DE102009052371A1 - Vehicle, has energy storage device with set of energy storage units, which are arranged and/or designed such that energy storage units are movable and/or deformable in non-destructive manner by force effect on vehicle - Google Patents

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Abstract

The vehicle has an energy storage device for storing energy transfer medium, and an energy converter for driving the vehicle by the medium. The energy storage device includes a set of energy storage units (2.1-2.3), which are arranged and/or designed in such a manner that the energy storage units are movable and/or deformable in a non-destructive manner by a force effect on the vehicle, where the force effect deforms a vehicle body (1). Reference breaking points and/or deformation points are used to trigger non-destructive movement and/or deformation of the energy storage units.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Energiespeicher zur Speicherung eines Energieträgers und einem Energiewandler zum Antrieb des Fahrzeugs mittels des Energieträgers.The The invention relates to a vehicle with an energy storage for storage an energy source and an energy converter for driving the vehicle by means of the energy carrier.

Insbesondere betrifft die Erfindung Fahrzeuge mit einem alternativen Antriebssystem, beispielsweise mit einem Hybrid- oder Elektroantrieb oder mit einem Wasserstoffverbrennungsmotor. Derartige Fahrzeuge weisen häufig relativ großvolumige Energiespeicher zur Speicherung eines Energieträgers auf, beispielsweise großvolumige Batterien oder Gastanks. Aufgrund ihrer Größe können derartige Energiespeicher meist nur in exponierten Bereichen der Fahrzeugkarosserie angeordnet werden, die bei Fahrzeugunfällen hohen Verformungskräften ausgesetzt sind. Im Falle eines Fahrzeugunfalls sind sie aufgrund dieser Anordnung im Fahrzeug einer erhöhten Gefahr ausgesetzt, beschädigt zu werden und dadurch Folgeschäden zu verursachen. Um diese Gefahren zu reduzieren, müssen die Fahrzeugkarosserien im Bereich der Energiespeicher entsprechend verstärkt werden.Especially The invention relates to vehicles with an alternative drive system, for example, with a hybrid or electric drive or with a Hydrogen internal combustion engine. Such vehicles are often relatively high volume Energy storage for storing an energy source, such as large-volume Batteries or gas tanks. Due to their size, such energy storage usually arranged only in exposed areas of the vehicle body be in vehicle accidents high deformation forces are exposed. In case of a vehicle accident, they are due This arrangement in the vehicle exposed to increased risk of damage to and consequential damages to cause. To reduce these dangers, the Vehicle bodies in the field of energy storage are amplified accordingly.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Fahrzeug mit einem Energiespeicher zur Speicherung eines Energieträgers anzugeben.Of the Invention is based on the object, an improved over the prior art vehicle to specify with an energy storage for storing an energy source.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrzeug mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.The The object is achieved by a Vehicle with the features specified in claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit einem Energiewandler zum Antrieb des Fahrzeugs mittels eines Energieträgers weist einen Energiespeicher zur Speicherung des Energieträgers auf, der eine Mehrzahl von Energiespeichereinheiten umfasst. Die Energiespeichereinheiten sind derart angeordnet und/oder ausgebildet, dass sie durch eine die Fahrzeugkarosserie verformende Krafteinwirkung auf das Fahrzeug zerstörungsfrei bewegbar und/oder verformbar sind.One vehicle according to the invention with an energy converter for driving the vehicle by means of a energy source has an energy storage for storing the energy carrier, comprising a plurality of energy storage units. The energy storage units are arranged and / or formed so that they by a the vehicle body deforming force on the vehicle destructively are movable and / or deformable.

Erfindungsgemäß wird der Energiespeicher also in eine Mehrzahl von Energiespeichereinheiten aufgeteilt. Durch die gegenüber einem einteilig ausgebildeten Energiespeicher reduzierte Größe dieser einzelnen Energiespeichereinheiten können die Energiespeichereinheiten über verschiedene Bereiche der Fahrzeugkarosserie verteilt werden. Insbesondere können sie in weniger exponierten Bereichen der Fahrzeugkarosserie angeordnet werden als ein einteilig ausgebildeter Energiespeicher. Durch diese gegen Unfalleinwirkungen geschütztere Anordnung der Energiespeichereinheiten brauchen diejenigen Karosseriebereiche, in denen die Energiespeichereinheiten angeordnet werden, nicht in gleicher Weise verstärkt zu werden wie die exponierten Karosseriebereiche, in denen einteilig ausgebildete Energiespeicher üblicherweise anordnet werden. Dies reduziert vorteilhaft das Gewicht und den Aufwand zur Herstellung des Fahrzeuges.According to the invention Energy store thus divided into a plurality of energy storage units. By the opposite a one-piece energy storage reduced size of each Energy storage units can the energy storage units over different areas of the vehicle body are distributed. Especially can they are arranged in less exposed areas of the vehicle body be considered a one-piece trained energy storage. Through this more protected against accidents Arrangement of energy storage units need those body areas, in which the energy storage units are arranged, not in reinforced in the same way to become like the exposed body areas in which one piece trained energy storage usually be ordered. This advantageously reduces the weight and the Effort for the production of the vehicle.

Durch die erfindungsgemäße zerstörungsfreie Bewegbarkeit und/oder Verformbarkeit der Energiespeichereinheiten bei einer die Fahrzeugkarosserie verformenden Krafteinwirkung auf das Fahrzeug wird zusätzlich die Gefahr reduziert, dass die Energiespeichereinheiten bei einem Fahrzeugunfall beschädigt werden und ihre Beschädigung Folgeschäden verursacht. Dadurch wird vorteilhaft die Sicherheit des Fahrzeuges erhöht und es werden zum Schutz der Energiespeichereinheiten gegen Unfalleinwirkungen benötigte Karosserieverstärkungen weiter reduziert.By the non-destructive invention Mobility and / or deformability of the energy storage units at a force acting on the vehicle body deforming force the vehicle will be additional reduces the risk that the energy storage units at a Vehicle accident damaged and their damage consequential damages caused. This is advantageous to the safety of the vehicle elevated and it will protect the energy storage units against accidents needed Body reinforcements continue reduced.

Außerdem kann durch die Aufteilung des Energiespeichers in mehrere Energiespeichereinheiten auch eine Gesamtkapazität des Energiespeichers vorteilhaft erhöht werden, da die Energiespeichereinheiten flexibel auf verschiedene Karosseriebereiche verteilt werden können.In addition, can by dividing the energy store into several energy storage units as well a total capacity the energy storage can be increased advantageously, since the energy storage units can be flexibly distributed to different body areas.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben.Further Advantages, features and details of the invention are described below based on embodiments described with reference to drawings.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 schematisch in einer Seitenansicht drei in einer Fahrzeugkarosserie entlang einer Fahrzeuglängsachsenrichtung hintereinander angeordnete Energiespeichereinheiten mit einander zugewandten ebenen Gleitoberflächen, und 1 schematically in a side view three arranged in a vehicle body along a vehicle longitudinal axis direction successively energy storage units with facing planar sliding surfaces, and

2 schematisch in einer Seitenansicht die in 1 dargestellten Energiespeichereinheiten bei einer auf sie in Fahrzeuglängsachsenrichtung einwirkenden Kraft. 2 schematically in a side view the in 1 shown energy storage units in a force acting in the vehicle longitudinal axis force.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts are in all figures with the same reference numerals Mistake.

1 zeigt schematisch in einer Seitenansicht drei Energiespeichereinheiten 2.1, 2.2, 2.3, die in einer Fahrzeugkarosserie 1 eines Fahrzeuges entlang einer Fahrzeuglängsachsenrichtung x hintereinander angeordnet sind, wobei eine mittlere zweite Energiespeichereinheit 2.2 zwischen einer ersten Energiespeichereinheit 2.1 und der dritten Energiespeichereinheit 2.3 angeordnet ist. Die Energiespeichereinheiten 2.1, 2.2, 2.3 sind Teile eines Energiespeichers für einen Energieträger, mittels dessen das Fahrzeug durch einen Energiewandler angetrieben wird. 1 shows schematically in a side view three energy storage units 2.1 . 2.2 . 2.3 in a vehicle body 1 a vehicle along a vehicle longitudinal axis x are arranged one behind the other, wherein a middle second energy storage unit 2.2 between a first energy storage unit 2.1 and the third energy storage unit 2.3 is arranged. The energy storage units 2.1 . 2.2 . 2.3 are parts of an energy store for an energy source, by means of which the Vehicle is driven by an energy converter.

Einander zugewandte Oberflächen der Energiespeichereinheiten 2.1, 2.2, 2.3 sind jeweils als zueinander parallele ebene Gleitoberflächen 3.1 bis 3.4 ausgebildet, die gegen eine auf der Fahrzeuglängsachsenrichtung x senkrecht stehende yz-Ebene um eine y-Richtung verkippt sind, wobei die y-Richtung eine Fahrzeugquerachsenrichtung und die z-Richtung eine Fahrzeughochachsenrichtung bezeichnen. Dabei ist die zweite Energiespeichereinheit 2.2 wannenförmig ausgebildet, so dass ihre beiden Gleitoberflächen 3.2, 3.3 in unterschiedliche Richtungen um betragsmäßig gleichgroße Winkel –α bzw. α gegenüber der yz-Ebene verkippt sind und nach oben in die Fahrzeughochachsenrichtung z auseinander laufen.Mutually facing surfaces of the energy storage units 2.1 . 2.2 . 2.3 are each as mutually parallel planar sliding surfaces 3.1 to 3.4 formed which are tilted about a y-direction against a yz plane perpendicular to the vehicle longitudinal axis x, wherein the y-direction denotes a vehicle transverse axis direction and the z-direction denotes a vehicle vertical axis direction. In this case, the second energy storage unit 2.2 formed trough-shaped, so that its two sliding surfaces 3.2 . 3.3 are tilted in different directions by equal amounts equal angles -α and α with respect to the yz plane and diverge upwards in the vehicle vertical axis direction z.

Die erste Energiespeichereinheit 2.1 und die dritte Energiespeichereinheit 2.3 grenzen auf der ihrer jeweiligen Gleitoberfläche 3.1 bzw. 3.4 gegenüber liegenden Seite jeweils an Bauteile der Fahrzeugkarosserie 1.The first energy storage unit 2.1 and the third energy storage unit 2.3 borders on their respective sliding surface 3.1 respectively. 3.4 opposite side respectively to components of the vehicle body 1 ,

2 zeigt schematisch in einer Seitenansicht die drei in 1 dargestellten Energiespeichereinheiten 2.1, 2.2, 2.3 bei einer auf sie in Fahrzeuglängsachsenrichtung x einwirkenden Kraft F, die die Fahrzeugkarosserie 1 in der Fahrzeuglängsachsenrichtung x zusammendrückt. Dadurch übt die erste Energiespeichereinheit 2.1 auf die zweite Energiespeichereinheit 2.2 eine Kraft in der Fahrzeuglängsachsenrichtung x aus, während die dritte Energiespeichereinheit 2.3 eine entgegensetzt wirkende Kraft auf die zweite Energiespeichereinheit 2.2 ausübt. Aufgrund des wannenförmigen Profils der zweiten Energiespeichereinheit 2.2 bewirken beide Kräfte eine resultierende Kraft auf die zweite Energiespeichereinheit 2.2, die in Fahrzeughochachsenrichtung z wirkt und die zweite Energiespeichereinheit 2.2 auf ihren Gleitoberflächen 3.2, 3.3, jeweils entlang der Gleitoberflächen 3.1 bzw. 3.4 der ersten Energiespeichereinheit 2.1 bzw. der zweiten Energiespeichereinheit 2.2, nach oben in die Fahrzeughochachsenrichtung z gleiten lässt. Auf diese Weise kann bei einem Auffahrunfall, bei dem eine die Fahrzeugkarosserie 1 verformende Kraft F in Fahrzeuglängsachsenrichtung x wirkt, die zweite Energiespeichereinheit 2.2 nach oben ausweichen, wodurch die Gefahr einer Beschädigung der Energiespeichereinheiten 2.1, 2.2, 2.3 durch deren Verformung vorteilhaft reduziert wird. 2 schematically shows in a side view the three in 1 illustrated energy storage units 2.1 . 2.2 . 2.3 at a force F acting on it in the vehicle longitudinal direction x, which is the vehicle body 1 is compressed in the vehicle longitudinal direction x. As a result, the first energy storage unit exercises 2.1 to the second energy storage unit 2.2 a force in the vehicle longitudinal direction x, while the third energy storage unit 2.3 an opposing force on the second energy storage unit 2.2 exercises. Due to the trough-shaped profile of the second energy storage unit 2.2 Both forces cause a resultant force on the second energy storage unit 2.2 acting in vehicle vertical axis direction z and the second energy storage unit 2.2 on their sliding surfaces 3.2 . 3.3 , each along the sliding surfaces 3.1 respectively. 3.4 the first energy storage unit 2.1 or the second energy storage unit 2.2 , can slide up in the vehicle vertical axis direction z. In this way, in a rear-end collision, in which a vehicle body 1 deforming force F acts in the vehicle longitudinal direction x, the second energy storage unit 2.2 Dodge upward, thereby increasing the risk of damage to the energy storage units 2.1 . 2.2 . 2.3 is advantageously reduced by the deformation.

Entsprechend können alternativ oder zusätzlich Energiespeichereinheiten 2.1, 2.2, 2.3 entlang der Fahrzeugquerachsenrichtung y nebeneinander angeordnet sein und einander zugewandte Gleitoberflächen 3.1 bis 3.4 aufweisen, die aus einer zu der Fahrzeugquerachsenrichtung y senkrechten xz-Ebene verkippt sind. Dadurch können analog die Auswirkungen einer in die Fahrzeugquerachsenrichtung y wirkenden Kraft auf derartig angeordnete Energiespeichereinheiten 2.1, 2.2, 2.3, beispielsweise bei einem Seitenaufprallunfall des Fahrzeuges, vorteilhaft reduziert werden.Accordingly, alternatively or additionally energy storage units 2.1 . 2.2 . 2.3 be juxtaposed along the vehicle transverse axis direction y and facing sliding surfaces 3.1 to 3.4 have, which are tilted from a direction perpendicular to the vehicle transverse axis y direction xz plane. As a result, the effects of a force acting in the vehicle transverse axis direction y on the energy storage units arranged in such a way can be analogous 2.1 . 2.2 . 2.3 , For example, in a side impact accident of the vehicle, are advantageously reduced.

Claims (4)

Fahrzeug mit einem Energiespeicher zur Speicherung eines Energieträgers und einem Energiewandler zum Antrieb des Fahrzeugs mittels des Energieträgers, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher eine Mehrzahl von Energiespeichereinheiten (2.1, 2.2, 2.3) umfasst, welche derart angeordnet und/oder ausgebildet sind, dass sie durch eine die Fahrzeugkarosserie (1) verformende Krafteinwirkung auf das Fahrzeug zerstörungsfrei bewegbar und/oder verformbar sind.Vehicle having an energy store for storing an energy carrier and an energy converter for driving the vehicle by means of the energy carrier, characterized in that the energy store has a plurality of energy storage units ( 2.1 . 2.2 . 2.3 ), which are arranged and / or formed so that they by a vehicle body ( 1 ) deforming force on the vehicle are non-destructive movable and / or deformable. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Energiespeichereinheiten (2.1, 2.2, 2.3) miteinander verbunden sind und Sollbruchstellen und/oder Sollverformungsstellen zum Auslösen einer zerstörungsfreien Bewegung und/oder Verformung der Energiespeichereinheiten (2.1, 2.2, 2.3) aufweisen.Vehicle according to claim 1, characterized in that at least two energy storage units ( 2.1 . 2.2 . 2.3 ) are interconnected and predetermined breaking points and / or Sollverformungsstellen for triggering a non-destructive movement and / or deformation of the energy storage units ( 2.1 . 2.2 . 2.3 ) exhibit. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Energiespeichereinheiten (2.1, 2.2, 2.3) entlang einer Fahrzeuglängsachsenrichtung (x) hintereinander angeordnet sind und einander zugewandte, jeweils im Wesentlichen zueinander parallele ebene Gleitoberflächen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4) aufweisen, die gegen eine auf der Fahrzeuglängsachsenrichtung (x) senkrecht stehende Ebene verkippt sind.Vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that at least two energy storage units ( 2.1 . 2.2 . 2.3 ) along a vehicle longitudinal axis (x) are arranged one behind the other and facing each other, each substantially parallel to each other parallel sliding surfaces ( 3.1 . 3.2 . 3.3 . 3.4 ) which are tilted against a plane perpendicular to the vehicle longitudinal axis (x) plane. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Energiespeichereinheiten (2.1, 2.2, 2.3) entlang einer Fahrzeugquerachsenrichtung (y) nebeneinander angeordnet sind und einander zugewandte, jeweils im Wesentlichen zueinander parallele ebene Gleitoberflächen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4) aufweisen, die gegen eine auf der Fahrzeugquerachsenrichtung (y) senkrecht stehende Ebene verkippt sindVehicle according to one of the preceding claims, characterized in that at least two energy storage units ( 2.1 . 2.2 . 2.3 ) are arranged next to one another along a vehicle transverse axis direction (y) and planar sliding surfaces ( 3.1 . 3.2 . 3.3 . 3.4 ) which are tilted against a plane perpendicular to the vehicle transverse axis (y) plane
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