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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugheckstruktur für ein Fahrzeug, das mit einer Batterie ausgerüstet ist.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Fahrzeuge wie Automobile sind mit Batterien ausgerüstet. Bei Automobilen mit Benzinmotor wird eine Batterie beispielsweise zum Drehen des Anlassermotors und für die Stromversorgung der elektrischen Komponenten im Fahrzeug genutzt. Andererseits sind Hybrid- und Elektroautos, die seit kurzem immer mehr Verbreitung finden, mit einer Hochvoltbatterie, beispielsweise aus einer sekundären Lithiumionenbatterie, und einer Hilfsbatterie mit etwa 12 V Spannung ausgerüstet. Mit der Hochvoltbatterie wird der Elektromotor betrieben und mit der Hilfsbatterie die elektrischen Komponenten im Fahrzeug.
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Bei einem Auto ist die Batterie beispielsweise im Koffer- oder Motorraum bereitgestellt.
JP 2007-083963A offenbart eine Anordnung, bei der sich eine Batterie hinter einem hinteren Radkasten im Kofferraum befindet. Wie in
JP 2005-056641A offenbart ist, wird zur Installation der Batterie für gewöhnlich ein Batterieträger verwendet. Der Batterieträger ist gewissermaßen ein Rahmen aus Metall oder Kunstharz, in dem eine Batterie untergebracht wird.
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STAND DER TECHNIK
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PATENTDOKUMENTE
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Die
US 2003/0186115 A1 zeigt eine Installationsanordnung für eine Batterieeinheit in einem Hybridfahrzeug in einem aufrechten Zustand. Die Installationsanordnung umfasst einen Quersäulenträger, der hinter dem Rücksitz befestigt und in Fahrzeugquerrichtung angeordnet ist, und einen Bodenquerträger, der an einer unteren Fläche eines Heckbodens befestigt und in Fahrzeugquerrichtung angeordnet ist. Ein oberer Abschnitt der Batterieeinheit ist mit dem Quersäulenträger verbunden und ein Bodenabschnitt der Batterieeinheit ist mit dem Bodenquerträger verbunden.
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Die
US 2009/0166116 A1 zeigt eine Struktur, die ein elektrisches Speicherpaket an einem Fahrzeug befestigt. Die Struktur umfasst einen Halteabschnitt, um das elektrische Speicherpaket zu halten, und einen Sicherungsabschnitt, der an einer Seite drehbar mit dem elektrischen Speicherpaket und an einer anderen Seite drehbar mit dem Halteabschnitt verbunden ist.
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Die
WO 2010/143041 A1 zeigt eine Fahrzeugkarosseriestruktur. Die Fahrzeugkarosseriestruktur umfasst einen Fahrzeugkarosserieteil, ein Ladegerät mit einem unteren und oberen Endabschnitt, wobei der untere Endabschnitt des Ladegeräts an dem Fahrzeugkarosserieteil abgestützt ist, und einen strukturellen Stützabschnitt, der sich in eine Breitenrichtung des Fahrzeugs hinter dem oberen Endabschnitt des Ladegeräts erstreckt und benachbart zu dem oberen Endabschnitt des Ladegeräts ist.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
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Eine Federungsvorrichtung (eine Stoßdämpferfeder), die Stöße absorbiert, die auf das Rad einwirken, ist indessen neben dem hinteren Radkasten angebracht. Daher ist rund um den Radkasten ein hoher Grad an Steifigkeit erforderlich, damit der Radkasten die aufgenommene Last von der Federungsvorrichtung aushält und sich ein hoher Grad an Fahrstabilität ergibt.
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Die vorliegende Erfindung entstand angesichts der oben angeführten Probleme, und ihr liegt als Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugheckstruktur bereitzustellen, die bei einem Fahrzeug, das mit einer Batterie ausgerüstet ist, um den Radkasten herum die Steifigkeit verbessern kann.
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MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
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Um die vorgenannten Probleme zu lösen, ist eine repräsentative Anordnung der vorliegenden Erfindung durch eine Fahrzeugheckstruktur für ein mit einer Batterie ausgerüstetes Fahrzeug gekennzeichnet, wobei die Fahrzeugheckstruktur Folgendes aufweist: einen Radkasten, der ein Rad von einem Fahrgastraum trennt, ein Bodenblech, das an einem Seitenende mit dem Radkasten verbunden ist, und einen Batterieträger mit einer an dem Radkasten fixierten Seitenfläche und einer an dem Bodenblech fixierten unteren Fläche, in dem die Batterie untergebracht ist.
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Gemäß der oben beschriebenen Anordnung dient der Batterieträger als Verstärkungselement (d. h. als Stütze), das den Radkasten mit dem Bodenblech verbindet und somit ein Verbessern der Steifigkeit um den Radkasten herum ermöglicht.
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Die Fahrzeugheckstruktur weist vorzugsweise eine Federungsvorrichtung auf, die einen auf das Rad einwirkenden Stoß absorbiert, wobei die Federungsvorrichtung an dem Radkasten fixiert ist und sich in Fahrzeugquerrichtung neben dem Batterieträger befindet, wobei der Radkasten zwischen der Federungsvorrichtung und dem Batterieträger vorgesehen ist.
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Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration ist die Federungsvorrichtung mit dem Radkasten verbunden, dessen Steifigkeit dadurch gewährleistet wird, dass der Batterieträger so eingerichtet ist, dass er die Funktion einer Stütze hat, wodurch sich die Beständigkeit gegen die aufgenommene Last von der Federungsvorrichtung verbessern und ein hoher Grad an Fahrstabilität erzielen lässt.
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Die Fahrzeugheckstruktur weist ferner vorzugsweise ein Seitenelement auf, das in Fahrzeuglängsrichtung verläuft und mit einer Unterseite des Bodenblechs verbunden ist, wobei der Batterieträger auf dem Seitenelement positioniert ist.
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Gemäß der oben beschriebenen Anordnung ist der Batterieträger an dem Bodenblech fixiert, das von dem Seitenelement verstärkt wird. Durch Verbinden der Bodenblechseite (d. h. der unteren Fläche) des Batterieträgers 112, der als Verstärkungselement dient, mit einem hochgradig steifen Abschnitt (direkt über dem Seitenelement) wird es möglich, die Beständigkeit gegen die aufgenommene Last und die Fahrstabilität weiter zu verbessern.
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Die Fahrzeugheckstruktur weist ferner vorzugsweise eine Gepäckablage mit einer flachen oberen Fläche auf, wobei ein oberes Ende der Seitenfläche des Batterieträgers oberhalb einer Position verläuft, wo die Batterie untergebracht ist, und die Gepäckablage stützt.
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Aufgrund der oben beschriebenen Konfiguration kann der Batterieträger als Auflage für die Gepäckablage dienen, wodurch es möglich wird, einen Träger oder dergleichen zu eliminieren, der herkömmlich als Auflage für die Gepäckablage benutzt wurde. Somit lassen sich Kosten, Anzahl der Montagevorgänge und Gewicht reduzieren.
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EFFEKT DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung lässt sich eine Fahrzeugheckstruktur bereitstellen, die bei einem mit einer Batterie ausgerüsteten Fahrzeug die Steifigkeit um den Radkasten herum verbessern kann.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Perspektivdarstellung, die den Heckteil eines Automobils zeigt, bei dem es sich um eine Ausführungsform der Fahrzeugheckstruktur der vorliegenden Erfindung handelt.
- 2 ist eine schematische Darstellung, die den Heckteil zeigt, wobei die Gepäckablage aus 1 entfernt wurde.
- 3 ist eine schematische Darstellung, die die Hilfsbatterieeinheit aus 2 zeigt.
- 4 ist eine schematische Darstellung, die den Batterieträger aus 3 zeigt.
- 5 ist eine schematische Querschnittsdarstellung entlang der Linie A-A in 4.
- 6 ist eine schematische Querschnittsdarstellung entlang der Linie B-B in 4.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen eingehend beschrieben. Die in den Ausführungsformen genannten Abmessungen, Materialien, konkreten Zahlenwerte usw. haben veranschaulichenden Charakter und dienen lediglich dem Verständnis der Erfindung; sie sollen die vorliegende Erfindung nicht einschränken, sofern nichts Anderweitiges angegeben ist. In der Beschreibung und den Zeichnungen tragen Elemente mit im Wesentlichen gleicher Funktion oder Konfiguration gleiche Bezugszeichen, wodurch eine wiederholte Beschreibung vermieden wird, und Elemente, die nicht in direktem Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung stehen, sind in den Zeichnungen nicht gezeigt.
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Es sei angemerkt, dass der Pfeil „Fwd“ in den Figuren die „Frontseite eines Fahrzeugs“, der Pfeil „Rh“ die „rechte Seite eines Fahrzeugs“ und der Pfeil „Up“ die „obere Seite eines Fahrzeugs“ angibt.
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1 ist eine Perspektivdarstellung, die den Heckteil eines Automobils 100 zeigt, bei dem es sich um eine Ausführungsform der Fahrzeugheckstruktur der vorliegenden Erfindung handelt. Wie in 1 gezeigt ist, ist hinter den Rücksitzen 102 im Heckteil (Kofferraum) des Automobils 100 eine Gepäckablage 104 mit einer flachen oberen Fläche bereitgestellt. 2 ist eine schematische Darstellung, die den Heckteil zeigt, wobei die Gepäckablage 104 aus 1 entfernt wurde.
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Wie in 2 gezeigt ist, befinden sich unter der Gepäckablage 104 eine Hybridbatterieeinheit 106 und eine Hilfsbatterieeinheit 108. Die Hybridbatterieeinheit 106 umfasst eine Hochvolt-Hybridbatterie, zum Beispiel aus einer sekundären Lithiumionenbatterie, sowie eine Abdeckung dafür. Es sei angemerkt, dass es sich bei dem Automobil 100 dieser Ausführungsform um ein Hybridauto handelt, das Automobil 100 jedoch auch ein Elektroauto oder ein Auto mit Benzinmotor sein kann.
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3 ist eine schematische Darstellung, die die Hilfsbatterieeinheit 108 aus 2 zeigt. Die Hilfsbatterieeinheit 108 weist eine Hilfsbatterie 110 mit einer Spannung von etwa 12 V, einen Batterieträger 112, in dem die Hilfsbatterie 110 untergebracht wird, und eine Trägerabdeckung 114 auf. Dieser Batterieträger 112 stellt ein Hauptmerkmal dieser Ausführungsform dar. 4 ist eine Darstellung, die den Batterieträger 112 aus 3 zeigt.
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Wie in 4 gezeigt ist, weist der Batterieträger 112 Seitenflächen, darunter eine rechte Seitenfläche 116 und eine linke Seitenfläche 118, und eine untere Fläche 120 auf. Der Batterieträger 112 ist aus Metall oder Kunstharz ausgebildet.
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Die rechte Seitenfläche 116 des Batterieträgers 112 ist mit einer Schraube 124 an einem Radkasten 122 fixiert. Der Radkasten 122 ist ein Element, das sich am Rad entlang krümmt und dieses vom Fahrgastraum trennt, wodurch ein Raum für die Rollbewegung des Rades entsteht. Die untere Fläche 120 des Batterieträgers 112 ist mit Schrauben 126, 128, 130 und 132 an einem Bodenblech 134 fixiert. Das Bodenblech 134 ist ein Element, welches die Bodenfläche des Fahrgastraums bildet, und sein Seitenende (rechtes/linkes Seitenende) ist mit dem Radkasten 122 verbunden.
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Aufgrund der oben beschriebenen Anordnung dient der Batterieträger 112 als Verstärkungselement, d. h. als Stütze, die den Radkasten 122 mit dem Bodenblech 134 verbindet, und macht es somit möglich, die Steifigkeit um den Radkasten 122 herum zu verbessern. Es sei angemerkt, dass bei dieser Ausführungsform der Radkasten 122 auf der rechten Fahrzeugseite und das Bodenblech 134 mit dem Batterieträger 112 verbunden sind, eine solche Anordnung kann jedoch auch auf die linke Fahrzeugseite angewendet werden.
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5 ist eine schematische Querschnittsdarstellung entlang der Linie A-A in 4, und 6 ist eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie B-B in 4. 5 und 6 sind sogenannte Schnittstirnansichten, die nur die Schnittkanten zeigen, und was hinter den Schnittkanten sichtbar ist, ist nicht gezeigt.
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Wie in 5 gezeigt ist, ist die rechte Seitenfläche 116 des Batterieträgers 112 in Fahrzeugquerrichtung neben einer Federungsvorrichtung 136 angeordnet, wobei zwischen der rechten Seitenfläche 116 und der Federungsvorrichtung 136 der Radkasten 122 vorgesehen ist, und ein Abschnitt in der Nähe des oberen Endes der Federungsvorrichtung 136 ist am Radkasten 122 fixiert. Die Federungsvorrichtung 136 ist eine Stoßdämpferfeder, die Stöße absorbiert, die auf das Rad einwirken.
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Somit befindet sich der Batterieträger 112 neben der Federungsvorrichtung 136 und verbessert die Steifigkeit um den Radkasten 122 herum, wodurch es möglich wird, die Beständigkeit gegen die aufgenommene Last von der Federungsvorrichtung 136 zweckdienlich zu verbessern und zweckdienlich einen hohen Grad an Fahrstabilität zu erreichen. Es sei angemerkt, dass der Batterieträger 112 bei dieser Ausführungsform von der Seite her mit dem Radkasten 122 verbunden ist, er kann jedoch, wenn er hinter oder vor dem Radkasten 122 angeordnet ist, auch von hinten oder vorn mit dem Radkasten 122 verbunden sein.
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Die untere Fläche 120 des Batterieträgers 112 ist auf einem Seitenelement 138 positioniert, das in Fahrzeuglängsrichtung verläuft und mit der Unterseite des Bodenblechs 134 verbunden ist. Somit lassen sich durch Verbinden der Seite am Bodenblech 134, d. h., der unteren Fläche 120 des Batterieträgers 112 mit einem hochgradig steifen Abschnitt (direkt oberhalb vom Seitenelement 138) die Beständigkeit gegen aufgenommene Lasten und die Fahrstabilität weiter verbessern.
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Wie in 6 gezeigt ist, sind die Stellen am Batterieträger 112, an denen die Schrauben 126 und 128 befestigt sind, so eingerichtet, dass sie in Fahrzeuglängsrichtung auf einer Linie liegen. Die Stellen, an denen die Schrauben 130 und 132 befestigt sind, sind ebenfalls so konfiguriert, dass sie in Fahrzeuglängsrichtung auf einer Linie liegen. Somit sind die jeweiligen Schraubenbefestigungsstellen so konfiguriert, dass sie auf einer Linie liegen, wodurch die Wirkung des Batterieträgers 112 als Verstärkungselement, d. h. als Stütze, effektiver zu Tage tritt.
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Es sei angemerkt, dass, wenn mehrere Schrauben an der rechten Seitenfläche 116 des Batterieträgers 112 befestigt sind, die Stellen, an denen sie befestigt sind, auch so konfiguriert sein können, dass sie in Fahrzeuglängsrichtung auf einer Linie liegen.
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Wie in 4 gezeigt ist, sind am oberen Ende der Seitenfläche des Batterieträgers 112 flache Auflageflächen 140 ausgebildet (es ist nur eine flache Auflagefläche als repräsentatives Beispiel mit Bezugszeichen versehen). Wie in 5 gezeigt ist, stützen die Auflageflächen 140 am oberen Ende der Seitenfläche durch die Trägerabdeckung 114 über der Stelle, an der die Hilfsbatterie 110 untergebracht ist, die Gepäckablage 104. Da der Batterieträger 112 auf diese Weise als Auflage für die Gepäckablage 104 dienen kann, wird es möglich, einen Träger oder dergleichen zu eliminieren, der konventionell als Auflage für die Gepäckablage 104 erforderlich war.
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Außerdem dient der Batterieträger 112, wie in 5 gezeigt, auch dazu, einen Kabelbaum 142 zu fixieren. Somit wird durch die Verwendung des Batterieträgers 112 nicht nur als Träger, in dem die Hilfsbatterie 110 untergebracht ist, sondern beispielsweise auch als Stütze für den Radkasten 122 und das Bodenblech 134, als Auflage für die Gepäckablage 104 und zur Fixierung des Kabelbaums 142 (was dem Batterieträger 112 mehrere Funktionen verleiht) die Anzahl der Teile reduziert, so dass es möglich ist, Kosten, Anzahl der Montagevorgänge und Gewicht zu verringern. Außerdem kann der Raum effizient genutzt werden.
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Das liegt daran, dass konventionell über separate Mittel eine Installation und Fixierung der Hilfsbatterie 110 und eine Verbesserung der Steifigkeit um den Radkasten 122 herum erreicht wurde und für die jeweiligen Zwecke jeweils ein separates Teil erforderlich war. Insbesondere erforderte eine Verbesserung der Steifigkeit um den Radkasten 122 herum eine Verstärkung der Blechteile und zusätzliche verstärkende Stützen und Versteifungen, die eine beträchtliche Zunahme der Kosten und des Gewichts mit sich brachten.
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Es sind bis jetzt anhand der beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden, jedoch ist die vorliegende Erfindung natürlich nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Es ist klar, dass ein Fachmann auf geeignete Weise im Rahmen des Schutzumfangs der Ansprüche verschiedene Änderungen und Modifikationen vornehmen kann, und es versteht sich natürlich, dass diese ebenfalls unter den technischen Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen.
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Bei der vorangehenden Ausführungsform ist der Batterieträger 112 zum Beispiel mit Schrauben 124, 126, 128, 130 und 132 fixiert, er kann jedoch auch mit Hilfe eines anderen Mittels (wie beispielsweise durch Punktschweißen) fixiert werden. Bei der vorangehenden Ausführungsform dient der Batterieträger 112 der Hilfsbatterie 110 als Stütze, es kann jedoch auch der Batterieträger (die Abdeckung) einer Hybridbatterie so konfiguriert sein, dass er (sie) als Stütze dient. Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung natürlich nicht auf das Automobil 100 beschränkt ist und auch bei anderen Fahrzeugen, wie Zügen, Spezialfahrzeugen, Baumaschinen und Flugzeugen, Anwendung finden kann.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Die vorliegende Erfindung kann für eine Fahrzeugheckstruktur für ein Fahrzeug verwendet werden, das mit einer Batterie ausgerüstet ist.
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Bezugszeichenliste
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100 ... Automobil; 102 ... Rücksitz; 104 ... Gepäckablage; 106 ... Hybridbatterieeinheit; 108 ... Hilfsbatterieeinheit; 110 ... Hilfsbatterie; 112 ... Batterieträger; 114 ... Trägerabdeckung; 116 ... rechte Seitenfläche; 118 ... linke Seitenfläche; 120 ... untere Fläche; 122 ... Radkasten; 124, 126, 128, 130, 132 ... Schraube; 134 ... Bodenblech; 136 ... Federungsvorrichtung; 138 ... Seitenelement; 140 ... Auflagefläche; 142 ... Kabelbaum.
