DE102016100885A1

DE102016100885A1 - Anordnung in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102016100885A1
Application number: DE102016100885.0A
Authority: DE
Inventors: Philipp Neurath; Ralf Keller
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2016-01-20
Filing date: 2016-01-20
Publication date: 2017-07-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Kraftfahrzeug mit Elektro- oder Hybridantrieb, bei dem an einer mit dem Aufbau des Fahrzeugs verbundenen Halterung (2, 2.1, 2.2) befestigbare Bauteile des Fahrzeugantriebs, insbesondere Leistungselektronik-Bauteile (1) in im Crashfall gefährdeten Bereichen des Fahrzeugs angeordnet sind, wobei die Halterung (2, 2.1, 2.2) an robusten Bereichen an dem/den Bauteilen (1) fixierbar ist und das/die Bauteile (1) wenigstens teilweise so umgreift, dass eine gezielte Umleitung von auf Halterung (2, 2.1, 2.2) bzw. Bauteil (1) einwirkenden Kräften zum Schutz des Bauteils (1) erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Kraftfahrzeug mit Elektro- oder Hybridantrieb, bei dem an einer mit dem Aufbau des Fahrzeugs verbundenen Halterung befestigbare Bauteile des Fahrzeugantriebs, insbesondere Leistungselektronik-Bauteile in im Crashfall gefährdeten Bereichen des Fahrzeugs angeordnet sind.
Die Package-Situation des Antriebs bei Elektro- oder Hybrid-Fahrzeugen macht die Anordnung von Hochvoltbauteilen, z.B. des Leistungselektronik-Moduls in besonders crashgefährdeten Bereichen oder in näherer Umgebung davon notwendig. Darüber hinaus weisen diese Bauteile bauartbedingt u.U. eine sehr hohe träge Masse auf, wodurch im Crashfall Probleme mit der Aufnahme bzw. der Ableitung der auftretenden kinetischen Energie auftreten können. Dementsprechend muss beim Einbau solcher Bauteile dafür gesorgt werden, dass infolge einer Bewegung dieser Bauteile infolge eines Crashs eine Gefährdung der Insassen des Fahrzeuges durch das sich unkontrolliert bewegende Bauteil oder auch infolge von Stromschlägen entsteht.
Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Vorschlägen bekannt, die einerseits dazu beitragen sollen, die Bauteile der Leistungselektronik wirksam zu schützen und andererseits von ihr im Crashfall ausgehende Schäden vermeiden zu helfen.
Die DE 10 2009 007 267 A1 zeigt und beschreibt die Anordnung eines speziellen Fangelements im Bereich des Vorbaus eines Kraftfahrzeugs, mit dessen Hilfe im Crashfall verhindert werden soll, dass sich ein Leistungselektronik-Modul aufgrund seiner Masseträgheit unkontrolliert bewegt.
Die US 2013/0119757 A1 offenbart eine Energieversorgungssystem für ein Elektrofahrzeug, bei dem die Hochvolt-Leistungselektronik einerseits in einem besonders crashgeschützten Bereich angeordnet ist und andererseits im Crashfall von der Batterie getrennt werden soll.
Die US 2013/0220718 A1 zeigt und beschreibt ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, dessen Leistungselektronik-Bauteil auf einem robusten Tragrahmen befestigt ist, der am Aufbau des Fahrzeugs abgestützt ist. Der Tragrahmen für die Leistungselektronik ist mit dieser über Bolzen fest verbunden und verläuft rund um die gesamte Leistungselektronik.
Die US 2012/0049799 A1 offenbart eine frontseitig angeordnete Ladeeinrichtung für ein Elektro-Fahrzeug. Diese Ladeeinrichtung ist an einem im Crashfall die auftretenden Kräfte absorbierenden Träger montiert.
Aufgabe der Erfindung ist es, Bauteile z.B. der Leistungselektronik eines Elektro- oder Hybrid-Fahrzeugs so anzuordnen, dass davon im Crashfall keine zusätzliche Gefährdung ausgehen kann.
Diese Aufgabe löst der Gegenstand der Erfindung dadurch, dass die Halterung für die Leistungselektronik-Bauteile an robusten Bereichen an diesen fixierbar ist und diese wenigstens teilweise so umgreift, dass eine gezielte Umleitung von auf die Halterung bzw. auf die Bauteile einwirkenden Kräften zum Schutz der Bauteile auf deren robuste Bereiche erfolgt. Die robusten Bereiche können dabei die Außengehäuse der Leistungselektronik-Bauteile sein. Dabei kann das Umgreifen des Leistungselektronik-Bauteils durch die Halterung auf zwei oder auch auf mehr als zwei Seiten vorgesehen sein. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Halterung die robusten Bereiche der Leistungselektronik-Bauteile formschlüssig umgreift und über Befestigungselemente dort fixiert wird.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ergibt sich dann, wenn die Halterung aus mehreren miteinander verbundenen, das/die Bauteile umgreifenden Einzelteilen zusammensetzbar aufgebaut ist. Die Einzelteile der Halterung können mit Ausprägungen versehen sein, die deren Stabilität erhöhen und im Crashfall auftretende Belastungen entsprechend ab- bzw. umleiten.
Die Halterung kann zweckmäßigerweise Ausnehmungen für die geschützte Durchführung von Verbindungskabeln für die elektrische Versorgung des Fahrzeugs aufweisen.
Zweckmäßig ist es, die Halterung insgesamt und/oder ihre Einzelteile aus Materialien erhöhter Festigkeit bei ebenfalls erhöhter Duktilität aufzubauen, wobei die Materialien vorzugsweise Aluminium-, Magnesium-Legierungen und/oder hochfeste Stähle sind.
Mit einem Aufbau einer Halterung für die Leistungselektronik eines Elektro- oder Hybrid-Fahrzeugs nach der Erfindung wird ein höchstmöglicher mechanischer Schutz durch die Anbringung der Halterung an besonders robusten Bereichen des Gehäuses der Leistungselektronik und deren formschlüssiges Umgreifen erreicht. Bei entsprechend stabiler Unterbringung der Halterung bzw. der Leistungselektronik im Motorraum des Fahrzeugs, z.B. hinter bzw. neben dem Motor in der Nähe der Trennwand vom Passagierraum bzw. – bei Anordnung der Antriebseinheit im Heckbereich eines Fahrzeugs entsprechend vor oder neben der Antriebseinheit –, kann damit bestmögliche Sicherheit erreicht werden.
In der einzigen Figur der Zeichnung ist schematisch ein Leistungselektronik-Bauteil mit einer Halterung nach der Erfindung dargestellt.
Der Gegenstand der Erfindung wird im Folgenden anhand dieses Ausführungsbeispiels in seinen Einzelheiten, Besonderheiten und Merkmalen näher beschrieben.
Ein Leistungselektronik-Bauteil 1 ist mit einer Halterung 2 im Fahrzeug befestigt. Dabei kann die Halterung 2 vorzugsweise möglichst antriebsnah in kürzest möglicher Distanz – bei Frontantrieb in Fahrtrichtung gesehen hinter oder neben, bei Heckantrieb vor oder neben der Antriebseinheit – befestigt werden. Diese Befestigung sollte möglichst in einem Bereich außerhalb oder im Randbereich der eigentlichen Knautschzonen des Fahrzeugs erfolgen.
Die Halterung 2 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel aus zwei Einzelteilen 2.1 und 2.2 zusammengesetzt aufgebaut, die miteinander verbunden, z.B. vernietet, verklebt oder bei entsprechenden Materialien miteinander verschweißt o.ä. sind.
Die Konstruktion bzw. die Form der Bauteile 2.1 und 2.2 ist so gewählt, dass die so ausgebildete Halterung 2 das Leistungselektronik-Bauteil 1 formschlüssig enganliegend in mindestens zwei Seitenbereichen wenigstens teilweise umgibt, wobei die enganliegenden Teile der Halterung 2 am Leistungselektronik-Bauteil 1 an besonders robust ausgestalteten Teilen des Leistungselektronik-Bauteils 1 bzw. dessen Gehäuse anliegen und dort fixiert sind. Die Fixierung kann über Schraubverbindungen o.ä. erfolgen; denkbar ist aber auch ein Verkleben.
Die Halterung 2 bzw. die Einzelteile 2.1 und 2.2 der Halterung 2 können mit Ausprägungen 3 bzw. 4 ausgestattet sein, mit denen eine Versteifung und eine Um- bzw. Ableitung der im Crashfall auftretenden Belastungen gezielt auf Bereiche der Halterung 2 bzw. des Gehäuses des Leistungselektronik-Bauteils 1 erfolgt.
Diese Ausprägungen 3 bzw. 4 sind in ihrem Verlauf so anzuordnen, dass die Krafteinleitung im Crashfall funktionsentsprechend verläuft.
Die Halterung 2 bzw. deren Einzelteile 2.1 und 2.2 können mit Ausnehmungen 5 bzw. 6 versehen sein, durch die eine geschützte Durchführung von Verbindungskabeln 7 von der Batterie bzw. zum Motor erfolgen kann. Dabei können wiederum die Ausprägungen 4 entsprechend zum Schutz der Verbindungskabel 7 ausgeformt werden.
Damit die Halterung 2 die ihr zugedachte Funktion erfüllen kann, kann sie vorzugsweise insgesamt oder die Einzelteile, aus denen sie zusammengebaut ist, aus Materialien bestehen mit erhöhter Festigkeit bei ebenfalls erhöhter Duktilität. Als Materialien kommen dafür bevorzugt (aus Gewichtsgründen) Aluminium- oder Magnesium-Legierungen, aber auch hochfester Stahl in Frage. Dabei ist es denkbar, dass je nach Anordnung der Halterung im Fahrzeug und der Befestigung der Halterung am Leistungselektronik-Bauteil 1 die Einzelteile 2.1 bzw. 2.2 der Halterung 2 aus unterschiedlichem Material bestehen.
Bezugszeichenliste

1: Leistungselektronik-Bauteil
2: Halterung
2.1: Einzelteil von 2
2.2: Einzelteil von 2
3, 4: Ausprägungen
5, 6: Ausnehmung
7: Verbindungskabel

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

DE 102009007267 A1 [0004]
US 2013/0119757 A1 [0005]
US 2013/0220718 A1 [0006]
US 2012/0049799 A1 [0007]

Claims

Anordnung in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Kraftfahrzeug mit Elektro- oder Hybridantrieb, bei dem an einer mit dem Aufbau des Fahrzeugs verbundenen Halterung (2, 2.1, 2.2) befestigbare Bauteile des Fahrzeugantriebs, insbesondere Leistungselektronik-Bauteile (1) in im Crashfall gefährdeten Bereichen des Fahrzeugs angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (2, 2.1, 2.2) an robusten Bereichen an dem/den Bauteilen (1) fixierbar ist und das/die Bauteile (1) wenigstens teilweise so umgreift, dass eine gezielte Umleitung von auf Halterung (2, 2.1, 2.2) bzw. Bauteil (1) einwirkenden Kräften zum Schutz des Bauteils (1) erfolgt.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die robusten Bereiche des Bauteils (1) Bereiche des Außengehäuses sind.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (2, 2.1, 2.2) formschlüssig und über Befestigungselemente an dem/den Bauteilen (1) fixierbar ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung Ausprägungen (3, 4) aufweist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (2) aus mehreren miteinander verbundenen, das/die Bauteile (1) formschlüssig umgreifenden Einzelteilen (2.1, 2.2) zusammensetzbar aufgebaut ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (2, 2.1, 2.2) Ausnehmungen (5, 6) für die geschützte Durchführung von Verbindungskabeln (7) aufweist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (2) insgesamt und/oder ihre Einzelteile (2.1, 2.2) aus Materialien erhöhter Festigkeit bei erhöhter Duktilität besteht.
Anordnung nach Anspruch 4 bzw. Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für die Einzelteile (2.1, 2.2) der Halterung (2) Aluminium-, Magnesium-Legierungen und/oder hochfester Stahl verwendet wird.