DE102008060581A1

DE102008060581A1 - Fahrzeug

Info

Publication number: DE102008060581A1
Application number: DE102008060581A
Authority: DE
Inventors: Klaus Hoermandinger; Matthias Nitzsche
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2008-12-04
Filing date: 2008-12-04
Publication date: 2010-06-10

Abstract

Ein Fahrzeug, insbesondere ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, weist wenigstens eine im Deformationsbereich (2) des Fahrzeuges vorgesehene elektrische Komponente (6) auf, wobei die elektrische Komponente im Crashfall des Fahrzeuges kontrolliert aus dem Deformationsbereich heraus abgleitbar (A) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft die Anordnung einer elektrischen Komponente in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug.
Aus der DE 103 60 170 B3 ist ein Kraftfahrzeug mit einem Deformationselement bekannt, wobei das Deformationselement in einer Kofferraummulde eines Vorderwagens angeordnet ist. Ein derartiges Deformationselement wirkt im Crashfall des Kraftfahrzeuges energieabsorbierend.
Aus der JP 2005088819 A ist eine Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug bekannt, bestehend aus einer Brennkraftmaschine und einer Elektromaschine, die im Crashfall des Hybridfahrzeuges abgleitbar vorgesehen ist.
Bei einem erfindungsgemäßen Fahrzeug ist im Deformationsbereich des Fahrzeuges eine elektrische Komponente vorgesehen, die im Crashfall des Fahrzeuges kontrolliert aus dem Deformationsbereich heraus abgleitbar vorgesehen ist.
Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass in einem Deformationsbereich eines Fahrzeuges, d. h. in dem Bereich der im Falle eines Front- oder Heckcrashs des Fahrzeuges Verformungen ausgesetzt ist, ungenutzter Bauraum verfügbar ist. Denn in diesem Bereich ist keine Anordnung von Komponenten möglich, deren Beschädigung an diesem Einbauort im Crashfall des Fahrzeuges zu Gefahren für die Fahrzeuginsassen führen würde. Deshalb werden derartige Komponenten üblicherweise in solchen Bereichen des Fahrzeuges angeordnet, die im Crashfall relativ sicher vor Verformungen sind. Damit bleibt jedoch wertvoller Bauraum im Fahrzeug ungenutzt, der nun durch die Erfindung zugänglich gemacht wird. Denn im Crashfall, beispielsweise beim Überschreiten kritischer Werte für die Längsbeschleunigung des Fahrzeuges, werden ja Beschädigungen der Komponente an diesem Einbauort vermieden, indem die Komponente abgleitbar vorgesehen ist. Indem die Komponente im Crashfall des Fahrzeuges quasi „abgeworfen” wird, wird sie zuverlässig aus dem Deformationsbereich entfernt und stellt somit keine Gefahr mehr für die Fahrzeuginsassen dar. Vielmehr gleitet die Komponente kontrolliert aus dem Deformationsbereich des Fahrzeuges heraus, und rutscht beispielsweise auf die Straßenoberfläche. In diesem Zusammenhang bedeutet kontrolliertes Abgleiten, das beispielsweise geeignete Führungen oder andere Mechanismen vorhanden sind, welche bei vorgebbaren Bedingungen, wie z. B. bei einer Überschreitung kritischer Schwellwerte, eine Transferierung der Komponente aus dem Deformationsbereich des Fahrzeuges heraus, in einen Bereich außerhalb des Deformationsbereiches, bewirken. Als Bereich außerhalb des Deformationsbereiches ist dabei insbesondere der Bereich außerhalb des Fahrzeuges vorgesehen.
Ein derartiges Abgleiten bzw. Abwerfen einer Komponente ist jedoch schwierig bei solchen Komponenten darzustellen, die eine stabile mechanische Verbindung zum Fahrzeug benötigen, wie beispielsweise die aus der JP 2005088819 bekannte Antriebseinheit. Dem gegenüber weisen elektrische Komponenten lediglich elektrische Anschlüsse auf, welche im Crashfall leicht lösbar ausgebildet werden können, und gegebenenfalls zusätzliche Luft- bzw. Wasserkühlungs-Anschlüsse, die ebenfalls leicht trennbar ausführbar sind. Zusammengefasst ergibt sich eine überraschend einfache Möglichkeit, den Bauraum im Deformationsbereich des Fahrzeuges für eine oder mehrere Komponenten zu nutzen, ohne die Fahrzeuginsassen im Crashfall des Fahrzeuges einer Gefährdung durch diese Komponenten auszusetzen.
Bevorzugt ist die elektrische Komponente als Hochvolt-Komponente, insbesondere als Leistungselektronik eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges, vorgesehen. Durch ein entsprechendes Abgleiten einer solchen Hochvolt-Komponente kann zuverlässig eine zugeordnete elektrische Hochvolt-Kontaktierung unterbrochen und somit ein entsprechender, unerwünschter Stromfluss im Crashfall des Fahrzeuges verhindert werden. Zusätzlich ergibt sich bei der Ausbildung der elektrischen Komponente als Leistungselektronik der Vorteil, dass keine Explosionsgefahr gegeben ist, z. B. beim Aufschlag der elektrischen Komponente auf einer harten Straßenoberfläche. Natürlich können auch mehrere und/oder andere elektrische Komponenten kontrolliert aus dem Deformationsbereich heraus abgleitbar vorgesehen sein.
Mit Vorteil wird vorgeschlagen, die elektrische Komponente in Fahrtrichtung des Fahrzeuges gesehen im Bereich vor einer Fahrzeugachse unterzubringen. Damit kann im Falle eines Frontalcrashs des Fahrzeuges weitestgehend auf Führungselemente o. ä., zur Gewährleistung eines kontrollierten Abgleitens der elektrischen Komponente, verzichtet werden. Vielmehr sind hierfür dann entsprechende Elemente bzw. Anbindungen der Fahrzeugachse vorteilhaft nutzbar.
Bei einer Anordnung der elektrischen Komponente im Bereich des Fahrzeugbodens ergibt sich ein besonders einfaches Abgleiten der elektrischen Komponente aus dem Deformationsbereich des Fahrzeuges heraus, indem diese in den Bereich außerhalb des Fahrzeuges abgleitet, z. B. nach unten aus dem Bereich des Fahrzeuges heraus. Als zusätzlicher Vorteil ergibt sich bei dieser Anordnung die Möglichkeit, die elektrische Komponente über entsprechende Öffnungen in ihrer regulären Aufnahme z. B. durch den Fahrtwind zu kühlen.
Mit Vorteil wird vorgeschlagen, Auffangelemente für die elektrische Komponente am Fahrzeug vorzusehen. Derartige Auffangelemente wie z. B. Seile bzw. Netze aus Aramidfasern fangen die elektrische Komponente auf, nachdem diese kontrolliert aus dem Deformationsbereich heraus abgeglitten ist. Damit kann eine Beeinträchtigung anderer Verkehrsteilnehmer durch die elektrische Komponente wirksam vermieden werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Fahrzeug als Hybridfahrzeug mit heckseitigem Verbrennungsmotor und die elektrische Komponente im Bereich einer fachartigen Konstruktion, z. B. einer Kofferraummulde, von deren Vorderwagen vorgesehen. Durch die fehlenden Aggregate bzw. Komponenten im Frontbereich eines derartigen Hybridfahrzeuges müssen für den Fall eines Frontalcrashs nämlich Deformationselemente zur Energieabsorption in diesem Bereich vorgesehen werden, welche erfindungsgemäß zumindest teilweise durch die elektrische Komponente ersetzbar sind.
Die Erfindung wird nun anhand einer Zeichnung näher dargelegt. Dabei zeigt die einzige Fig. eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.
Dargestellt ist in der Fig. ein Vorderwagen 1 eines Kraftfahrzeuges oberhalb einer Fahrbahnoberfläche 7. Der Vorderwagen 1 umfasst dabei einen Kofferraum 2, an den sich – in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges gesehen – ein Kraftstofftank 3 und ein – hier nicht näher spezifizierter – Technikraum 4 anschließen. Der Kraftstofftank 3 und der Technikraum 4 sind dabei crashgünstig oberhalb einer Fahrzeugachse 4 und unterhalb eines Querträgers 9 angeordnet. Dadurch erfahren der Kraftstofftank 3 und der Technikraum 4 im Falle eines Frontalcrash des Kraftfahrzeuges kaum Verformungen. Demgegenüber befindet sich der Kofferraum 2 bei einem Frontalcrash des Kraftfahrzeuges im Deformationsbereich. Damit sind in diesem Bereich entsprechende Deformationselemente zur Energieaufnahme vorzusehen und eine Anordnung empfindlicher bzw. crashbeeinflusster Komponenten ist hier nicht möglich.
Bauraum im Bereich des Kofferraumes 2 wird nun erfindungsgemäß derart genutzt, das im Bereich des Fahrzeugbodens 5 eine elektrische Komponente 6, hier eine Leistungselektronik des als Hybridfahrzeug ausgeprägten Kraftfahrzeuges, vorgesehen ist. Die Leistungselektronik 6 ist dabei, wie dargestellt, in einer hier als Kofferraummulde ausgeprägten fachartigen Konstruktion im Bereich des Fahrzeugbodens 5 angeordnet. Natürlich kann auch eine Anordnung der Leistungselektronik 6 außerhalb bzw. unterhalb der Kofferraummulde vorgesehen sein, nach unten abgeschlossen mit einer Kunststoffabdeckung, was dann eine besonders einfache Montage von unten her ermöglicht. In Fahrtrichtung gesehen hinter der Leistungselektronik 6 weist der Fahrzeugboden 5 eine als Öffnung, Sollbruchstelle o. ä. ausgebildete Abgleitstelle 5' auf. Die Abgleitstelle 5' bildet dabei einen hinteren Abschluss der fachartigen Konstruktion. Innerhalb der fachartigen Konstruktion kann dabei ein Deformationselement vorgesehen sein, beispielsweise ähnlich dem aus der DE 103 60 170 B3 bekannten, um im Fall eines Frontalcrash des Kraftfahrzeuges auftretende Energie zu absorbieren. Insbesondere kann die Leistungselektronik 6 einen entsprechenden Hohlraum innerhalb eines solchen Deformationselementes ausfüllen bzw. ein solches Deformationselement zumindest anteilig ersetzen. Die Leistungselektronik 6 ist dabei über – nicht dargestellte – elektrische Verbindungen mit der übrigen Fahrzeugelektrik verbunden. Diese elektrischen Verbindungen können insbesondere – in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges gesehen – vor der Leistungselektronik 6 angebracht sein.
Im Fall eines Frontalcrashs des Kraftfahrzeuges wird der Bereich des Kofferraums 2 deformiert. Damit würde die Leistungselektronik 6 entsprechenden Verformungen ausgesetzt, was zu Gefahren für die Insassen des Kraftfahrzeuges führen könnte. Deshalb ist die Leistungselektronik 6 entlang eines Pfades A abgleitbar vorgesehen. Hierzu sind entsprechende Führungen im Bereich der Fahrzeugachse 4, zum kontrollierten Abgleiten der Leistungselektronik 6 im Crashfall, vorgesehen. Anders ausgedrückt werden, z. B. bei einer Überschreitung eines kritischen Schwellwertes für die Längsbeschleunigung, die elektrischen Verbindungen zwischen dem Kraftfahrzeug und der Leistungselektronik 6 gelöst und die Leistungselektronik 6 gleitet entlang des Lastpfades A durch die Abgleitstelle 5' unter der Fahrzeugachse 4 hindurch aus dem Kraftfahrzeug heraus. Da der Fahrzeugboden 5 durch die Räder des Kraftfahrzeuges beabstandet vom Untergrund, z. B. der Fahrbahnoberfläche 7, vorgesehen ist, hat die Leistungselektronik 6 ausreichend Raum um sich aus dem Deformationsbereich des Kraftfahrzeuges heraus zu bewegen. Damit stellt sie kein weiteres Sicherheitsrisiko für die Fahrzeuginsassen im Crashfall mehr da.
Das kontrollierte Abgleiten der Leistungselektronik 6 kann beispielsweise durch elektrische bzw. mechanische Anbindungen ermöglicht werden, die beim Überschreiten eines kritischen Schwellwertes brechen bzw. abreißen und somit ein Abgleiten der Leistungselektronik 6 aus dem Deformationsbereich des Kraftfahrzeuges heraus entlang des Pfades A ermöglichen. Natürlich sind auch andere Lösungen möglich, beispielsweise ein elektrisch oder pyrotechnisch ausgelöstes Abgleiten der Leistungselektronik 6.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10360170 B3 [0002, 0014]
- JP 2005088819 A [0003]
- JP 2005088819 [0006]

Claims

Fahrzeug, insbesondere Hybrid- oder Elektrofahrzeug, mit wenigstens einer im Deformationsbereich (2) des Fahrzeuges vorgesehenen elektrischen Komponente (6), wobei die elektrische Komponente im Crashfall des Fahrzeuges kontrolliert aus dem Deformationsbereich heraus abgleitbar (A) vorgesehen ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die elektrische Komponente als Hochvolt-Komponente, insbesondere als Leistungselektronik eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges, vorgesehen ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei die elektrische Komponente im Bereich eines Deformationselementes des Fahrzeuges vorgesehen ist und/oder ein solches Deformationselement zumindest anteilig ersetzt.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektrische Komponente im Bereich vor einer Achse (4) des Fahrzeuges vorgesehen ist.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektrische Komponente im Bodenbereich (5) des Fahrzeuges vorgesehen ist.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei am Fahrzeug Auffangelemente für die elektrische Komponente vorgesehen sind.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektrische Komponente im Bereich einer fachartigen Konstruktion, insbesondere einer Kofferraummulde, im Vorderwagen eines Hybridfahrzeuges mit heckseitigem Verbrennungsmotor vorgesehen ist.