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Die Erfindung betrifft ein Hybridfahrzeug mit mindestens einer Hochvoltleitung, die eine Leistungselektronik des Fahrzeuges mit einer Batterie des Fahrzeuges verbindet, wobei die Hochvoltleitung entlang mindestens einem Karosserieteil des Fahrzeugs verlegt ist und die Hochvoltleitung in mindestens einem Teilbereich mittels eines am Karosserieteil befestigten Schutzbleches abgedeckt ist.
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Bei elektrischen Verbindungen von elektrischen Antriebssystemen in Hybridfahrzeugen sind Versorgungsanschlüsse notwendig, die für hohe Spannungen von bis zu 600 V und für hohe Ströme geeignet sind. Dies betrifft insbesondere die elektrischen Maschinen, die bei hybriden Antriebskonfigurationen in Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftfahrzeugen eingesetzt werden. Bei den Hybridfahrzeugen findet eine Leistungselektronik Verwendung, die mittels der Hochvoltleitung mit der Hochvoltbatterie des Fahrzeugs verbunden ist. Die Leistungselektronik umfasst insbesondere Leistungsstellglieder, wie Umrichter, Stromrichter und/oder Wandler.
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Aus der
US 2007/0119637 A1 ist ein Hybridfahrzeug bekannt, bei dem eine Hochvoltleitung über ein an der Fahrzeugkarosserie schwingend aufgehangenes Bodenblech geführt ist, wobei die Hochvoltleitung zumindest bereichsweise durch ein Schutzmittel gehalten ist. Aus der gattungsgemäßen
DE 10 2010 035 858 A1 ist ebenfalls ein Hybridfahrzeug bekannt, bei dem eine Hochvoltleitung eine Batterie mit einem Wechselrichter verbindet und an einem als Karosserieteil ausgebildeten Bodenblech verlegt ist. Bereichsweise sind hierbei Abdeckungselemente für die Hochvoltleitung vorgesehen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Hybridfahrzeug, bei dem mindestens eine Hochvoltleitung eine Leistungselektronik mit einer Batterie des Fahrzeugs verbindet, zu gewährleisten, dass eine Beschädigung der Hochvoltleitung in gefährdeten Bereichen der Karosserie sicher ausgeschlossen wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Hybridfahrzeug vor, bei dem das Karosserieteil ein Längsträger des Fahrzeuges ist, wobei die Hochvoltleitung auf der der Fahrzeugmitte zugewandten Seite des Längsträgers verlegt ist.
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Das Karosserieteil, das von dem mindestens einen Schutzblech abgedeckt wird, ist ein Längsträger des Fahrzeuges. Der Vorteil der Anbringung am Längsträger ist darin zu sehen, dass die Hochvoltleitung insbesondere unter dem Aspekt eines Seitenaufpralles geschützt positioniert ist. Hierzu ist die Hochvoltleitung auf der der Fahrzeugmitte zugewandten Seite des Längsträgers verlegt.
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Das Schutzblech stellt einen zusätzlichen Schutz für die Hochvoltleitung im Bereich des Schutzblechs dar und verhindert demzufolge eine Beschädigung der Hochvoltleitung im Bereich des Schutzblechs.
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Insbesondere sind mehrere Schutzbleche vorgesehen, um die Hochvoltleitung in gefährdeten Bereichen der Karosserie abzudecken. Bei diesen gefährdeten Bereichen handelt es sich insbesondere um solche, die bei einem Seiten- oder Frontalcrash besonders gefährdet sind. Grundsätzlich können Schutzbleche aber auch in Bereichen der Hochvoltleitung vorgesehen sein, die auch ohne Einwirkung von Crashkräften einer erhöhten Gefahr betreffend Beschädigung unterliegen, beispielsweise aufgrund von Schwingungen beim Fahren und damit Relativbewegungen von Hochvoltleitung und angrenzenden Karosserieteilen.
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Unter dem Aspekt der Gefährdung der Hochvoltleitung bei einem Seiten- oder Frontalcrash ist das Schutzblech, insbesondere im Bereich einer vorderen Stirnwand, die einen Fahrzeuginnenraum für die Fahrzeuginsassen von einem Motorraum abtrennt, am Karosserieteil, insbesondere an einem Längsträger des Fahrzeugs verlegt. Des Weiteren ist das Schutzblech insbesondere im Bereich eines Sitzquerträgers am Karosserieteil, insbesondere am Längsträger des Fahrzeugs verlegt. Ferner ist das Schutzblech im Bereich einer hinteren Stirnwand, die den Fahrzeuginnenraum für die Fahrzeuginsassen von einem hinteren Fahrzeugraum abtrennt, am Karosserieteil, insbesondere am Längsträger des Fahrzeugs verlegt. Der hintere Fahrzeugraum dient vorzugsweise der Aufnahme der Batterie. Insbesondere ist der hintere Fahrzeugraum so gestaltet, dass er eine Reserveradmulde aufweist. Wird kein Reserverad benötigt, wird von dieser die Batterie aufgenommen. Das jeweilige Schutzblech ist insbesondere mit dem Karosserieteil, insbesondere dem Längsträger, verbunden.
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Bei Anordnung des Schutzblechs im Bereich der vorderen Stirnwand wird eine Beschädigung des Schutzbleches bei einem Crash von vorne wirksam vermieden. Bei Anordnung des Schutzblechs im Bereich einer hinteren Stirnwand wird die Beschädigung der Hochvoltleitung bei einem Crash von hinten wirksam verhindert. Bei Anordnung des Schutzblechs im Bereich eines Querträgers wird eine Beschädigung der Hochvoltleitung bei einem Seitencrash wirksam verhindert. Ein solcher Seitencrash wird vorzugsweise mittels eines Pfahlaufpralls simuliert.
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Das jeweilige Schutzblech erstreckt sich über eine ausreichende Länge, um die Beschädigung der Hochvoltleitung in dem gefährdeten Bereich des Karosserieteils auszuschließen. Insbesondere beträgt die Länge des Schutzbleches ein vielfaches des Durchmessers der Hochvoltleitung.
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Befestigt ist die Hochvoltleitung am Karosserieteil, insbesondere dem Längsträger, zweckmäßig mittels Klammern oder Clipsen. Die Schutzbleche halten zwar zusätzlich die Hochvoltleitung, da sie diese abdecken. Die primäre Funktion der Schutzbleche besteht aber darin, die Hochvoltleitung abzudecken und hierbei zu schützen.
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Es können von der Leistungselektronik zur Batterie mehrere nebeneinander angeordnete Hochvoltleitungen, insbesondere zwei separate Hochvoltleitungen - positive Hochvoltleitung und negative Hochvoltleitung -, verlegt werden. Die Hochvoltleitungen werden von dem jeweiligen Schutzblech abgedeckt.
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Das jeweilige Schutzblech besteht insbesondere aus einem Material erhöhter Festigkeit. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Material um Stahl, insbesondere einen hochfesten Stahl.
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Es zeigt:
- 1 in einer räumlichen Ansicht eine Karosserie eines Personenkraftwagens mit Hochvoltleitungen und Schutzblechen für diese,
- 2 eine Detaildarstellung gemäß 1 für den vorderen Bereich der Karosserie (Bereich einer vorderen Stirnwand),
- 3 eine Detaildarstellung gemäß 1 für den mittleren Bereich der Karosserie (Bereich eines Sitzquerträgers),
- 4 eine Detaildarstellung gemäß 1 für den hinteren Bereich der Karosserie (Bereich einer hinteren Stirnwand).
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In allen Figuren sind Raumkoordinaten X, Y und Z veranschaulicht. Bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung des Personenkraftwagens betrifft die Koordinate X mit dazugehörigem Pfeil die Fahrzeuglängsachse mit nach hinten gerichtetem Pfeil, die Koordinate Y die Fahrzeugquerrichtung mit zur rechten Seite gerichtetem Pfeil, die Koordinate Z die Fahrzeughochrichtung mit nach oben gerichtetem Pfeil.
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Veranschaulicht ist in 1 die Karosserie 1 mit vorderen Kotflügeln 2 und hinteren Kotflügeln 3, ferner mit Öffnungen 4 für Scheiben und Öffnungen 5 für vier Türen. Unterhalb der beidseitig der Karosserie angeordneten Öffnungen 5 für die Türen weist die Karosserie 1 Schweller 6 auf, ferner, in Abstand zum jeweiligen Schweller 6 in Richtung der Fahrzeugmitte, Längsträger 7 auf. Der jeweilige Längsträger ist als Gabellängsträger ausgebildet; er ist vorne abgewinkelt, so dass sich ein tieferer mittlerer Bereich und ein höherer vorderer und höherer hinterer Bereich des Längsträgers 7 ergibt.
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Ein Fahrzeuginnenraum für die Fahrzeuginsassen ist vorne mittels einer nicht veranschaulichten Stirnwand vom Motorraum abgetrennt. Die vordere Stirnwand ist im Wesentlichen vertikal orientiert und verläuft in dem Bereich, in dem der Längsträger 7 zwischen dem mittleren und vorderen Bereich seinen Höhensprung aufweist. Entsprechend ist der Fahrzeuginnenraum für die Fahrzeuginsassen hinten mittels einer nicht veranschaulichten hinteren Stirnwand zum im hinteren Bereich der Karosserie vorgesehenen Gepäckraum abgetrennt. Auch diese hintere Stirnwand ist im Wesentlichen senkrecht orientiert und im Bereich des Höhensprungs von mittlerem Bereich des Längsträges zu hinterem Bereich des Längsträgers 7 angeordnet.
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Im Gepäckraum ist eine nicht veranschaulichte Reserveradmulde gebildet, die der Aufnahme einer gleichfalls nicht veranschaulichten Hochvoltbatterie des Fahrzeuges dient. Bei diesem Fahrzeug handelt es sich um ein Hybrid-Fahrzeug, das im vorderen Motorraum nicht nur eine Brennkraftmaschine, sondern auch eine elektrische Maschine, die im Motor-Generatorbetrieb laufen kann, aufnimmt. Im Motorraum ist ferner eine Leistungselektronik 8 untergebracht. Diese stellt eine in einem Kasten 9 untergebrachte Komponente des Hybrid-Fahrzeuges dar, wobei der Kasten 9 mit der Leistungselektronik 8 im Motorraum auf der linken Seite der Karosserie 1 angeordnet und dort mittels nicht dargestellter Befestigungsmitteln an dieser befestigt ist.
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Von der Leistungselektronik 8 führen zwei dicht nebeneinander verlegte Hochvoltleitungen 10 - positive Hochvoltleitung und negative Hochvoltleitung - zum vorderen Bereich des linken Längsträgers 7, auf dessen der Fahrzeugmitte zugewandter Seite, und es sind die beiden Hochvoltleitungen 10 an diesem Längsträger 7 entlang, vom vorderen, auf höherem Niveau angeordneten Abschnitt des Längsträgers 7 zu dem mittleren, auf tieferem Niveau angeordneten Abschnitt des Längsträgers, von dort zum auf höherem Niveau angeordneten, hinteren Abschnitt des Längsträgers und von dort zur Batterie verlegt. Gehalten werden die beiden Hochvoltleitungen 10 am linken Längsträger mittels diverser in geeignetem Abstand, bezogen auf die Längserstreckung der Hochvoltleitungen 10 angeordneten Klammern 11, wobei die jeweilige Klammer 11 die beiden Hochvoltleitungen 10 umgreift und mit dem Längsträger 7 verbunden, insbesondere mit diesem rastierend verbunden ist. Die Verbindung kann durchaus auch auf andere geeignete Art und Weise erfolgen, beispielsweise mittels eines Clip.
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Der Darstellung der 1 ist ferner zu entnehmen, dass in bestimmten Teilbereichen der Hochvoltleitungen 10, somit in definierten Längenabschnitten der Hochvoltleitungen 10, diese mittels Schutzblechen 12 abgedeckt sind. Die Schutzbleche bestehen aus hochfestem Stahl und decken die Hochvoltleitungen 10 auf deren dem linken Längsträger 7 abgewandten Seite und zwischen dieser Seite und dem Längsträger 7 ab. Das jeweilige Schutzblech 12 weist somit einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf. Seitlich ist das jeweilige Schutzblech 12 vorzugsweise mit Laschen 13 versehen, die Durchgangslöcher 14 aufweisen, durch die Befestigungsmittel, insbesondere Schrauben zum Befestigen des Schutzbleches 12 am Längsträger 7 bzw. der Karosserie steckbar sind.
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Es ist nicht zwingend erforderlich, dass die Schutzbleche 12 mit der Karosserie 1, insbesondere einen Längsträger 7 fest verbunden sind. Es ist durchaus denkbar, das Schutzblech 12 als Ummantelung der beiden Hochvoltleitungen 10 auszubilden, ohne Befestigung an der Karosserie 1. Dies ist beispielsweise für die Anordnung des Schutzblechs 12 im Bereich des Sitzquerträgers 15 der Karosserie 1 gemäß 3 veranschaulicht.
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Die 2 und 4 veranschaulichen vergrößert dargestellte Bereiche der Karosserie 1 und der beiden Hochvoltleitungen 10 im Bereich der nicht dargestellten vorderen Stirnwand und nicht dargestellten hinteren Stirnwand.
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Die Figuren verdeutlichen, dass die Schutzbleche 12 in den sensiblen Bereichen der Karosserie 1 angeordnet sind, die bei einem Seiten- oder Frontalcrash besonders gefährdet sind.
