A motor vehicle according to the invention has one or at least one body structure and at least one electric motor and at least one battery device accommodated on the body structure. The battery device or at least one battery device is received in a floor area of the body structure. The battery device is protected in the direction of travel by a cross member. Energy dissipation elements are provided for energy dissipation in the event of a crash and in particular in the case of a pole. Here, viewed in the horizontal direction, a deformation element is arranged as an energy dissipation element between the electric motor and the battery device. A support unit received on a sliding seat forms a (further) energy dissipation element, with the deformation element and the support unit absorbing energy in the front of a corresponding pole and in particular also other forms of crashes. In this case, when the deformation element is deformed, a lower part of the deformation element is supported on the cross member and / or the support unit supports an upper part of the deformation element.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil besteht darin, dass zusätzlich zu einem Deformationselement eine an einem Schiebesitz aufgenommene Stützeinheit als Energieabbauelement vorgesehen ist. Dadurch werden eine besonders effektive Kraftableitung und ein besonders effektiver Energieabbau ermöglicht.The motor vehicle according to the invention has many advantages. A considerable advantage is that, in addition to a deformation element, a support unit accommodated on a sliding seat is provided as an energy dissipation element. This enables particularly effective force dissipation and particularly effective energy dissipation.

In allen Ausgestaltungen ist es besonders bevorzugt, dass wenigstens eine Batterieeinrichtung oder die Batterieeinrichtung als Hochvolt-Batterieeinrichtung ausgebildet ist. Dadurch lässt sich effektiv Energie speichern.In all of the configurations, it is particularly preferred that at least one battery device or the battery device is designed as a high-voltage battery device. This allows energy to be stored effectively.

Die Abgleitebene bildet insbesondere einen Schiebesitz und ermöglicht eine gleitende und insbesondere reibende Bewegung der Stützeinheit, während gleichzeitig eine erhebliche Energiemenge abgebaut werden kann.The sliding plane in particular forms a sliding seat and enables a sliding and, in particular, frictional movement of the support unit, while at the same time a considerable amount of energy can be dissipated.

In bevorzugten Weiterbildungen ist der Elektromotor oder wenigstens ein Elektromotor an der Achse eines Rades angebracht. Der Elektromotor kann konzentrisch zum Rad angeordnet sein. Insbesondere ist der Elektromotor als Direktantrieb ausgebildet und treibt vorzugsweise die Achse des Rades unmittelbar direkt oder auch mittelbar an.In preferred developments, the electric motor or at least one electric motor is attached to the axle of a wheel. The electric motor can be arranged concentrically to the wheel. In particular, the electric motor is designed as a direct drive and preferably drives the axle of the wheel directly or indirectly.

Vorzugsweise leitet das Deformationselement über die Stützeinheit Energie bei einem Pfahl frontal ab. Das bedeutet, dass das Deformationselement wenigstens einen Teil der bei einem Pfahl frontal abzuleitenden Energie über die Stützeinheit weiterleitet. Das erlaubt eine effektive Ableitung von Crashenergie über praktisch hintereinander gekoppelte Energieabbauelemente. Dadurch wird ein effektiver Schutz der Hochvolt-Komponenten erreicht. Es werden ein hohes Maß an Energieverzehr und eine vorteilhafte Kinematik erreicht.In the case of a pile, the deformation element preferably derives energy from the front via the support unit. This means that the deformation element transmits at least part of the energy to be dissipated frontally in the case of a pile via the support unit. This allows an effective dissipation of crash energy via energy dissipation elements that are practically coupled one behind the other. This ensures effective protection of the high-voltage components. A high level of energy consumption and advantageous kinematics are achieved.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung oder durch Weiterbildungen davon wird eine effektive Verringerung des Eindringens eines Pfahls oder eines Aggregates bei einem Aufprall erreicht.An effective reduction in the penetration of a pole or an assembly in the event of an impact is achieved by the arrangement according to the invention or by further developments thereof.

Vorzugsweise ist die Batterieeinrichtung in Fahrtrichtung hinter dem Elektromotor angeordnet. Besonders bevorzugt ist die Batterieeinrichtung in einer Unterbodenstruktur der Karosseriestruktur aufgenommen. Dadurch wird die Batterieeinrichtung effektiv vor größeren Belastungen geschützt. Vorteilhaft ist außerdem, dass der Schwerpunkt des Kraftfahrzeugs nach unten verlagert wird. Dadurch ergeben sich bessere Fahreigenschaften. Ein zusätzlicher Vorteil einer Batterieeinrichtung im unteren Bereich der Karosseriestruktur und insbesondere in der Unterbodenstruktur besteht darin, dass die Batterieeinrichtung zur Verstärkung der Karosserie oder sogar zur Ausbildung der Karosseriestruktur beiträgt. Gleichzeitig wird die Batterieeinrichtung noch besser geschützt.The battery device is preferably arranged behind the electric motor in the direction of travel. The battery device is particularly preferably accommodated in an underbody structure of the body structure. This effectively protects the battery device from major loads. It is also advantageous that the center of gravity of the motor vehicle is shifted downwards. This results in better driving characteristics. An additional advantage of a battery device in the lower area of the body structure and in particular in the underbody structure is that the battery device contributes to reinforcing the body or even to the formation of the body structure. At the same time, the battery device is protected even better.

Erfindungsgemäß wird die Batterieeinrichtung in Fahrtrichtung nach vorn hin durch einen Querträger geschützt bzw. abgedeckt. Ein solcher Querträger oder Querstützträger ermöglicht eine sichere Anordnung der Batterieeinrichtung, die vor äußeren Einwirkungen möglichst gut geschützt ist.According to the invention, the battery device is protected or covered in the direction of travel towards the front by a cross member. Such a cross member or cross support beam enables a secure arrangement of the battery device, which is protected as well as possible from external influences.

Vorzugsweise erstreckt sich das Deformationselement in vertikaler Richtung wenigstens von dem Querträger bis wenigstens zu der Stützeinheit. Dadurch wird ein effektiv wirkendes Deformationselement zur Verfügung gestellt, welches über den kompletten Höhenbereich von dem Querträger bis einschließlich der Stützeinheit wirkt. Erfindungsgemäß stützt sich bei einer Deformation des Deformationselements ein unterer Teil des Deformationselements an dem Querträger ab. Erfindungsgemäß stützt die Stützeinheit einen oberen Teil des Deformationselements ab. Das bedeutet, dass im oberen Teil ein größerer Deformationsweg zur Verfügung gestellt wird, da der Querträger als tragendes Bauteil der Karosseriestruktur sich bei einem Aufprall regelmäßig wenig oder gar nicht verformt.The deformation element preferably extends in the vertical direction at least from the cross member to at least the support unit. This provides an effectively acting deformation element which acts over the entire height range from the cross member up to and including the support unit. According to the invention, when the deformation element is deformed, a lower part of the deformation element is supported on the cross member. According to the invention, the support unit supports an upper part of the deformation element. This means that a larger deformation path is made available in the upper part, since the cross member, as a load-bearing component of the body structure, regularly deforms little or not at all in the event of an impact.

Vorzugsweise werden durch ein Zusammenwirken der Stützeinheit und des Deformationselements Vertikalkräfte von oben auf die Batterieeinrichtung reduziert und in Horizontalkräfte umgeleitet. Dadurch wird ein erhöhter Druck von oben auf die Batterieeinrichtung verhindert und es erfolgt eine effektive Ableitung einwirkender Kräfte.Preferably, the cooperation of the support unit and the deformation element reduces vertical forces from above onto the battery device and diverts them into horizontal forces. This prevents increased pressure from above on the battery device and effective dissipation of acting forces takes place.

Vorzugsweise ist die Batterieeinrichtung von einer Rahmenstruktur umgeben. Durch eine Rahmenstruktur wird die Batterieeinrichtung selbst zuverlässig vor äußeren Kräften geschützt. Die Rahmenstruktur kann Teil der Karosseriestruktur sein und beispielsweise auch durch die Unterbodenstruktur gebildet werden.The battery device is preferably surrounded by a frame structure. The battery device itself is reliably protected from external forces by a frame structure. The frame structure can be part of the body structure and can also be formed, for example, by the underbody structure.

Vorzugsweise ist der Schiebesitz an der Rahmenstruktur ausgebildet. Das bedeutet, dass die Stützeinheit sich in einem Crashfall über den Schiebesitz an der Rahmenstruktur verschiebt. Dabei ist der Schiebesitz an der Rahmenstruktur derart ausgebildet, dass während der Verschiebung eine erhebliche Energiemenge absorbiert wird.The sliding seat is preferably formed on the frame structure. This means that in the event of a crash, the support unit moves over the sliding seat on the frame structure. The sliding seat on the frame structure is designed in such a way that a considerable amount of energy is absorbed during the displacement.

Vorzugsweise wird Energie eines Pfahl frontal über das Deformationselement auf die Stützeinheit und das Deformationselement und anschließend horizontal durch die Rahmenstruktur abgeleitet. Durch eine derartige funktionelle Gestaltung wird eine effektive Ableitung von Kräften und Energie ermöglicht.Energy of a pile is preferably diverted frontally via the deformation element onto the support unit and the deformation element and then horizontally through the frame structure. Such a functional design enables an effective dissipation of forces and energy.

Vorzugsweise ist an dem Schiebesitz oder der Rahmenstruktur eine Schereinheit ausgebildet, die bei Übersteigen einer vorbestimmten Belastung abgeschert wird. Eine andere Möglichkeit ist, dass der Schiebesitz an der Rahmenstruktur definiert geklemmt aufgenommen ist, sodass eine Relativverschiebung erst dann erfolgt, wenn die aufgebrachte Kraft eine vorbestimmte Belastung übersteigt.A shearing unit is preferably formed on the sliding seat or the frame structure, which is sheared off when a predetermined load is exceeded. Another possibility is that the sliding seat is held clamped in a defined manner on the frame structure, so that a relative displacement only takes place when the applied force exceeds a predetermined load.

Möglich ist es auch, dass die Rahmenstruktur entsprechend definiert festgeklemmt ist und dass des Weiteren (wenigstens) eine Schereinheit vorgesehen ist, sodass eine Relativverschiebung erst erfolgt, wenn eine vorbestimmte Belastung überschritten wird. Eine weitere Verschiebung erfolgt nur, wenn eine entsprechend hohe Kraft aufgebracht wird. Dadurch wird eine zuverlässige Ableitung von Kräften ermöglicht.It is also possible for the frame structure to be clamped in a correspondingly defined manner and for (at least) one shear unit to be provided, so that a relative displacement only takes place when a predetermined load is exceeded. A further shift only takes place if a correspondingly high force is applied. This enables a reliable derivation of forces.

In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass wenigstens ein weiteres Deformationselement zwischen dem Elektromotor und der Batterieeinrichtung angeordnet ist. Das weitere Deformationselement kann oberhalb des (ersten) Deformationselements angeordnet sein.In all configurations it is preferred that at least one further deformation element is arranged between the electric motor and the battery device. The further deformation element can be arranged above the (first) deformation element.

In allen Ausgestaltungen ist es möglich, dass wenigstens ein Verbrennungsmotor umfasst ist.In all configurations it is possible that at least one internal combustion engine is included.

Mit der Erfindung wird insbesondere bei einem Pfahl frontal eine Reduzierung der Intrusion eines Elektromotors ermöglicht. Zum Schutz der insbesondere als Hochvolt-Batterie ausgeführten Batterieeinrichtung werden konstruktive Maßnahmen vorgeschlagen, die die Kinematik bei Eindringen des Pfahls in das Fahrzeug verändern. Dadurch wird ein effektiver Schutz der Batterieeinrichtung und/oder der Fahrgastzelle erreicht. Die Deformationselemente können motorseitig oder rohbauseitig bzw. karosserieseitig ausgebildet sein.The invention enables the intrusion of an electric motor to be reduced at the front, particularly in the case of a pole. To protect the battery device, in particular designed as a high-voltage battery, structural measures are proposed which change the kinematics when the pole penetrates the vehicle. Effective protection of the battery device and / or the passenger cell is thereby achieved. The deformation elements can be designed on the engine side or on the shell side or on the bodywork side.

In allen Ausgestaltungen ist es möglich, dass der Elektromotor über eine konstruktive Gehäusegestaltung effektiv zur Energieabsorption bei einem Crashfall geeignet ist. Beispielsweise können Rippen an der Außenoberfläche ausgebildet oder vorgesehen sein, die (auch) zur Energieabsorption dienen. Im normalen Betriebsfall können diese Rippen auch z. B. zur Kühlung eingesetzt werden oder die Kühlung unterstützen.In all of the configurations it is possible for the electric motor to be effectively suitable for energy absorption in the event of a crash via a structural housing design. For example, ribs can be formed or provided on the outer surface, which (also) serve for energy absorption. In normal operation, these ribs can also, for. B. can be used for cooling or support cooling.

Durch die Stützeinheit, die auf einem Schiebesitz angeordnet ist, kann eine effektive Dämpfung eines Pfahl frontal erreicht werden. Dadurch ergibt sich eine vorteilhafte Ausgestaltung, bei der eine X- und Z-Deformation einer Hochvoltbatterie bei einem Pfahl frontal erreicht wird. Dabei wird eine Deformation in X- und Z-Richtung erreicht, während die Batterieeinrichtung effektiv geschützt wird.The support unit, which is arranged on a sliding seat, enables effective damping of a pole at the front. This results in an advantageous embodiment in which an X and Z deformation of a high-voltage battery is achieved in the front of a pole. Deformation in the X and Z directions is achieved while the battery device is effectively protected.

Durch das Prinzip des Schiebesitzes mit und ohne integrierten Energieabbau wird ein effektiver Schutz der Hochvolt-Komponenten erreicht. Das wird durch Energieverzehr und eine geeignete Kinematik erreicht, bei der eine Reduktion des Eindringens eines Pfahls oder eines Aggregates erzielt wird. Des Weiteren wird eine Belastung von oben erheblich reduziert oder sogar verhindert.The principle of the sliding seat with and without integrated energy dissipation provides effective protection for the high-voltage components. This is achieved through the use of energy and suitable kinematics that reduce the penetration of a pile or aggregate. Furthermore, a load from above is considerably reduced or even prevented.

Es erfolgt ein definiertes Lösen der Stützeinheit an dem Schiebesitz bei einer vordefinierten Losbrechkraft. Danach wird die Stützeinheit an dem Schiebesitz auf einer Abgleitebene verfahren, wobei durch Reibung und Deformation ein entsprechender Energieabbau stattfindet. Zusätzlich erfolgt ein Energieabbau über das Deformationselement, welches der Stützeinheit insbesondere vorgelagert ist. Schließlich erfolgt ein Energieabbau auch über eine Deformation der Stützeinheit, welche vorzugsweise erst nach einem bestimmten Weg oder auch direkt zu Beginn eines Verschiebens auf dem Schiebesitz deformiert wird. Durch diese Maßnahmen wird ein weitreichender Schutz der Batterieeinrichtung erzielt.There is a defined release of the support unit on the sliding seat at a predefined breakaway force. The support unit on the sliding seat is then moved on a sliding plane, with a corresponding reduction in energy taking place through friction and deformation. In addition, energy is dissipated via the deformation element, which is located in front of the support unit in particular. Finally, energy dissipation also takes place via a deformation of the support unit, which is preferably only deformed after a certain path or also directly at the beginning of a shift on the sliding seat. A far-reaching protection of the battery device is achieved by these measures.

Der Schutz der Hochvoltkomponenten durch Energieverzehr reduziert das Eindringen beispielsweise des Elektromotors bei einem Pfahl frontal. Es kann einer Abstützung auf einem Tunnel oder einer Stirnwand eines Querträgers erfolgen. Die Montage kann motorseitig und/oder rohbauseitig erfolgen.The protection of the high-voltage components through energy consumption reduces the penetration of, for example, the electric motor in the front of a pole. It can be a support on a tunnel or an end wall of a cross member. The assembly can take place on the engine side and / or on the shell side.

Durch das Prinzip wird ein Ableiten der blockbildenden Bauteile erreicht, wodurch ein Schutz der Hochvoltkomponenten durch Beeinflussung der Kinematik der blockbildenden Bauteile erreicht wird. Durch eine Gestaltung der Gehäusegeometrie, der Rippengestaltung und von (einem) Zusatzbauteil(en) an dem Elektromotor oder in der Umgebung des Elektromotors wird ein vorteilhaftes Crashverhalten erreicht. An der Karosserie bzw. rohbauseitig kann durch die Stützeinheit, die beispielsweise als keilförmiger Vorbau ausgeführt ist, und durch Integration in einen bestehenden Strangpress-Querträger oder ein Zusatzbauteil integriert ist ein effektiver Schutz erreicht werden.The principle achieves a derivation of the block-forming components, whereby a protection of the high-voltage components is achieved by influencing the kinematics of the block-forming components. By designing the housing geometry, the rib design and (an) additional component (s) on the electric motor or in the vicinity of the electric motor, an advantageous crash behavior is achieved. Effective protection can be achieved on the body or on the shell side by means of the support unit, which is designed, for example, as a wedge-shaped front end, and by being integrated into an existing extruded cross member or an additional component.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel, welches mit Bezug auf die beiliegenden Figuren im Folgenden erläutert wird.Further advantages and features of the present invention emerge from the exemplary embodiment which is explained below with reference to the accompanying figures.

In den Figuren zeigen:

1 eine stark schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs kurz vor einem Pfahl frontal;
2 einen stark schematischen Querschnitt durch den Bereich des Elektromotors und der Batterieeinrichtung des Kraftfahrzeugs nach 1;
3 eine schematisierte Darstellung des Bereiches des Elektromotors und der Batterieeinrichtung vor einem Pfahl frontal; und
4 den Bereich des Elektromotors und der Batterieeinrichtung bei bzw. nach einem Pfahl frontal.

In the figures show:

1 a highly schematic side view of a motor vehicle shortly in front of a pole;
2 a highly schematic cross section through the area of the electric motor and the battery device of the motor vehicle 1 ;
3 a schematic representation of the area of the electric motor and the battery device in front of a pole; and
4th the area of the electric motor and the battery device at or after a pole in front.

In 1 ist eine stark schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs 1 abgebildet, welches hier über einen Elektromotor 3 an dem Rad 24 an der Vorderachse aufweist. Ebenso kann auch an dem Hinterrad 24 ein entsprechender Elektromotor 3 vorgesehen sein. Das Kraftfahrzeug bewegt sich in Fahrtrichtung 19 auf den schematisch eingezeichneten Pfahl 30 zu und befindet sich kurz vor einem Aufprall.In 1 Figure 3 is a highly schematic side view of a motor vehicle 1 pictured, which here via an electric motor 3 on the wheel 24 having on the front axle. The same can also be done on the rear wheel 24 a corresponding electric motor 3 be provided. The motor vehicle moves in the direction of travel 19th on the schematically drawn pile 30th and is about to hit an impact.

Das Kraftfahrzeug 1 verfügt über eine Karosseriestruktur 2, an der an einer Unterbodenstruktur 12 eine Batterieeinrichtung 4 aufgenommen ist. Die Batterieeinrichtung 4 wird von einer Rahmenstruktur 22 geschützt aufgenommen. Nach vorne hin grenzt die Batterieeinrichtung 4 an den Querträger 13, der hier auch zum mechanischen Schutz der Batterieeinrichtung 4 beiträgt.The car 1 has a body structure 2 , on a sub-floor structure 12th a battery device 4th is recorded. The battery device 4th is made of a frame structure 22nd recorded protected. The battery device borders towards the front 4th to the cross member 13 , which is also used here for mechanical protection of the battery device 4th contributes.

Der Elektromotor 3 ist hier als Direktantrieb auf der Achse des Rades 24 vorgesehen. Bei einem Pfahl frontal auf den Pfahl 30 deformiert sich der vordere Bereich des Kraftfahrzeuges 1, sodass der Pfahl eindringt und auf den Elektromotor 3 treffen kann.The electric motor 3 is here as a direct drive on the axle of the wheel 24 intended. In the case of a post, face the post 30th the front area of the motor vehicle is deformed 1 so that the stake penetrates and onto the electric motor 3 can meet.

Zum Schutz bei einem Crash sind Energieabbauelemente 6 und 7 in 1 eingezeichnet, wobei das Energieabbauelement 6 als Deformationselement 16 ausgebildet ist und sich im Crashfalle in horizontaler Richtung 9 deformiert. Direkt an das Energieabbauelement 6 angrenzend ist in der Darstellung nach 1 eine Stützeinheit 11 als Energieabbauelement 7 vorgesehen. Dabei stützt sich das Deformationselement 16 hier direkt an der Stützeinheit 11 ab. Möglich ist auch ein vorbestimmter Abstand.Energy dissipation elements are used to protect against a crash 6 and 7th in 1 drawn, the energy dissipation element 6 as a deformation element 16 is formed and in the event of a crash in the horizontal direction 9 deformed. Directly to the energy dissipation element 6 adjacent is in the representation after 1 a support unit 11 as an energy dissipation element 7th intended. The deformation element is supported here 16 here directly on the support unit 11 from. A predetermined distance is also possible.

Die Stützeinheit 11 ist jedenfalls wiederum an einem Schiebesitz 10 verschiebbar auf der Rahmenstruktur 22 oder der Unterbodenstruktur 12 angeordnet. Um eine Verschiebung der Stützeinheit 11 zu erzielen, muss zunächst die zum Beispiel als Scherbolzen ausgeführte Schereinheit 21 abgeschert werden. Bei Kräften kleiner als der nötigen Abscherkraft wird eine zuverlässige Aufrechterhaltung der ursprünglichen Positionierung gewährleistet. Dazu muss kein Scherbolzen vorgesehen sein. Diese Funktion kann auch über eine entsprechend feste Klemmung erreicht werden.The support unit 11 is in any case on a sliding seat 10 movable on the frame structure 22nd or the sub-floor structure 12th arranged. To shift the support unit 11 to achieve, must first, for example, as Shear bolt executed shear unit 21st be sheared off. For forces less than the required shear force, reliable maintenance of the original positioning is guaranteed. No shear bolt has to be provided for this. This function can also be achieved via a correspondingly firm clamping.

Übersteigt bei zum Beispiel einem Pfahl frontal die auf die Stützeinheit 11 einwirkende Kraft ein vorbestimmtes Maß, so bewegt sich die Stützeinheit auf dem Schiebesitz 10. Die Stützeinheit 11 ist auf dem Schiebesitz 10 derart geklemmt aufgebracht, dass während einer Relativbewegung von Stützeinheit 11 zu dem Schiebesitz 10 eine erhebliche Energiemenge dissipiert wird.In the case of, for example, a pole, it exceeds the front on the support unit 11 acting force a predetermined amount, the support unit moves on the sliding seat 10 . The support unit 11 is on the sliding seat 10 applied clamped in such a way that during a relative movement of the support unit 11 to the sliding seat 10 a significant amount of energy is dissipated.

Bevor die Stützeinheit 11 in horizontaler Richtung 9 verschoben wird, muss zunächst das Deformationselement 16 komprimiert werden. Das Deformationselement 16 erstreckt sich in vertikaler Richtung von einem unteren Teil 14 in Höhe des Querträgers 13 zu einem oberen Teil 15 in einem oberen Bereich der Stützeinheit 11.Before the support unit 11 in the horizontal direction 9 is moved, the deformation element must first 16 be compressed. The deformation element 16 extends in the vertical direction from a lower part 14th at the height of the cross member 13 to an upper part 15th in an upper area of the support unit 11 .

Wenn in dem oberen Teil 15 des Deformationselements 16 eine ausreichende Kraft erzeugt wird, um die Stützeinheit 11 auf dem Schiebesitz 10 zu verschieben, wird die Deformationsenergie umgelenkt und in eine horizontale Kraft umgewandelt, die über die Rahmenstruktur 22 und/oder die Unterbodenstruktur 12 der Karosseriestruktur 2 in Längsrichtung abgeleitet wird. Dadurch wird eine ungünstige vertikale Kraft auf die Batterieeinrichtung 4 zuverlässig vermieden.If in the upper part 15th of the deformation element 16 Sufficient force is generated to support the support unit 11 on the sliding seat 10 To move, the deformation energy is diverted and converted into a horizontal force that passes through the frame structure 22nd and / or the sub-floor structure 12th the body structure 2 is derived in the longitudinal direction. This creates an unfavorable vertical force on the battery device 4th reliably avoided.

2 zeigt einen schematischen Querschnitt des Bereichs mit dem Elektromotor 3 und der Batterieeinrichtung 4 in einem schematischen Querschnitt, wobei am linken Ende der Pfahl 30 dargestellt ist. Dieser Zustand ergibt sich kurz nach dem Aufprall auf den Pfahl 30, wobei der Pfahl 30 hier schon fast den Elektromotor erreicht hat. Auf dem Elektromotor 3 sind Rippen 23 ausgebildet, die ebenfalls zur Verformung und somit zum Energieabbau dienen. 2 shows a schematic cross section of the area with the electric motor 3 and the battery device 4th in a schematic cross-section, with the pile at the left end 30th is shown. This condition arises shortly after the impact on the pile 30th , being the stake 30th has almost reached the electric motor here. On the electric motor 3 are ribs 23 formed, which also serve for deformation and thus for energy dissipation.

In horizontaler Richtung 9 schließt sich an den Elektromotor 3 hier ein Deformationselement 16 an. Darüber ist ein weiteres Deformationselement 18 vorgesehen. In axialer Richtung folgt danach das Stützelement 11 als Energieabbauelement 7. Unterhalb des Stützelementes 11 befindet sich der Querträger 13, an denen sich axial nach hinten hin die Batterieeinrichtung 4 anschließt, die in einer Rahmenstruktur 22 an der Unterbodenstruktur 12 aufgenommen ist.In the horizontal direction 9 joins the electric motor 3 here a deformation element 16 at. Above that is another deformation element 18th intended. The support element then follows in the axial direction 11 as an energy dissipation element 7th . Below the support element 11 is the cross member 13 , on which the battery device is located axially towards the rear 4th that connects in a frame structure 22nd on the sub-floor structure 12th is recorded.

3 zeigt eine schematische Darstellung des Zustandes ähnlich zu 2, kurz bevor der Pfahl 30 auf den Elektromotor auftrifft. Entgegen der Fahrtrichtung schließt sich an den Pfahl 30 der Elektromotor an, hinter dem das Energieabbauelement 6 als Deformationselement 16 angeordnet ist. Das Deformationselement 16 kann im normalen Betrieb auch eine andere Funktion aufweisen. Nach hinten hin schließt sich die Stützeinheit 11 an, die über den Schiebesitz 10 verschiebbar auf der Rahmenstruktur 22 bzw. der Unterbodenstruktur 12 verschiebbar angeordnet ist. Im Inneren der Rahmenstruktur 22 sind die einzelnen Zellen der Batterieeinrichtung 4 geschützt aufgenommen. 3 shows a schematic representation of the state similar to FIG 2 just before the stake 30th hits the electric motor. Opposite to the direction of travel it is connected to the pole 30th the electric motor behind which the energy dissipation element 6 as a deformation element 16 is arranged. The deformation element 16 can also have a different function during normal operation. The support unit closes towards the rear 11 on that over the sliding seat 10 movable on the frame structure 22nd or the sub-floor structure 12th Is slidably arranged. Inside the frame structure 22nd are the individual cells of the battery device 4th recorded protected.

4 zeigt schließlich einen stärker deformierten Zustand, wobei hier der Pfahl 30 zu einer Verschiebung des Elektromotors 3 in Längsrichtung geführt hat. Dadurch wurde das Deformationselement 16 stark deformiert und die Stützeinheit 11 hat sich auf dem Schiebesitz 10 verschoben, um den entsprechenden Energieabbau zu gewährleisten. Der Querträger 13 ist schematisch hinter dem deformierten Energieabbauelement bzw. dem Deformationselement 16 zu erkennen und schützt die Batterieeinrichtung 4 vor mechanischen Einwirkungen von vorn. 4th finally shows a more deformed state, here the pile 30th to a displacement of the electric motor 3 has led in the longitudinal direction. This became the deformation element 16 badly deformed and the support unit 11 got on the sliding seat 10 postponed to ensure the corresponding energy dissipation. The cross member 13 is schematically behind the deformed energy dissipation element or the deformation element 16 to recognize and protect the battery device 4th mechanical impact from the front.

Durch den Schiebesitz 10 und die darauf gleitende Stützeinheit 11 wird eine erhebliche Energiemenge von dem Deformationselement 16 über die Stützeinheit 11 in eine in Längsrichtung wirkende Belastung innerhalb der Rahmenstruktur 22 und/oder der Unterbodenstruktur 12 umgewandelt. Die Hochvolt-Batterieeinrichtung wird zuverlässig geschützt.Through the sliding seat 10 and the support unit sliding thereon 11 gets a significant amount of energy from the deformation element 16 via the support unit 11 into a load acting in the longitudinal direction within the frame structure 22nd and / or the sub-floor structure 12th converted. The high-voltage battery device is reliably protected.

Insgesamt stellt die Erfindung ein vorteilhaftes Kraftfahrzeug zur Verfügung. Bei einem Pfahl frontal zum Beispiel wird eine effektive Energieableitung erzielt. Vorzugsweise ist in beiden seitlichen Bereichen im Bereich der rechten und linken Vorderräder jeweils wenigstens ein Deformationselement 16 und jeweils eine in Fahrtrichtung nachgeordnete Stützeinheit 11 an einem Schiebesitz 10 aufgenommen, um auf der rechten und der linken Seite jeweils eine entsprechende Struktur zur Verfügung zu stellen.Overall, the invention provides an advantageous motor vehicle. In the case of a frontal pile, for example, effective energy dissipation is achieved. There is preferably at least one deformation element in each of the two lateral areas in the area of the right and left front wheels 16 and one support unit in each case in the direction of travel 11 on a sliding seat 10 added to provide a corresponding structure on the right and left side.

Im zentralen Bereich können weitere Deformationselemente für z. B. einen Zentralaufprall vorgesehen sein.In the central area, further deformation elements for z. B. be provided a central impact.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: Kraftfahrzeug, FahrzeugMotor vehicle, vehicle
22: KarosseriestrukturBody structure
33: ElektromotorElectric motor
44th: BatterieeinrichtungBattery device
55: BodenbereichFloor area
66th: EnergieabbauelementEnergy dissipation element
77th: EnergieabbauelementEnergy dissipation element
88th: EnergieabbauelementEnergy dissipation element
99: horizontale Richtunghorizontal direction
1010: SchiebesitzSliding seat
1111: StützeinheitSupport unit
1212: UnterbodenstrukturSub-floor structure
1313: QuerträgerCross member
1414th: unterer Teil von 16 lower part of 16
1515th: oberer Teil von 16 upper part of 16
1616: DeformationselementDeformation element
1818th: DeformationselementDeformation element
1919th: FahrtrichtungDirection of travel
2121st: SchereinheitShear unit
2222nd: RahmenstrukturFrame structure
2323: Ripperib
2424: Radwheel
3030th: PfahlStake

Claims

Motor vehicle (1) with a body structure (2) and at least one electric motor (3) and at least one battery device (4) received on the body structure (2), the battery device (4) being received in a floor area (5) of the body structure (2) and wherein the battery device (4) is protected in the direction of travel (19) towards the front by a cross member (13), and wherein energy reduction elements (6-8) are provided in the front for energy reduction in the event of a crash and in particular in the case of a pole, and wherein Seen in the horizontal direction (9) between the electric motor (3) and the battery device (4) a deformation element (16) is arranged as an energy dissipation element (6), and a support unit (11) accommodated on a sliding seat (10) has an energy dissipation element (7 ) forms, wherein the deformation element (16) and the support unit (11) at least also with a corresponding pole absorb frontal energy, characterized in that at a deformation of the deformation element (16) a lower part (14) of the deformation element (16) is supported on the cross member (13) and / or that the support unit (11) supports an upper part (15) of the deformation element (16).

Motor vehicle (1) according to the preceding claim, wherein the electric motor is attached to the axle of a wheel (24).

Motor vehicle (1) according to one of the preceding claims, wherein the deformation element (16) dissipates energy from the front in the case of a pole via the support unit (11).

Motor vehicle (1) according to one of the preceding claims, wherein the battery device (4) is arranged in the direction of travel (19) behind the electric motor (3).

Motor vehicle (1) according to one of the preceding claims, wherein the battery device (4) is received in an underbody structure (12) of the body structure (2).

Motor vehicle (1) according to one of the preceding claims, wherein the deformation element (16) extends in the vertical direction at least from the cross member (13) to at least the support unit (11).

Motor vehicle (1) according to one of the preceding claims, wherein the cooperation of the support unit (11) and the deformation element (16) reduces vertical forces from above onto the battery device (4) and diverts them into horizontal forces.

Motor vehicle (1) according to one of the preceding claims, wherein the battery device (4) is surrounded by a frame structure (22) and wherein the sliding seat (10) is formed on the frame structure (22).

Motor vehicle (1) according to one of the preceding claims, wherein energy of a pole is diverted frontally via the deformation element (16) onto the support unit (11) and the deformation element (16) and then horizontally through the frame structure.

Motor vehicle (1) according to one of the preceding claims, wherein a shear unit (21) is formed on the sliding seat (10) or the frame structure (22), which is sheared off when a predetermined load is exceeded, or wherein the sliding seat (10) is attached to the frame structure ( 22) is received clamped in a defined manner, so that a relative displacement only takes place when the force applied exceeds a predetermined load.

Motor vehicle (1) according to one of the preceding claims, wherein at least one further deformation element (18) is arranged between the electric motor (3) and the battery device (4).

Motor vehicle (1) according to one of the preceding claims, wherein a sliding plane forms at least part of the sliding seat (10).

Motor vehicle (1) according to one of the preceding claims, wherein an internal combustion engine is included.