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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Batterietrageinrichtung für Fahrzeuge, die ein Batteriepaket in einem unteren Teil einer Fahrzeugkarosserie trägt, und betrifft insbesondere eine Einrichtung, mit der sich sowohl eine Crash-Strecke bei einem Seitenaufprall als auch eine Batterieunterbringungskapazität sicherstellen lassen.
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2. Beschreibung des einschlägigen Standes der Technik
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In einem Elektrofahrzeug, wie z. B. einem hybridelektrischen Fahrzeug mit Verbrennungsmotor, einem Plug-in-Hybridfahrzeug bzw. Steckdosen-Hybridfahrzeug oder einem Elektro-Auto, muß eine große Anzahl von Sekundärbatterien, wie z. B. Lithiumionen-Batterien oder Nickel-Wasserstoff-Batterien, untergebracht werden.
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Die Batterien werden in dem Fahrzeug in Form eines Batteriepakets angeordnet, in dem eine Vielzahl von Batteriezellen in einem Gehäuse untergebracht ist.
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Unter den jeweiligen Bestandteilen des Fahrzeugs hat das Batteriepaket ein vergleichsweise hohes Gewicht, und aus diesem Grund wurde der Vorschlag gemacht, das Batteriepaket in einem Zwischenraum zwischen dem linken und dem rechten seitlichen Rahmen an der Unterseite einer Bodenplatte anzubringen, die eine Bodenfläche eines Fahrgastraums bildet, um den Schwerpunkt des Fahrzeugs nach unten zu verlagern und auf diese Weise günstige Fahreigenschaften und dergleichen sicherzustellen.
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Die ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung
JP-A-H6-261 422 beschreibt z. B. ein Elektro-Auto, bei dem ein Batteriepaket in einem Bereich zwischen einem linken und einem rechten seitlichen Rahmen eines unteren Teils einer Fahrzeugkarosserie unter einer Bodenplatte angebracht ist.
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Bei diesem Typ von Batteriepaket muß sichergestellt werden, dass das Gehäuse auch bei einem Aufprall des Fahrzeugs nicht zerstört wird, so dass die Batteriezellen geschützt werden.
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Als eine einschlägige Technik, die sich mit einer Batterietrageinrichtung befaßt, die im Hinblick auf einen Seitenaufprall ausgebildet ist, beschreibt die
JP-A-2008-184 015 beispielsweise das Anordnen eines Trägers zwischen Batterien einer oberen Stufe und Batterien einer unteren Stufe, so dass der Träger durch das Gewicht der Batterien in der oberen Stufe in einer Flachlegerichtung wiederhergestellt werden kann.
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Wenn das Verhalten des Fahrzeugs während eines Seitenaufpralls berücksichtigt wird, ist es wichtig, eine Crash-Strecke bzw. ein Crash-Volumen sicherzustellen, indem eine derartige Verformung der Fahrzeugkarosserie veranlaßt wird, dass der seitliche Rahmen in Fahrzeugbreitenrichtung nach innen gedrückt wird, um dadurch Energie zu absorbieren.
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Wenn ein Freiraum zwischen dem Batteriepaket und dem seitlichen Rahmen vergrößert wird, um ein zulässiges Ausmaß einer Verlagerung in seitlicher Richtung bei dem Seitenrahmen sicherzustellen, wird die maximale Ladekapazität des Batteriepakets geringer, so dass es schwierig wird, eine Batteriekapazität sicherzustellen, die zum Erzielen einer guten Fahrzeugleistung erforderlich ist.
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In einer Situation, in der sich ein ausreichendes Crash-Volumen nur schwer sicherstellen läßt, muß die Festigkeit der Komponenten, wie z. B. der seitlichen Rahmenelemente und der seitlichen Türschwellen, zum Absorbieren einer Eingangsbelastung erhöht werden, wobei dies zu einer Erhöhung des Gewichts und der Kosten sowie zu Einbußen im Hinblick auf einen sparsamen Kraftstoffverbrauch sowie die Fahreigenschaften führt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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In Anbetracht der vorstehend geschilderten Probleme besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer Batterietrageinrichtung für ein Fahrzeug, mit der sich sowohl eine Crash-Strecke bzw. Crash-Volumen in bezug auf einen Seitenaufprall als auch eine Batterieunterbringungskapazität sicherstellen lassen.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Batterietrageinrichtung für ein Fahrzeug geschaffen. Die Batterietrageinrichtung für ein Fahrzeug weist folgendes auf: ein Batteriepaket, das unter Anordnung einer Sekundärbatterie in einem Gehäuse gebildet ist und in einem unteren Teil einer Fahrzeugkarosserie angeordnet ist; sowie einen verformbaren Träger, der das eine Ende des Batteriepakets in Fahrzeugbreitenrichtung trägt.
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Der verformbare Träger verformt sich in Reaktion auf eine Eingangsbelastung von dem einen Ende des Batteriepakets in der Fahrzeugbreitenrichtung, wobei dadurch das andere Ende des Batteriepakets dazu veranlaßt wird, sich in einer Belastungseingangsrichtung zu bewegen und sich relativ zu der Fahrzeugkarosserie nach unten zu bewegen.
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Das andere Ende des Batteriepakets ist somit derart abgestützt, dass es sich in der Belastungseingangsrichtung bewegen kann, und auf diese Weise kann das Batteriepaket in der Fahrzeugbreitenrichtung bewegt werden, während die Fahrzeugkarosserie ansprechend auf eine von dem einen Ende her wirkende Eingangsbelastung in der Fahrzeugbreitenrichtung verlagert wird. Auf diese Weise kann eine Crash-Strecke sichergestellt werden.
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Hierdurch kann die Breite des Batteriepakets im Vergleich zu einem Fall ohne Verwendung der vorliegenden Erfindung vergrößert werden, so dass keine Notwendigkeit besteht, die vertikale Dimension des Batteriepakets zum Sicherstellen der Ladekapazität des Batteriepakets zu vergrößern.
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Indem ferner das andere Ende des Batteriepakets bei einem Aufprall zur Ausführung einer Bewegung nach unten veranlaßt wird, kann eine störende Beeinträchtigung im Hinblick auf andere, die Bewegung in der Fahrzeugbreitenrichtung begleitende Komponenten verhindert werden.
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Vorzugsweise besitzt der verformbare Träger eine Rotationseinheit, die ein mit der Fahrzeugkarosserie gekoppeltes karosserieseitiges Ende sowie ein mit dem Batteriepaket gekoppeltes batterieseitiges Ende an ihren beiden Enden aufweist, wobei das karosserieseitige Ende vor einer Kollision in einer höheren Position als das batterieseitige Ende sowie in einer von dem Batteriepaket in der Fahrzeugbreitenrichtung entfernt gelegenen Position angeordnet ist.
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Die Rotationseinheit führt in Reaktion auf eine auf das Batteriepaket in der Fahrzeugbreitenrichtung wirkende Eingangsbelastung eine derartige rotationsmäßige Bewegung aus, dass sich das batterieseitige Ende nach unten sowie in der Fahrzeugbreitenrichtung im wesentlichen in Ausrichtung mit einer Belastungseingangsrichtung bewegt.
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Auf diese Weise können die vorstehend geschilderten Wirkungen unter Verwendung einer einfachen Konfiguration in zuverlässiger Weise erzielt werden.
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Vorzugsweise ist der verformbare Träger dadurch gebildet, dass die Rotationseinheit in integraler Weise mit einem Fixierelement ausgebildet ist, das die Rotationseinheit an der Fahrzeugkarosserie oder dem Batteriepaket befestigt, wobei die Rotationseinheit eine Rotationsbewegung ausführt, wenn eine mit dem Fixierelement gekoppelte Stelle eine Biegung erfährt.
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Hierdurch können die vorstehend geschilderten Wirkungen mit einer einfachen Konfiguration erzielt werden, die eine geringe Anzahl von Komponenten aufweist.
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Vorzugsweise besitzt das Batteriepaket ein erstes Ende, das in der Nähe eines seitlichen Rahmens des Fahrzeugs angeordnet ist, sowie ein zweites Ende, das relativ zu dem ersten Ende auf der Seite eines Fahrzeugzentrums angeordnet ist, wobei der verformbare Träger das zweite Ende trägt.
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Indem das Batteriepaket dazu veranlaßt wird, sich in Richtung auf die Seite des Zentrums der Fahrzeugkarosserie (in Richtung auf die Seite eines Bodentunnels) zu bewegen, wenn ein Seitenaufprall des Fahrzeugs stattfindet, kann eine Crash-Strecke bzw. ein Crash-Volumen sichergestellt werden, die bzw. das eine Bewegung des seitlichen Rahmens zuläßt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine von einer Unterbodenseite betrachtete, schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug, das eine Ausführungsform einer Batterietrageinrichtung für ein Fahrzeug aufweist, bei dem die vorliegende Erfindung verwendet wird;
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2 eine Schnittdarstellung entlang von Pfeilen II-II in 1; und
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3 eine vergrößerte Darstellung eines Bereichs III in 2, wobei
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3(a) einen Zustand vor einer Kollision zeigt und
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3(b) einen Zustand nach einer Kollision zeigt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe der Schaffung einer Batterietrageinrichtung für ein Fahrzeug, mit der sich sowohl ein Crash-Volumen hinsichtlich eines Seitenaufpralls als auch eine Batterieunterbringungskapazität sicherstellen lassen, indem eine in Fahrzeugbreitenrichtung innere Seite eines Batteriepakets unter Verwendung eines verformbaren Trägers abgestützt ist, der sich bei einer Kollision verformt, so dass sich das Batteriepaket in Fahrzeugbreitenrichtung nach innen sowie in Relation zu der Fahrzeugkarosserie nach unten bewegen kann.
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Ausführungsbeispiel
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel einer Batterietrageinrichtung für ein Fahrzeug beschrieben, bei der die vorliegende Erfindung angewendet wird.
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Die Batterietrageinrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird zum Tragen bzw. Halten eines Batteriepakets dem einem Boden eines Personenkraftwagens verwendet, bei dem es sich z. B. um ein hybridelektrisches Fahrzeug mit Benzinmotor handelt.
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1 zeigt eine schematische, von der Unterbodenseite betrachtete Draufsicht auf ein Fahrzeug, das ein Ausführungsbeispiel einer Batterietrageinrichtung für ein Fahrzeug aufweist, bei dem die vorliegende Erfindung zur Anwendung kommt.
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Die 2 zeigt eine Schnittdarstellung entlang von Pfeilen eines Bereichs II-II in der 1.
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Bei einem Fahrzeug 1 handelt es sich um einen Personenkraftwagen mit vier Rädern, der ein linkes und ein rechtes Vorderrad FW sowie ein linkes und ein rechtes Hinterrad RW aufweist, die ein jeweiliges Räderpaar bilden.
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Das Fahrzeug 1 besitzt eine Fahrzeugkarosserie 10, eine vordere Aufhängung 20, eine hintere Aufhängung 30, einen Motor 40, ein Getriebe 50, eine Kardanwelle 60, ein hinteres Differential 70, einen Kraftstofftank 80, ein Auspuffrohr 90, ein rechtes Batteriepaket 100, ein linkes Batteriepaket 110 usw.
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Die Fahrzeugkarosserie 10 weist eine Bodenplatte 11, einen Frontrahmen 12, einen seitlichen Rahmen 13, einen vorderen Unterrahmen 14, einen hinteren Unterrahmen 15 usw. auf.
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Bei der Bodenplatte 11 handelt es sich um ein Element, das eine Bodenfläche einer Fahrgastzelle zum Befördern von Insassen und dergleichen bildet und in Form einer im wesentlichen ebenen Platte ausgebildet ist, die im wesentlichen horizontal angeordnet ist.
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Ein Bodentunnel 11a, der als Aussparungsbereich dient, in dem die Kardanwelle und das Auspuffrohr untergebracht sind, ist in einem zentralen Bereich der Bodenplatte 11 in Fahrzeugbreitenrichtung derart gebildet, dass er sich in der Fahrzeuglängsrichtung erstreckt.
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Wie ferner in 2 gezeigt, ist ein Vorsprungbereich 11b jeweils an der linken und der rechten Seite des Bodentunnels 11a vorgesehen, und an dem Vorsprungbereich 11b sind Träger befestigt, an denen das linke Batteriepaket 100 und das rechte Batteriepaket 110 aufgehängt sind, wie dies im folgenden noch erläutert wird.
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Der Vorsprungbereich 11b ist dadurch gebildet, dass ein Teil der Bodenplatte 11 nach unten vorstehend ausgebildet ist.
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Bei dem Frontrahmen 12 handelt es sich um ein Konstruktionselement, das derart ausgebildet ist, dass es sich von einem vorderen Ende der Bodenplatte 11 bis zu der Vorderseite des Fahrzeugs erstreckt.
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Der Frontrahmen 12 ist z. B. balkenförmig mit rechteckigem, geschlossenen Querschnitt ausgebildet.
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Der Frontrahmen 12 ist in Form eines Rahmenpaares vorgesehen, das in Fahrzeugbreitenrichtung getrennt ist.
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Bei dem seitlichen Rahmen 13 handelt es sich um ein balkenförmiges Element mit geschlossenem Querschnitt, das an jedem seitlichen Ende der Bodenplatte 11 vorgesehen ist und sich in der Fahrzeuglängsrichtung erstreckt.
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Der vordere Unterrahmen 14 ist ein rahmenförmiges Konstruktionselement, das über einen unteren Bereich des linken und des rechten Frontrahmens 12 hinweg vorgesehen ist und als Basis dient, an der die vordere Aufhängung 20, der Motor 40 usw. angebracht sind.
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Der hintere Unterrahmen 15 ist ein rahmenförmiges Konstruktionselement, das an einem unteren hinteren Bereich des Fahrzeugs vorgesehen ist und als Basis dient, an der die hintere Aufhängung 30, das hintere Differential 70 usw. angebracht sind.
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Die vordere Aufhängung 20 wird zum Tragen eines Nabenlagers verwendet, das die Vorderräder FW drehbar trägt, so dass diese eine Hubbewegung relativ zu der Fahrzeugkarosserie ausführen können.
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Die vordere Aufhängung 20 besitzt ein Gehäuse, in dem das Nabenlager untergebracht ist, einen Aufhängungsarm, der das Gehäuse mit dem vorderen Unterrahmen 14 koppelt, eine Aufhängungsfeder und ein Dämpfungselement, die eine Federreaktionskraft und eine Dämpfungskraft in Abhängigkeit von einer Hubbewegung erzeugen, usw.
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Die hintere Aufhängung 30 wird zum Tragen eines Nabenlagers verwendet, das die Hinterräder RW drehbar trägt, so dass diese eine Hubbewegung relativ zu der Fahrzeugkarosserie ausführen können.
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Die hintere Aufhängung 30 besitzt ein Gehäuse, in dem das Nabenlager untergebracht ist, einen Aufhängungsarm, der das Gehäuse mit dem hinteren Unterrahmen 15 koppelt, eine Aufhängungsfeder und ein Dämpfungselement, die eine Federreaktionskraft und eine Dämpfungskraft in Abhängigkeit von einer Hubbewegung erzeugen, usw.
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Bei dem Motor 40 handelt es sich z. B. um einen Vierzylinder-Boxer-Benzinmotor, der als Antriebskraftquelle des Fahrzeugs 1 dient.
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Der Motor 40 ist in Längsrichtung zwischen dem linken und dem rechten Frontrahmen 12 angeordnet und auf einem oberen Bereich des vorderen Unterrahmens 14 angebracht.
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Das Getriebe 50 dient zum Schalten und Abgeben einer Ausgangsleistung des Motors 40.
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Ferner weist das Getriebe 50 einen Motor/Generator, der eine regenerative Energieerzeugung während eines Bremsvorgangs, eine Antriebsunterstützung während einer Beschleunigung usw. ausführt, eine Allradantriebs-Transfereinrichtung zum Verteilen der Antriebskraft auf die Seite der Vorderräder und der Hinterräder, einen abschließenden Untersetzungsmechanismus sowie ein vorderes Differential, das die Antriebskraft zu dem linken und dem rechten Vorderrad verteilt, usw. auf.
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Das Getriebe 50 ist mit einem hinteren Ende des Motors 40 verbunden und in dem Bodentunnel 11a auf seiner Vorderseite angeordnet,
Die Kardanwelle 60 ist eine Kraftübertragungswelle, die zwischen einem hinteren Ende des Getriebes 50 und einem vorderen Ende des hinteren Differentials 70 vorgesehen ist, um eine hinterradseitige Ausgangskraft des Getriebes 50 zu dem hinteren Differential 70 zu übertragen.
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Das hintere Differential 70 wird zum Untersetzen einer Rotation der Kardanwelle 60 und zum Übertragen der untersetzten Rotation zu dem linken und dem rechten Hinterrad RW verwendet und besitzt einen abschließenden Untersetzungsmechanismus, ein hinteres Differential usw.
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Bei dem Kraftstofftank 80 handelt es sich um einen Behälter zum Aufnehmen von Benzin oder dergleichen, wie es z. B. als Kraftstoff für den Motor 40 verwendet wird, wobei der Kraftstofftank 80 unter der Bodenplatte 11 an der Vorderseite des hinteren Unterrahmens 15 angeordnet ist.
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Das Auspuffrohr 90 wird dazu verwendet, von dem Motor 40 abgegebenes, verbranntes Gas (Abgas) zur Außenseite des Fahrzeugs abzuführen, und ist derart angeordnet, dass es sich von der Innenseite des Bodentunnels 11a unter dem Kraftstofftank 80 hindurch zu einem hinteren Ende des Fahrzeugs erstreckt.
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Ein katalytischer Wandler 91 und ein Schalldämpfer bzw. Auspufftopf 92 sind von der strömungsaufwärtigen Seite her nacheinander in einem mittleren Bereich des Auspuffrohrs 90 angeordnet.
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Der katalytische Wandler 91 besitzt einen Dreiwegekatalysator, der z. B. in dem Abgas enthaltenes HC, NOx und CO reinigt. Der katalytische Wandler 91 ist derart angeordnet, dass er z. B. in einem in einem unteren Bereich des Kraftstofftanks 80 gebildeten Aussparungsbereich untergebracht ist.
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Der Schalldämpfer 92 wird zum Reduzieren von Geräusch durch Reduzieren der akustischen Energie des Abgases verwendet. Der Schalldämpfer 92 ist z. B. an der Unterbodenseite an dem hinteren Ende des Fahrzeugs rückwärts von dem hinteren Unterrahmen 15 angeordnet.
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Das rechte Batteriepaket 100 und das linke Batteriepaket 110 speichern von dem Motor/Generator während der regenerativen Energieerzeugung erzeugte Energie und führen Energie zum Antreiben des Motors/Generators zu.
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Das rechte Batteriepaket 100 und das linke Batteriepaket 110 sind z. B. durch Unterbringen einer Vielzahl von Batteriezellen C in einem Metallgehäuse gebildet.
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Wie in 2 gezeigt, weisen das rechte Batteriepaket 100 und das linke Batteriepaket 110 bei Betrachtung in der Fahrzeuglängsrichtung eine im wesentlichen rechteckige Querschnittsform auf, wobei sie jeweils Flansche F besitzen, die von beiden Enden in Fahrzeugbreitenrichtung in einer mittleren Höhenposition in horizontaler Richtung wegragen (wobei der Flansch an einer in der Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Seite von dem rechten Batteriepaket 100 in der Zeichnung nicht dargestellt ist).
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Die jeweiligen oberen Oberflächen des rechten Batteriepakets 100 und des linken Batteriepakets 110 sind derart angeordnet, dass sie einer unteren Oberfläche der Bodenplatte 11 über einen vorbestimmten Zwischenraum hinweg zugewandt gegenüberliegen.
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Das rechte Batteriepaket 100 und das linke Batteriepaket 110 sind dadurch gehaltert, dass die Flansche F an Trägern aufgehängt sind.
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Im folgenden wird eine Trageinrichtung für das linke Batteriepaket 110 als repräsentatives Beispiel beschrieben.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass das rechte Batteriepaket 100 von einer Trageinrichtung getragen ist, die in der horizontalen Richtung im wesentlichen symmetrisch zu der Trageinrichtung des linken Batteriepakets 110 ist.
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Wie in 2 gezeigt, ist das linke Batteriepaket 110 an einem äußeren Träger 120 und einem inneren Träger 130 aufgehängt.
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Der äußere Träger 120 wird zum Tragen eines in der Fahrzeugbreitenrichtung außenseitigen Endes (Ende auf der Seite des seitlichen Rahmens 13) des linken Batteriepakets 110 verwendet.
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Der äußere Träger 120 weist ein karosserieseitiges Fixierelement 121, ein batterieseitiges Fixierelement 122, ein Kopplungselement 123 usw. auf.
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Bei dem karosserieseitigen Fixierelement 121 handelt es sich um ein Teil, das an einer unteren Oberfläche des seitlichen Rahmens 13 befestigt ist. Das karosserieseitige Fixierelement 121 ist in Form einer ebenen Plattenfeder ausgebildet und im wesentlichen horizontal angeordnet.
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Das karosserieseitige Fixierelement 121 wird z. B. durch Befestigen einer Schraube B an einer an dem seitlichen Rahmen 13 festgelegten Schweißmutter festgelegt.
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Bei dem batterieseitigen Fixierelement 122 handelt es sich um ein Teil, das an einer unteren Oberfläche des in Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Seitenflansches F des linken Batteriepakets 110 festgelegt ist. Das batterieseitige Fixierelement 122 ist in Form einer ebenen Platte ausgebildet und im wesentlichen horizontal angeordnet.
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Bei dem Kopplungselement 123 handelt es sich um ein Element zum Koppeln eines in Fahrzeugbreitenrichtung innenseitigen Endes des karosserieseitigen Fixierelements 121 mit einem in Fahrzeugbreitenrichtung außenseitigen Ende des batterieseitigen Fixierelements 122.
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Ein auf der Seite des karosserieseitigen Fixierelements 121 gelegenes Ende des Kopplungselements 123 ist oberhalb sowie in der Fahrzeugbreitenrichtung außenseitig von einem Endbereich auf der Seite des batterieseitigen Fixierelements 122 angeordnet.
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Das karosserieseitige Fixierelement 121, das batterieseitige Fixierelement 122 sowie das Kopplungselement 123 sind in integraler Weise ausgebildet, beispielsweise durch Biegen von streifenförmigem Metallblech.
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Der innere Träger 130 wird zum Tragen eines in der Fahrzeugbreitenrichtung innenseitigen Endes (Ende auf der Seite des Bodentunnels 11a) des linken Batteriepakets 110 verwendet.
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Der innere Träger 130 hat die Funktion eines verformbaren Trägers gemäß der vorliegenden Erfindung, der verformt wird, wenn ein Seitenaufprall auf das Fahrzeug stattfindet, so dass sich das linke Batteriepaket 110 nach unten bewegen kann, während es sich in der Fahrzeugbreitenrichtung nach innen bewegt.
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Der innere Träger 130 besitzt ein karosserieseitiges Fixierelement 131, ein batterieseitiges Fixierelement 132, ein Verbindungselement 133 usw.
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Bei dem karosserieseitigen Fixierelement 131 handelt es sich um ein Element, das an dem Vorsprung 11b der Bodenplatte 11 befestigt ist. Das karosserieseitige Fixierelement 131 ist in Form einer ebenen Platte ausgebildet und im wesentlichen horizontal angeordnet.
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Das karosserieseitige Fixierelement 131 ist z. B. durch Befestigen einer Schraube B an einer an dem Vorsprung 11b befestigten Schweißmutter befestigt.
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Bei dem batterieseitigen Fixierelement 132 handelt es sich um ein Element, das an einer oberen Oberfläche des in Fahrzeugbreitenrichtung innenseitigen Flansches F des linken Batteriepakets 110 festgelegt ist. Das batterieseitige Fixierelement 132 ist in Form einer ebenen Platte ausgebildet und im wesentlichen horizontal angeordnet.
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Bei dem Verbindungselement 133 handelt es sich um ein Teil zum Koppeln eines in Fahrzeugbreitenrichtung innenseitigen Endes des karosserieseitigen Fixierelements 131 mit einem in Fahrzeugbreitenrichtung außenseitigen Ende des batterieseitigen Fixierelements.
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Ein auf der Seite des karosserieseitigen Fixierelements 131 befindliches Ende des Verbindungselements 133 ist oberhalb sowie in der Fahrzeugbreitenrichtung innenseitig von einem Ende auf der Seite des batterieseitigen Fixierelements 132 angeordnet.
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Das Verbindungselement 133 hat die Funktion einer Rotationseinheit, die sich rotationsmäßig bewegt, wenn ein Seitenaufprall an dem Fahrzeug auftritt, um dadurch zu bewirken, dass sich das in Fahrzeugbreitenrichtung innenseitige Ende des linken Batteriepakets 110 bei seiner Bewegung in Richtung nach innen in der Fahrzeugbreitenrichtung gleichzeitig auch nach unten bewegt.
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Das karosserieseitige Fixierelement 131, das batterieseitigen Fixierelement 132 und das Verbindungselement 133 sind in integraler Weise z. B. durch Biegen von streifenförmigem Metallblech gebildet.
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Im folgenden wird eine Funktionsweise während eines Aufpralls gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben.
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3 veranschaulicht eine vergrößerte Darstellung eines Bereichs III in 2, wobei 3(a) einen Zustand vor einer Kollision zeigt und 3(b) einen Zustand während einer Kollision zeigt.
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Wie in 3(b) gezeigt ist, erfolgt dann, wenn ein Seitenaufprall stattfindet, bei dem eine Eingangsbelastung in einer Richtung wirkt, die den seitlichen Rahmen 13 in Fahrzeugbreitenrichtung nach innen drückt, eine Bewegung des seitlichen Rahmens 13 zur Seite des Bodentunnels 11a, während gleichzeitig ein dem seitlichen Rahmen 13 benachbarter Bereich der Bodenplatte 11 verformt wird.
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Während der Bewegung des seitlichen Rahmens 13 wird das linke Batteriepaket 110 gegen den äußeren Träger 120 gedrückt, so dass es in der Fahrzeugbreitenrichtung nach innen verlagert wird.
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Dabei erfolgt eine plastische Verformung in einem Bereich des Verbindungselements 133 des inneren Trägers 130, der das karosserieseitige Fixierelement 131 mit dem batterieseitigen Fixierelement 132 verbindet, und als Ergebnis hiervon führt das Verbindungselement 133 eine Rotationsbewegung um das Ende auf der Seite des karosserieseitigen Fixierelements 131 aus, so dass sich das Ende auf der Seite des batterieseitigen Fixierelements 132 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 nach unten bewegt und gleichzeitig in Fahrzeugbreitenrichtung nach innen verschoben wird.
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Das in Fahrzeugbreitenrichtung innenseitige Ende des linken Batteriepakets 110 bewegt sich nach unten und wird zusammen mit dem batterieseitigen Fixierelement 132 des inneren Trägers 130 in Fahrzeugbreitenrichtung nach innen verschoben, und wird somit daran gehindert, mit anderen Komponenten zu kollidieren und dergleichen.
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Wie vorstehend beschrieben, kann gemäß diesem Beispiel durch Abstützen des in Fahrzeugbreitenrichtung innenseitigen Endes des Batteriepakets unter Verwendung des inneren Trägers mit dem Kopplungselement, das eine Rotationsbewegung ausführen kann und somit das in der Fahrzeugbreitenrichtung innenseitige Ende zum Ausführen einer Bewegung nach unten gleichzeitig mit einer Verschiebung in der Fahrzeugbreitenrichtung nach innen veranlassen kann, das Batteriepaket in der Fahrzeugbreitenrichtung nach innen bewegt werden, während die Fahrzeugkarosserie in Abhängigkeit von einer bei einem Seitenaufprall erzeugten Eingangsbelastung von der in Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Seite verformt wird. Infolgedessen kann eine Crash-Strecke sichergestellt werden.
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Da das in der Fahrzeugbreitenrichtung innenseitige Ende des Batteriepakets zum Ausführen einer Bewegung nach unten veranlaßt wird, kann eine Kollision des Batteriepakets mit anderen Komponenten, wie z. B. der Kardanwelle, verhindert werden. Auf diese Weise kann eine Situation verhindert werden, bei der das Batteriepaket beschädigt wird, indem es zwischen anderen Komponenten eingeklemmt wird.
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Weiterhin werden die vorstehend beschriebenen Wirkungen unter Verwendung des integralen inneren Trägers erzielt, der durch Ausbilden von karosserieseitigen und batterieseitigen Kopplungselementen an den jeweiligen Enden der Rotationseinheit (Kopplungseinrichtung) gebildet ist, so dass ein Anstieg hinsichtlich der Anzahl der Komponenten vermieden werden kann und eine einfache Konstruktion erzielt werden kann.
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Modifizierte Beispiele
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel beschränkt, sondern es können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden, die im technischen Umfang der vorliegenden Erfindung liegen.
- (1) Formgebungen, Strukturen, Anordnungen, Materialien, Herstellungsverfahren usw. der jeweiligen Elemente, die die Batteriepaket-Trageinrichtung für ein Fahrzeug bilden, sind nicht auf die vorstehend beschriebenen Beispiele beschränkt und können in geeigneter Weise modifiziert werden.
- (2) In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel befinden sich die Batteriepakete auf der linken und der rechten Seite des Bodentunnels, jedoch kann eine Batterie auch in einem zentralen Bereich der Fahrzeugkarosserie untergebracht werden. In diesem Fall werden das linke und das rechte Ende durch Träger mit einer derartigen Rotationseinheit getragen, dass bei einem Seitenaufprall das Batteriepaket von der Rotationseinheit des Trägers auf eine gegenüberliegende Seite von einer Lasteingangsseite bewegt werden kann.
- (3) Bei dem Fahrzeug gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel handelt es sich z. B. um ein hybridelektrisches Fahrzeug mit Verbrennungsmotor, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern sie kann auch bei einem Steckdosen-Hybridfahrzeug, das von einer Stromversorgungseinrichtung aufgeladen werden, oder bei einem anderen Typ eines Elektrofahrzeugs verwendet werden kann, wie z. B. einem Elektro-Auto, das Antriebsleistung ausschließlich von einem Elektromotor bezieht.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrzeugkarosserie
- 11
- Bodenplatte
- 11b
- Bodentunnel
- 11b
- Vorsprungbereich
- 12
- Frontrahmen
- 13
- seitlicher Rahmen
- 14
- vorderer Unterrahmen
- 15
- hinterer Unterrahmen
- 20
- vordere Aufhängung
- 30
- hintere Aufhängung
- 40
- Motor
- 50
- Getriebe
- 60
- Kardanwelle
- 70
- hinteres Differential
- 80
- Kraftstofftank
- 90
- Auspuffrohr
- 91
- katalytischer Wandler
- 92
- Schalldämpfer
- 100
- rechtes Batteriepaket
- 110
- linkes Batteriepaket
- 120
- äußerer Träger
- 121
- karosserieseitiges Fixierelement
- 122
- batterieseitiges Fixierelement
- 123
- Kopplungselement
- 130
- innerer Träger
- 131
- karosserieseitiges Fixierelement
- 132
- batterieseitiges Fixierelement
- 133
- Verbindungselement
- B
- Schraube
- C
- Zelle
- F
- Flansch
- FW
- Vorderrad
- RW
- Hinterrad
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 261422 A [0005]
- JP 2008-184015 A [0007]
