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Die Erfindung betrifft die Anordnung einer Traktionsbatterie in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Die Anordnung der bauraumintensiven sowie crashsensiblen Traktionsbatterie in einem elektrisch betriebenen Fahrzeug hat großen Einfluss auf den, im Fahrzeuginnenraum verfügbaren Bauraum sowie auf die Crashsicherheit des Fahrzeuges. Bei einem Fahrzeugrohbau, der ursprünglich für verbrennerspezifische Elemente eines herkömmlichen Antriebes ausgelegt ist, kann der in der Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Mitteltunnel als Aufnahmeraum für die Traktionsbatterie verwendet werden. Der Mitteltunnel kann darüber hinaus in der Fahrzeugquerrichtung unterhalb der Fahrzeugsitze sowie unterhalb der Rücksitzbank erweitert sein, um zusätzlichen Aufnahmeraum für die Traktionsbatterie bereitzustellen.
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Aus der
DE 10 2008 005 929 A1 ist eine gattungsgemäße Batterieanordnung in einem Fahrzeug bekannt, bei der an der Unterseite des Fahrzeugbodens ein Aufnahmeraum vorgesehen ist, in den die Traktionsbatterie von unten montierbar ist. Der Aufnahmeraum ist durch, von einem plattenförmigen Basisabschnitt des Fahrzeugbodens hochgezogene Seitenwände sowie durch eine in Richtung des Fahrzeuginnenraums zurückgesetzte Deckwand definiert. Der Fahrzeugboden ist in an sich bekannter Weise mehrlagig aufgebaut, und zwar mit einem Rohbaublech, das einen, dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Teppich sowie eine Geräuschdämpfungsschicht trägt. Mit der Geräuschdämpfungsschicht kann die Übertragung von Rollgeräuschen sowie anderen Fahrgeräuschen in den Fahrzeuginnenraum reduziert werden.
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Der Aufnahmeraum der Fahrzeugbatterie ragt in der
DE 10 2008 005 929 A1 unter Reduzierung des verfügbaren Bauraums in den Fahrzeuginnenraum hinein. Auf diese Weise wird speziell der im Fahrzeuginnenraum verfügbare Bauraum im Bereich der Batterie-Aufnahmeräume stark reduziert. Dies hat zur Folge, dass die aus ergonomischer Sicht erforderlichen Freiräume zwischen dem Fahrzeugboden und der Sitzstruktur der Fahrzeugsitze bzw. der Rückbank nicht mehr eingehalten werden können.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Batterieanordnung in einem Fahrzeug bereitzustellen, bei der der im Fahrzeuginnenraum verfügbare Bauraum mit einfachen Mitteln, insbesondere ohne Anpassung der Rohbaustruktur, vergrößerbar ist.
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Die Aufgabe der Erfindung ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Die Erfindung beruht auf dem Sachverhalt, dass bei dem mehrlagig aufgebauten Fahrzeugboden speziell die aus dem Teppich und der Geräuschdämpfungsschicht bestehende Materiallage, die fahrzeuginnenseitig vorgesehen ist, eine beachtliche Materialstärke aufweist. Dadurch ist eine vorgegebene Maßkette zwischen der Traktionsbatterie und zum Beispiel der Sitzstruktur der Fahrzeugsitze nur unzureichend einzuhalten, insbesondere im Hinblick darauf; dass ein ausreichend großer Freiraum zwischen dem Fahrzeugboden und der Sitzstruktur aus ergonomischen Gründen nicht unterschritten werden soll. Vor diesem Hintergrund ist die Geräuschdämpfungsschlcht erfindungsgemäß nicht mehr auf der, dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Seite des Rohbaubleches angeordnet. Dadurch wird auf der, dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Seite des Rohbaubleches zusätzlicher Bauraum gewonnen, mit dem der Freiraum zur Sitzstruktur in einfacher Weise eingehalten werden kann. Um trotzdem eine Geräuschentwicklung im Fahrzeuginnenraum zu vermeiden, ist erfindungsgemäß die Geräuschdämpfungsschicht auf der, dem Fahrzeuginnenraum abgewandten Seite des Rohbaubleches angeordnet, und zwar in einem Montagefreigang zwischen der Traktionsbatterie und dem Rohbaublech. Der Montagefreigang ist zum Ausgleich von Montagetoleranzen erforderlich, die sich beim Einbau der Traktionsbatterie in den Aufnahmeraum ergeben. Erfindungsgemäß wird daher der ohnehin zum Toleranzausgleich vorhandene Montagefreigang genutzt, um die Geräuschdämpfungsschicht bauraumgünstig unterzubringen.
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Für das elektrisch angetriebene Fahrzeug kann ein Fahrzeug-Rohbau verwendet werden, der ursprünglich für verbrennerspezifische Elemente eines herkömmlichen Antriebs ausgelegt ist. In diesem Fall kann der Traktionsbatterie-Aufnahmeraum durch einen in der Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Mitteltunnel bereitgestellt werden. Der Mitteltunnel kann im Bereich unterhalb der Fahrzeugsitze bzw. unterhalb der Rücksitzbank seitlich ausgeweitet sein, um den verfügbaren Aufnahmeraum zu erhöhen. Der so bereitgestellte, in den Fahrzeuginnenraum einragende Aufnahmeraum ist daher durch, von einem plattenförmigen Basisabschnitt des Fahrzeugbodens hochgezogene Seitenwände sowie durch eine Deckwand begrenzt, die in Richtung des Fahrzeuginnenraums vom Fahrzeugboden-Basisabschnitt zurückgesetzt ist. Zusätzlich kann der Aufnahmeraum bodenseitig durch ein Abdeckelement, etwa durch eine bodenseitige Tragschale oder dergleichen begrenzt sein.
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Erfindungsgemäß kann daher die Geräuschdämpfungsschicht den Aufnahmeraum für die Traktionsbatterie zumindest teilweise, insbesondere vollständig außenseitig auskleiden. Auf eine zusätzliche fahrzeuginnenseitige Geräuschdämpfungsschicht im Bereich des Aufnahmeraumes kann daher verzichtet werden. Sofern es der im Fahrzeuginnenraum verfügbare Bauraum zulässt, kann jedoch zusätzlich zur oben erwähnten äußeren Geräuschdämpfungsschicht auch eine innenseitige, zweite Geräuschdämpfungsschicht vorgesehen werden, die an der, dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Seite des Rohbaubleches anliegt.
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Die äußere Geräuschdämpfungsschicht kann bevorzugt den Montagefreigang über seine Spaltbreite vollständig ausfüllen. Zum Ausgleich der bereits oben erwähnten Montagetoleranzen ist es von Vorteil, wenn die Geräuschdämpfungsschicht nachgiebig mit einer reduzierten Eigensteifigkeit ausgeführt ist, um gegebenenfalls Montagetoleranzen ausgleichen zu können. Bevorzugt kann die Geräuschdämpfungsschicht eine Dämpfungsmatte aus einem Mikrofaser-Vlies (PET-Feinfaser) ausgebildet sein. Eine derartige Dämmmatte weist die oben angestrebte reduzierte Eigensteifigkeit auf. Jedoch ist die Dämmmatte gegen äußere mechanische Einflüsse, beispielsweis Steinschlag, Staub und/oder Feuchtigkeit, empfindlich. Vor diesem Hintergrund ist es bevorzugt, wenn die außenseitige Geräuschdämpfungsschicht zumindest teilweise, insbesondere vollständig nach unten durch die Traktionsbatterie und/oder durch ein Abdeckelement überdeckt ist, das heißt vor äußeren mechanischen Einflüssen geschützt ist. In diesem Fall kann daher eine im Hinblick auf die Geräuschdämpfungs-Funktion optimierte Dämmmatte eingesetzt werden, die nur eine reduzierte Widerstandsfähigkeit gegenüber äußeren mechanischen Einflüssen aufweist.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Geräuschdämpfungsschicht außenseitig auf die Deckwand sowie die Seitenwände des Batterie-Aufnahmeraums aufgespritzt werden. Dadurch können Außenschall-Einwirkungen zwar minimiert werden. Jedoch führt das Aufspritzen zu einer insgesamt gewichtsintensiven Geräuschdämpfungsschicht. Demgegenüber ist es vorteilhaft, die Dämmmatte in einem Vormontageschritt außerhalb des Fahrzeug-Rohbaus zunächst an der Traktionsbatterie zu befestigen. In der Einbaulage ist daher die Dämmmatte lediglich in einer lösbaren Dichtanlage mit dem Rohbaublech.
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Bei Verwendung einer, gegenüber äußeren mechanischen Einflüssen empfindlichen Geräuschdämpfungsschicht ist es von Vorteil, wenn diese nicht durchgängig sowohl im Batterie-Aufnahmeraum als auch am Fahrzeugboden-Basisabschnitt verläuft, sondern vielmehr am Übergang zwischen dem Aufnahmeraum und dem Fahrzeugboden-Basisabschnitt endet. In diesem Fall ist gewährleistet, dass die Geräuschdämpfungsschicht zumindest größtenteils von der Traktionsbatterie und/oder dem bodenseitigen Abdeckelement nach außen überdeckt ist.
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Im Gegensatz zum Aufnahmeraum ist der daran anschließende Fahrzeugboden-Basisabschnitt im Hinblick auf den Bauraum unkritisch. Von daher kann am Fahrzeugboden-Basisabschnitt eine zweite Geräuschdämpfungsschicht vorgesehen sein, die nicht auf der Außenseite des Rohbaublechs angeordnet ist, sondern vielmehr auf der, dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Seite. Die innere Geräuschdämpfungsschicht und die erfindungsgemäße äußere Geräuschdämpfungsschicht können dabei unmittelbar am Übergang zwischen dem Fahrzeugboden-Basisabschnitt und dem Aufnahmeraum aneinander anschließen. Entsprechend ist der Schichtaufbau des Fahrzeugbodens nicht durchgängig identisch gestaltet, sondern unterscheiden sich vielmehr der Fahrzeugboden-Basisabschnitt und der Traktionsbatterie-Aufnahmeraum im Schichtaufbau.
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Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
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Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine stark vereinfachte Übersichtsskizze eines Fahrzeugbodens eines elektrisch betriebenen Fahrzeuges in perspektivischer Ansicht;
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2 eine vergrößerte Schnittdarstellung entlang der Schnittebene I-I aus der 1;
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3 und 4 jeweils Ansichten des Fahrzeugbodens von oben von unten; und
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5 in einer Ansicht entsprechend der 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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In der 1 ist anhand einer grob schematischen Übersichtsskizze der Fahrzeugboden 1 eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs in perspektivischer Darstellung gezeigt. Der Fahrzeugboden 1 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit sowie zur Erläuterung der wesentlichen Aspekte der Erfindung nur stark vereinfacht gezeigt. Zusätzliche Karosserieteile, etwa seitliche Längsträger, oder die Radhäuser an den Vorder- und Hinterachsen sind dagegen weggelassen. So weist der Fahrzeugboden 1 einen in Fahrzeuglängsrichtung x verlaufenden, in den Fahrzeuginnenraum 2 ragenden Mitteltunnel 3 auf. Der Mitteltunnel 3 definiert einen in der Fahrzeuglängsrichtung x langgestreckten Aufnahmeraum 5 für die Traktionsbatterie 7. Der Mitteltunnel 3 ist gemäß der 1 mit Ausbuchtungen 9 in der Fahrzeugquerrichtung y seitlich erweitert. Die Ausbuchtungen 9 erstrecken sich unterhalb von in der 1 gestrichelt angedeuteten Fahrzeugsitzen 10 bzw. unterhalb einer Rückbank 11.
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Mit Bezug auf die 2 ist nachfolgend die Anordnung der Traktionsbatterie 7 unterhalb des Fahrzeugbodens 1 näher veranschaulicht. Demzufolge bildet die in der 2 gezeigte, in den Fahrzeuginnenraum 2 ragende Ausbuchtung 9 unterseitig den Aufnahmeraum 5 für die Traktionsbatterie 7. Die Traktionsbatterie 7 besteht in an sich bekannter Weise durch hier nicht näher gezeigte Batteriezellen 6, die in einem Batteriekasten 13 angeordnet sind. Der Batteriekasten 13 weist schalenförmige Unter- und Oberteile 15, 17 auf, die an einem seitlich abragenden, umlaufenden Verbindungsflansch 19 miteinander verbunden sind. In der 2 ist die Traktionsbatterie 7 über diese seitlichen Verbindungsflansche 19 in nicht näher gezeigter Weise beispielsweise in Schraubverbindung mit dem Fahrzeugboden 1. Alternativ kann die Traktionsbatterie 7 zusätzlich noch in einer käfigartigen Trägerstruktur eingefasst sein und ist die Traktionsbatterie 7 über diese Trägerstruktur am Fahrzeugboden 1 befestigt. Wie aus der 2 weiter hervorgeht, ist der Batterie-Aufnahmeraum 5 begrenzt durch, von einem plattenförmigen Basisabschnitt 23 des Fahrzeugbodens 1 hochgezogene Seitenwände 24. Die Seitenwände 24 gehen in eine obere Deckwand 25 über. Diese ist mit Bezug auf den Fahrzeugboden-Basisabschnitt 23 in Richtung Fahrzeuginnenraum 2 zurückgesetzt.
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Wie aus der 2 weiter hervorgeht, ist der Fahrzeugboden 1 mehrlagig aufgebaut, und zwar mit einem Rohbaublech 27 sowie mit einem Teppich 28, der auf der, dem Fahrzeuginnenraum 2 zugewandten Seite des Rohbaubleches 27 angeordnet ist. Im Bereich des Aufnahmeraums 5 ist der Teppich 28 – ohne Zwischenlage einer Geräuschdämpfungsschicht – unmittelbar auf dem Rohbaublech 27 angeordnet. Anstelle dessen ist im Aufnahmeraum 5 eine äußere Geräuschdämpfungsschicht 29 auf der, dem Fahrzeuginnenraum 2 abgewandten Seite in Anlage mit dem Rohbaublech 27. Die Geräuschdämpfungsschicht 29 füllt einen Montagefreigang m (2) zwischen der Traktionsbatterie 7 sowie den Deck- und Seitenwänden 24, 25 des Aufnahmeraums 5 vollständig aus. Der Aufnahmeraum 5 ist daher vollständig mit der äußeren Geräuschdämpfungsschicht 29 ausgekleidet.
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Der Montagefreiraum m ist zum Ausgleich von Montagetoleranzen erforderlich, die sich beim Einbau der Traktionsbatterie 7 in den nach unten offenen Aufnahmeraum 5 ergeben können.
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Entsprechend nachgiebig sowie mit reduzierter Eigensteifigkeit ist die äußere Geräuschdämpfungsschicht 29 ausgeführt.
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In der 2 endet die äußere Geräuschdämpfungsschicht 29 unmittelbar an der Übergangskante 31 zwischen der Seitenwand 24 und dem Fahrzeugboden-Basisabschnitt 23. Im Anschluss daran erfolgt die Geräuschreduzierung mit einer zweiten Geräuschdämpfungsschicht 33. Diese ist im Unterschied zur äußeren Geräuschdämpfungsschicht 29, auf der dem Fahrzeuginnenraum 2 zugewandten Seite des Rohbaubleches 27 angeordnet. Die zweite Geräuschdämpfungsschicht 33 bildet bevorzugt zusammen mit dem Teppich 28 eine einstückige Verbundmaterialschicht mit entsprechend großer Materialstärke.
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Um einen geforderten Freiraum f (2) zwischen dem Fahrzeugsitz 10 und dem Fahrzeugboden 1 einzuhalten, ist daher erfindungsgemäß im Bereich des Aufnahmeraums 5 auf eine innenseitige Geräuschdämpfungsschicht verzichtet. Dadurch wird auf der Fahrzeuginnenseite 2 Bauraum gewonnen, mit dem der Freiraum f vergrößerbar ist. Anstelle dessen ist im Bereich des Aufnahmeraums 5 die Geräuschdämpfungsschicht 29 auf die Außenseite des Rohbaublechs 27 verlegt, d. h. auf die Unterseite des Rohbaublechs 27.
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Der Fahrzeugboden-Schichtaufbau im Bereich des Aufnahmeraums 5 unterscheidet sich daher zwar von dem des Fahrzeugboden-Basisabschnitts 23. Jedoch ist der Fahrzeugboden 1 durchgängig sowie vollflächig mit entweder der äußeren Geräuschdämpfungsschicht 29 oder der inneren Geräuschdämpfungsschicht 33 überdeckt. So ist in der 3 in einer Ansicht ausgehend von der Fahrzeuginnenseite 2 der Flächenbereich der inneren Geräuschdämpfungsschicht 33 gezeigt, die fahrzeuginnenseitig am Fahrzeugboden-Basisabschnitt 23 angeordnet ist. Die Geräuschdämpfungsschicht 33 ist im Bereich des Mitteltunnels 3 sowie der seitlichen Ausbuchtungen 9 ausgespart. Demgegenüber ist gemäß der 4 (zeigt die Unterseite des Fahrzeugbodens 1) im Bereich des Mitteltunnels 3 sowie der seitlichen Ausbuchtungen 9 die äußere Geräuschdämpfungsschicht 29 angeordnet. Auf diese Weise ist eine durchgängig wirksame Geräuschdämpfung über den gesamten Fahrzeugboden 1 gewährleistet.
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In der 5 ist in einer Ansicht entsprechend der 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Batterieanordnung gezeigt. Der grundsätzliche Aufbau dieser Batterieanordnung ist identisch mit dem in der 2 gezeigten Aufbau. Im Unterschied zur 2 ist in der 5 die äußere Geräuschdämpfungsschicht 29 bis über die Übergangskante 31 hinaus in den Fahrzeugboden-Basisabschnitt 23 hineingeführt. Die Geräuschdämpfungsschicht 29 überragt dabei den Verbindungsflansch 19 nach außen mit einem nach unten freigelegten Randbereich. Der freigelegte Randbereich und die Traktionsbatterie 7 sind in der 5 mit einem bodenseitigen Abdeckelement 35 überdeckt, das sowohl die Geräuschdämpfungsschicht 29 als auch die Traktionsbatterie 7 vor äußeren mechanischen Einflüssen schützt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008005929 A1 [0003, 0004]
