-
Die
Erfindung betrifft eine Anordnung eines elektrischen Energiespeichers
an einem Personenkraftwagen, dessen Karosserie einen Aufnahmeraum
für einen Kraftstofftank aufweist.
-
Aus
dem Stand der Technik ist es bekannt, bei einem Hybridfahrzeug einen
elektrischen Energiespeicher in Form einer Hochvoltbatterie in räumlicher
Nähe zu einem elektrischen Antriebsaggregat des Hybridfahrzeugs
anzuordnen. Wenn dieses Antriebsaggregat wiederum in räumlicher
Nähe zu einem Verbrennungsmotor des Hybridfahrzeugs angeordnet
ist, bringt dies eine ungünstige thermische Belastung des
elektrischen Energiespeichers mit sich. Alternativ ist es aus dem
Stand der Technik bekannt, den elektrischen Energiespeicher in einem
Kofferraum des Personenkraftwagens unterzubringen. Dies geht mit
einer Verringerung des verfügbaren Kofferraumvolumens einher.
-
Die
EP 1 590 841 B1 beschreibt
eine Anordnung einer Hochvoltbatterie für einen elektrischen Antrieb
eines Fahrzeugs, wobei die Hochvoltbatterie unterhalb eines Beifahrersitzes
oder unterhalb eines Rücksitzes angeordnet ist. Die Hochvoltbatterie
ist hierbei auf einer Bodenplatte der Karosserie angeordnet. Bei
einem Seitenaufprall des Fahrzeugs kollidiert eine Fahrzeugtür
mit einem Steuergerät der Hochvoltbatterie, so dass Aufprallenergie
abgebaut und die Hochvoltbatterie allenfalls mit einer verringerten
Kraft beaufschlagt wird.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Anordnung der
eingangs genannten Art zu schaffen.
-
Diese
Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen
der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen
angegeben.
-
Bei
der erfindungsgemäßen Anordnung eines elektrischen
Energiespeichers an einem Personenkraftwagen weist eine Karosserie
des Personenkraftwagens einen Aufnahmeraum für einen Kraftstofftank
auf. Der elektrische Energiespeicher ist zumindest teilweise im
Aufnahmeraum der Karosserie vor den Kraftstofftank angeordnet. Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Aufnahmeraum für
den Kraftstofftank ein Bereich mit sehr hoher Crashsicherheit ist.
Bei einem im Vorderwagen des Personenkraftwagens angeordneten elektrischen Energiespeicher
sind demgegenüber besondere Vorkehrungen zu treffen, um
eine ausreichende Crashsicherheit zu gewährleisten. Dies
gilt auch für ein Anordnen des elektrischen Energiespeichers
in einem Kofferraum des Personenkraftwagens. Im Vergleich zu solchen,
zusätzliche Vorkehrungen für die Crashsicherheit
benötigenden Anordnungen kann vorliegend ein vergleichsweise
geringes Gewichte des Personenkraftwagens realisiert werden. Es
ist also eine verbesserte Anordnung eines elektrischen Energiespeichers
an einem Personenkraftwagen geschaffen.
-
Wenn
der Personenkraftwagen über einen Verbrennungsmotor verfügt
ist des Weiteren eine besonders geringe thermische Belastung des
elektrischen Energiespeichers gegeben, da der Aufnahmeraum für
den Kraftstofftank einen großen räumlichen Abstand
zum Verbrennungsmotor aufweist.
-
Während
bei einem Anordnen des elektrischen Energiespeichers in einem Kofferraum
das Kofferraumvolumen verringert ist, steht vorliegend das Kofferraumvolumen
uneingeschränkt zur Verfügung, und auch eine Durchlademöglichkeit
vom Kofferraum in einen Fahrgastraum des Personenkraftwagens ist
uneingeschränkt möglich. Beim Anordnen des elektrischen
Energiespeichers im Kofferraum ist es zudem notwendig, elektrische
Leitungen von dem elektrischen Energiespeicher zum Antriebsaggregat durch
den Rohbau hindurch zu führen. Eine hierfür vorzusehende,
kostenintensive Trennstelle kann vorliegend entfallen.
-
Des
Weiteren ist im Gegensatz zu einer Anordnung des elektrischen Energiespeichers
im Kofferraum eine geringere Leitungslänge vorzusehen, wenn
der elektrische Energiespeicher zumindest teilweise im Aufnahmeraum
für den Kraftstofftank angeordnet ist.
-
Der
im Aufnahmeraum für den Kraftstofftank angeordnete elektrische
Energiespeicher befindet sich an einer Unterseite des Kraftfahrzeugbodens. Daher
ist die Montage des elektrischen Energiespeichers selber sowie von
Leitungen, welche von dem elektrischen Energiespeicher zu dem elektrischen Antriebsaggregat
des Fahrzeugs führen, besonders einfach und kann besonders
zeitsparend erfolgen. Insbesondere kann so der elektrische Energiespeicher
bei der Fertigung des Personenkraftwagens vergleichsweise spät
an der Karosserie angebracht werden, so dass ein Aufwand für
Schutzvorkehrungen vor dem eine hohe Spannung aufweisenden elektrischen
Energiespeicher und mit diesen verbundenen Komponenten vergleichsweise
gering gehalten werden kann.
-
Die
Anordnung des elektrischen Energiespeichers im Aufnahmeraum für
den Kraftstofftank ist auch im Hinblick auf eine kostengünstige
Fertigung unterschiedlicher Varianten des Personenkraftwagens vorteilhaft.
Es braucht nämlich lediglich je Variante entschieden zu
werden, ob der Aufnahmeraum vollständig dem Kraftstofftank
zur Verfügung stehen soll, ob zumindest ein Teil des Aufnahmeraums
von dem elektrischen Energiespeicher eingenommen werden soll oder
ob gar – bei einem Elektrofahrzeug – der Aufnahmeraum
vollständig von dem elektrischen Energiespeicher eingenommen
werden soll.
-
Wenn
der elektrische Energiespeicher lediglich einen Teil des Aufnahmeraums
für den Kraftstofftank einnimmt und in einem weiteren Teil
des Aufnahmeraums der Kraftstofftank angeordnet ist, so können
vorteilhaft zu dem Kraftstofftank gehörige und in dem Kraftstofftank
angeordnete Komponenten, etwa Pumpen, Füllstandsmesser
und dergleichen, weiterhin uneingeschränkt Verwendung finden,
ohne dass deren Funktion oder Anordnung durch die Anwesenheit des
elektrischen Energiespeichers beeinträchtigt ist.
-
Es
kann also eine Vielzahl von Baureihen des Personenkraftwagens mit
dem einheitlichen Aufnahmeraum versehen sein, wobei insbesondere
Hybridfahrzeuge mit unterschiedlich großen Kraftstofftanks,
jedoch einheitlich angeordnetem und/oder einheitlich dimensioniertem
elektrischen Energiespeicher in dem einheitlichen Aufnahmeraum vorgesehen
werden können.
-
Wenn
in dem Aufnahmeraum sowohl der Kraftstofftank als auch der elektrische
Energiespeicher aufgenommen sind, so kann je nach Auslegung des
Personenkraftwagens, also je nachdem, welchen Anteil die elektrische
Energie oder der Kraftstoff zum Fortbewegen beisteuern soll, ein
unterschiedliche großes Volumen des Aufnahmeraums dem elektrischen
Energiespeicher beziehungsweise dem Kraftstofftank zur Verfügung
gestellt werden.
-
Die
vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen
sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder
in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen
sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch
in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne
den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
-
Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
-
1 eine
Ansicht auf einen Heckbereich eines Personenkraftwagens, bei welchem
zwischen einem Fersenblech und einer Hinterachse ein Kraftstofftank
angeordnet ist, wobei ein Teil des für den Kraftstofftank
vorgesehenen Aufnahmeraums durch eine Hochvoltbatterie eingenommen
ist;
-
2 ausschnittsweise
und perspektivisch die an einem hinteren Querträger über
Halterungen festgelegte Hochvoltbatterie;
-
3 die
Anordnung der Hochvoltbatterie an der Karosserie des Personenkraftwagens,
wobei die Hochvoltbatterie zu ihrer Unterseite hin durch eine Unterbodenverkleidung
geschützt ist;
-
4 eine
alternative räumliche Anordnung der Hochvoltbatterie im
Aufnahmeraum für den Kraftstofftank; und
-
5 eine
Ansicht von schräg unten auf den Personenkraftwagen gemäß 4,
aus welcher die Position der Hochvoltbatterie relativ zu Fahrzeugsitzen
des Personenkraftwagens besonders gut hervorgeht.
-
Ein
Personenkraftwagen 10 ist in 1 von unten
gezeigt. An einem Hauptboden 12 einer Karosserie des Personenkraftwagens 10 schließt
sich zu dessen Heck hin ein Fersenblech 14 an, so dass
zwischen dem Fersenblech 14 und einer Hinterachse 16 des
Personenkraftwagens 10 ein Aufnahmeraum 18 gebildet
ist.
-
Der
Aufnahmeraum 18 ist größtenteils durch einen
Kraftstofftank 20 eingenommen, welcher sich zu beiden Seiten
einer Gelenkwelle 22 hin in den Aufnahmeraum 18 erstreckt.
Ein hinterer Teilbereich des Aufnahmeraums 18 ist von einer
Hochvoltbatterie 24 eingenommen, wobei eine Längserstreckungsrichtung
der im Wesentlichen kastenförmigen Hochvoltbatterie 24 parallel
zu der Hinterachse 16 des Personenkraftwagens 10 verläuft.
-
Die
Hochvoltbatterie 24 ist heckseitig an einem Querträger 26 des
Rohbaus des Personenkraftwagens 10 festgelegt. Hiefür
sind an dem Querträger 26 zwei Halterungen 28 angebracht
vorliegend mittels Schrauben 30 (vgl. 2).
An einem Gehäuse der Hochvoltbatterie 24 sind
Ansatzteile 32 angeordnet, beispielsweise durch Verschrauben,
welche ihrerseits mit den Halterungen 28 verschraubt sind
(vgl. 2), um so die Hochvoltbatterie 24 an
der Karosserie des Personenkraftwagens 10 zu fixieren.
Alternativ oder ergänzend zum Festlegen der Hochvoltbatterie 24 mittels
Schrauben kann auch ein Schweißen und/oder Kleben zum Einsatz
kommen.
-
Eine
dritte Halterung 34 zum Festlegen der Hochvoltbatterie 24 am
Rohbau des Personenkraftwagens 10 ist in dem Aufnahmeraum 18 angeordnet und
dient gleichzeitig der Befestigung eines Endes eines Spannbands 36.
Ein anderes Ende des Spannbands 36 ist am Hauptboden 12 festgelegt
und dient der Halterung des Kraftstofftanks 20 (vgl. 1).
-
Parallel
zu der Gelenkwelle 22 verlaufen elektrische Anschlussleitungen 38 von
der Hochvoltbatterie 24 zu einem (nicht gezeigten) Antriebsaggregat
zum Antreiben des Personenkraftwagens 10, welches in einem
Frontbereich des Personenkraftwagens 10 angeordnet ist.
Kühlmittelleitungen 40 zum Kühlen der
Hochvoltbatterie 24 sind in Fahrzeugquerrichtung gesehen
außen um den Kraftstofftank 20 herum geführt
und mit einem (nicht gezeigten) Kühler verbunden. Seitlich
neben der Gelenkwelle 22 ist in 1 eine Abgasanlage 42 zu
sehen.
-
3 zeigt
von einer Unterbodenverkleidung 44 geschützte
Komponenten, insbesondere den Kraftstofftank 20 und die
Hochvoltbatterie 24, in einer Ansicht von unten auf den
Personenkraftwagen 10. Die Hochvoltbatterie 24 reicht
in Fahrzeuglängsrichtung gesehen bis auf die Höhe
eines Hinterrads 46 an die Hinterachse 16 heran.
Ein Abstand zwischen der Unterbodenverkleidung 44 und der
Hochvoltbatterie 24 kann rund fünf Millimeter
betragen. Zum Schutz der Hochvoltbatterie 24 kann auf deren Unterseite
eine Metallplatte vorgesehen sein. Ergänzend oder alternativ
kann die Unterbodenverkleidung 44 bereichsweise verstärkt
sein, etwa durch Einlaminieren einer Stahlplatte in die Unterbodenverkleidung 44.
-
Bevorzugt
ist eine Unterseite der Hochvoltbatterie 24 in Fahrzeughochrichtung
gesehen höher angeordnet als eine Unterseite eines Längsträgers des
Personenkraftwagens 10. Dadurch ist sichergestellt, dass
bei einem Aufsetzen des Personenkraftwagens 10 auf einem überfahrenen
Untergrund, etwa beim Abfahren von einem Bordstein oder auf einem
Feldweg, die Hochvoltbatterie 24 nicht direkt mit dem Untergrund
in Kontakt kommt.
-
Bei
der in 4 gezeigten Ausführungsform des Personenkraftwagens 10 ist
die Hochvoltbatterie 24 so in dem Aufnahmeraum 18 für
den Kraftstofftank 20 angeordnet, dass ihre längste
Erstreckungsrichtung schräg zu der Hinterachse 16 verläuft.
-
Aus 5 geht
besonders gut hervor, dass die Hochvoltbatterie 24 auf
der Höhe eines Rücksitzes des Personenkraftwagens 10 angeordnet
ist, auf welchem zur Veranschaulichung ein Fahrzeuginsasse 48 gezeigt
ist. An Stelle des Anordnens der Hochvoltbatterie unterhalb des
für den Fahrzeuginsassen 48 vorgesehenen Rücksitzes
kann die Hochvoltbatterie 24 auch zumindest bereichsweise
hinter dem Rücksitz angeordnet sein.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-