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HINTERGRUND
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1. Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Konstruktionen zur Reduzierung von Aufprallbelastungen und betrifft insbesondere eine Konstruktion zur Reduzierung von Aufprallbelastungen, die eine auf eine Batterie zum Betreiben eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs übertragene Aufprallbelastung reduziert.
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2. Einschlägiger Stand der Technik
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Batterien, die in elektrisch betriebenen Fahrzeugen installiert sind, wie z.B. Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen, benötigen eine hohe Kapazität und besitzen ein hohes Gewicht. Aus diesem Grund sind elektrisch betriebene Fahrzeuge normalerweise mit einem Batterierahmen zum Abstützen der Batterie versehen.
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Beispielsweise ist der Batterierahmen in einem großen Raum unter dem Boden der Fahrzeugkabine vorgesehen, wobei eine Vielzahl von Batterien kollektiv in dem Batterierahmen angeordnet ist. Es besteht ein Bedarf für eine Technologie zum Unterdrücken eines Einwirkens einer hohen externen Aufprallbelastung, wenn ein elektrisch betriebenes Fahrzeug in eine Kollision verwickelt ist.
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Als eine Konstruktion zur Reduzierung von Aufprallbelastungen, die die Übertragung einer Aufprallbelastung auf eine Batterie vermindert, schlägt beispielsweise die ungeprüfte japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung
JP 2013-014 276 A eine Batterie-Trägerkonstruktion für ein Elektrofahrzeug vor, die eine Belastungseinwirkung von dem vorderen Bereich des Fahrzeugs zuverlässig verteilen kann.
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Diese Batterie-Trägerkonstruktion für ein Elektrofahrzeug ist mit einem Fortsatz versehen, der von der Bodenfläche nach unten ragt, sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt und Batterien trägt. Das vordere Ende dieses Fortsatzes ist mit dem hinteren Ende eines vorderseitigen Rahmens verbunden. Eine Belastungseinwirkung an dem vorderseitigen Rahmen von dem vorderen Bereich des Fahrzeugs kann somit über den Fortsatz zur Rückseite des Fahrzeugs übertragen und verteilt werden.
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Bei der Batterie-Trägerkonstruktion für ein Elektrofahrzeug gemäß der
JP 2013-014 276 A ist jedoch ein Fahrzeugkarosserierahmen, wie z.B. der vorderseitige Rahmen, von der Vorderseite her fest an dem die Batterien tragenden Fortsatz angebracht. Wenn an dem vorderen Bereich des Elektrofahrzeugs eine Kollision stattfindet, wirkt somit eine durch den Fahrzeugkarosserierahmen übertragene Aufprallbelastung in unmittelbarer Weise auf den Fortsatz ein, so dass es möglicherweise zum Einwirken einer hohen Aufprallbelastung auf die Batterien kommt.
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Da insbesondere eine Aufprallbelastung in einem frühen Stadium einer Kollision rasch größer wird, besteht ein Bedarf für eine Technologie zum Reduzieren einer Übertragung der Aufprallbelastung auf die Batterien in einem frühen Stadium der Kollision.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Es ist wünschenswert, eine Konstruktion zur Reduzierung von Aufprallbelastungen anzugeben, mit der sich auf eine Batterie übertragene Aufprallbelastungen zuverlässig reduzieren lassen.
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Gemäß einem Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Konstruktion zur Reduzierung von Aufprallbelastungen, die die auf eine Batterie zum Betreiben eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs übertragenen Aufprallbelastungen reduziert. Die Konstruktion zur Reduzierung von Aufprallbelastungen weist einen Batterierahmen und einen Belastungsreduzierungsrahmen auf. Der Batterierahmen ist an einem Fahrzeugkarosserierahmen des elektrisch betriebenen Fahrzeugs befestigt und stützt die Batterie ab.
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Der Belastungsreduzierungsrahmen ist in Fahrzeuglängsrichtung verlaufend an einer Vorderseite von dem Batterierahmen angeordnet. Ein hinterer Bereich des Belastungsreduzierungsrahmens ist einem vorderen Bereich des Batterierahmens mit einem vorbestimmten Spalt dazwischen zugewandt gegenüberliegend angeordnet, so dass der Belastungsreduzierungsrahmen mit dem Batterierahmen in Kontakt gelangt, wenn das elektrisch betriebene Fahrzeug in eine Kollision verwickelt ist.
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Der Belastungsreduzierungsrahmen kann im Wesentlichen in derselben Ebene wie der Batterierahmen angeordnet sein.
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Ferner kann der Batterierahmen unter einem Boden einer Fahrzeugkabine angeordnet sein, und der Belastungsreduzierungsrahmen kann derart angeordnet sein, dass er sich von einem Bereich in der Nähe eines vorderen Bereichs des elektrisch betriebenen Fahrzeugs nach hinten erstreckt.
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Weiterhin kann der Belastungsreduzierungsrahmen eine geringere Steifigkeit als der Batterierahmen aufweisen.
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Weiterhin kann der Belastungsreduzierungsrahmen paarweise seitliche Rahmenelemente aufweisen, die sich in Fahrzeuglängsrichtung auf gegenüberliegenden Seiten des elektrisch betriebenen Fahrzeugs erstrecken, und der Batterierahmen kann paarweise seitliche Rahmenelemente aufweisen, die sich in Fahrzeuglängsrichtung auf gegenüberliegenden Seiten des elektrisch betriebenen Fahrzeugs erstrecken. Ferner können vordere Enden der paarweisen seitlichen Rahmenelemente des Batterierahmens in Verlängerung der paarweise seitlichen Rahmenelemente des Belastungsreduzierungsrahmens angeordnet sein.
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Weiterhin kann der Belastungsreduzierungsrahmen ein hinteres Rahmenelement aufweisen, das sich im hinteren Bereich in Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt, und der Batterierahmen kann ein vorderes Rahmenelement aufweisen, das sich im vorderen Bereich in Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt. Ferner kann das hintere Rahmenelement des Belastungsreduzierungsrahmens parallel zu dem vorderen Rahmenelement des Batterierahmens angeordnet sein.
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Weiterhin kann der Belastungsreduzierungsrahmen eine Führung aufweisen, die in vertikaler Richtung von dem hinteren Bereich nach hinten breiter wird, um den vorderen Bereich des Batterierahmens zu einer Frontfläche des hinteren Bereichs des Belastungsreduzierungsrahmens zu führen.
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Weiterhin kann der Fahrzeugkarosserierahmen paarweise vordere seitliche Rahmenelemente aufweisen, die in Fahrzeugbreitenrichtung voneinander beabstandet sind und sich von einem Bereich in der Nähe eines vorderen Bereichs des elektrisch betriebenen Fahrzeugs nach hinten erstrecken, sowie auch paarweise bodenseitige Rahmenelemente aufweisen, die mit hinteren Enden der vorderen seitlichen Rahmenelemente verbunden sind und sich unter einem Boden einer Fahrzeugkabine nach hinten erstrecken.
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Der Belastungsreduzierungsrahmen kann an den paarweisen vorderen seitlichen Rahmenelementen befestigt sein. Der Batterierahmen kann innenseitig von den paarweisen bodenseitigen Rahmenelementen angeordnet sein und an den paarweisen bodenseitigen Rahmenelementen befestigt sein.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Darstellung der Konfiguration eines Fahrzeugs, das mit einer Konstruktion zur Reduzierung von Aufprallbelastungen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist;
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2 eine Bodenansicht zur Erläuterung eines relevanten Bereichs der Konstruktion zur Reduzierung von Aufprallbelastungen;
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3 eine Seitenansicht zur Erläuterung eines relevanten Bereichs der Konstruktion zur Reduzierung von Aufprallbelastungen;
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4 eine Darstellung eines Zustands, in dem ein Stoßfänger in einem frühen Stadium einer Kollision verformt wird;
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5 eine Darstellung eines Zustands, in dem ein Unterrahmen mit einem Batterierahmen in Kontakt steht; und
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6 eine Seitenansicht zur Erläuterung eines relevanten Bereichs einer Konstruktion zur Reduzierung von Aufprallbelastungen gemäß einer Modifizierung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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1 veranschaulicht die Konfiguration eines Elektrofahrzeugs, das mit einer Konstruktion zur Reduzierung von Aufprallbelastungen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist. Dieses Elektrofahrzeug besitzt einen Fahrzeugkarosserierahmen 1, der eine Fahrzeugkarosserie abstützt, ein Batteriegehäuse 2, das an dem Fahrzeugkarosserierahmen 1 befestigt ist, eine Vielzahl von Batterien 3, die in dem Batteriegehäuse 2 angeordnet sind, einen Unterrahmen 4, der an der Vorderseite von dem Batteriegehäuse 2 angeordnet ist, sowie eine Antriebseinheit 5, die mit der Vielzahl von Batterien 3 über Drähte (nicht dargestellt) elektrisch verbunden ist.
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Der Fahrzeugkarosserierahmen 1 weist einen Stoßfängerrahmen 6, ein Paar von vorderen oberen Rahmenelementen 7, ein Paar von vorderen seitlichen Rahmenelementen 8, ein Paar Vordersäulen 9, ein Paar Seitenschweller 10 sowie ein Paar von bodenseitigen Rahmenelementen 11 auf.
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Der Stoßfängerrahmen 6 ist an dem vorderen Bereich von dem Elektrofahrzeug angeordnet und stützt einen Stoßfänger B ab. Der Stoßfängerrahmen 6 erstreckt sich in gekrümmter Weise in Fahrzeugbreitenrichtung. Der Stoßfängerrahmen 6 und der Stoßfänger B besitzen einen Crash-Bereich S, der sich als erstes verformt und eine Aufprallbelastung aufnimmt, wenn der vordere Bereich des Elektrofahrzeugs in eine Kollision verwickelt wird.
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Die vorderen oberen Rahmenelemente 7 erstrecken sich von einem Bereich in der Nähe des vorderen Bereichs des Elektrofahrzeugs entlang von gegenüberliegenden Seiten desselben nach hinten, und die hinteren Enden der vorderen oberen Rahmenelemente 7 sind mit den Vordersäulen 9 verbunden.
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Die vorderen seitlichen Rahmenelemente 8 erstrecken sich in Fahrzeuglängsrichtung innenseitig von den vorderen oberen Rahmenelementen 7. Die vorderen Enden der vorderen seitlichen Rahmenelemente 8 sind mit dem Stoßfängerrahmen 6 verbunden, und die hinteren Enden der vorderen seitlichen Rahmenelemente 8 sind mit den bodenseitigen Rahmenelementen 11 verbunden. Ferner sind die hinteren Enden der vorderen seitlichen Rahmenelemente 8 mit den Seitenschwellern 10 über ein starres Element R, wie z.B. einen Drehmomentkasten, verbunden.
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Die Vordersäulen 9 erstrecken sich auf gegenüberliegenden Seiten des Elektrofahrzeugs in vertikaler Richtung, und ein Fußbrett T ist derart angeordnet, dass es die Vordersäulen 9 miteinander verbindet. Eine vordere Kammer R1 ist vorderseitig von dem Fußbrett T gebildet, und eine Fahrzeugkabine R2 ist rückseitig von dem Fußbrett T gebildet.
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Die vorderen Enden der Seitenschweller 10 sind mit den unteren Enden der Vordersäulen 9 verbunden. Die Seitenschweller 10 sind unter dem Boden der Fahrzeugkabine R2 derart ausgebildet, dass sie sich entlang der gegenüberliegenden Seiten des Elektrofahrzeugs nach hinten erstrecken.
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Die bodenseitigen Rahmenelemente 11 erstrecken sich innenseitig von den Seitenschwellern 10 in Fahrzeuglängsrichtung. Die vorderen Enden der bodenseitigen Rahmenelemente 11 sind mit den vorderen seitlichen Rahmenelemente 8 verbunden, und die hinteren Enden der bodenseitigen Rahmenelemente 11 sind mit den Seitenschwellern 10 verbunden.
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Dadurch sind die bodenseitigen Rahmenelemente 11 derart angeordnet, dass sie von den vorderen Enden in Richtung auf die hinteren Enden allmählich in seitlicher Richtung voneinander weg verlaufen. Genauer gesagt, es erstrecken sich die bodenseitigen Rahmenelemente 11 nach hinten, während die Distanz zwischen dem einen bodenseitigen Rahmenelement 11 und dem anderen bodenseitigen Rahmenelemente 11 allmählich größer wird.
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Das Batteriegehäuse 2 dient zum sicheren Festlegen der Positionen der Vielzahl von darin untergebrachten Batterien 3. Das Batteriegehäuse 2 umschließt in kollektiver Weise die Mehrzahl von Batterien 3 und besitzt eine hohe Steifigkeit. Das Batteriegehäuse 2 ist derart angeordnet, dass es sich zwischen den bodenseitigen Rahmenelementen 11 unter dem Boden der Fahrzeugkabine R2 erstreckt. Unter dem Batteriegehäuse 2 ist ein kastenförmiger Batterierahmen 12 entlang der äußeren Ränder des Batteriegehäuses 2 vorgesehen. Die Batterien 3 werden durch diesen Batterierahmen 12 von unten abgestützt.
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Die Batterien 3 werden mit elektrischem Strom aufgeladen, der von einer externen Energiequelle zugeführt wird, und sind in dem Batteriegehäuse 2 untergebracht. Die Batterien 3 weisen eine hohe Kapazität für den Antrieb der Antriebseinheit 5 auf und besitzen auch ein hohes Gewicht. Aus diesem Grund beträgt das Gewicht des Batteriegehäuses 2 mit den darin untergebrachten Batterien 3 extrem hoch und beträgt z.B. etwa 300 kg.
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Der Unterrahmen 4 ist derart angeordnet, dass er sich innerhalb der vorderen Kammer R1 von einem Bereich in der Nähe des Stoßfängers B in Richtung auf den vorderen Bereich des Batterierahmens 12 erstreckt. Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat der Unterrahmen 4 die Funktion eines Belastungsreduzierungsrahmens.
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Die Antriebseinheit 5 besitzt z.B. einen Elektromotor, der mit dem von den Batterien 3 zugeführten elektrischen Strom betrieben wird und innerhalb der vorderen Kammer R1 beispielsweise mit Reifen bzw. Rädern gekoppelt ist.
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2 veranschaulicht die Konfiguration des Unterrahmens 4 in detaillierter Weise.
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Der Unterrahmen 4 ist derart angeordnet, dass er in derselben Ebene positioniert ist wie der Batterierahmen 12. Der Batterierahmen 12 besitzt ein Paar seitliche Rahmenelemente 14a, die sich auf gegenüberliegenden Seiten des Elektrofahrzeugs in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken, ein vorderes Rahmenelement 14b, das sich in Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt und die vorderen Enden der seitlichen Rahmenelemente 14a miteinander verbindet, sowie ein hinteres Rahmenelement 14c, das sich in Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt und die hinteren Enden der seitlichen Rahmenelemente 14a miteinander verbindet.
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Die seitlichen Rahmenelemente 14a, das vordere Rahmenelement 14b und das hintere Rahmenelement 14c sind derart angeordnet, dass sie innerhalb der bodenseitigen Rahmenelemente 11 im Wesentlichen in derselben Ebene angeordnet sind.
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Die vorderen Bereiche der seitlichen Rahmenelemente 14a weisen Anlagebereiche 16 auf, die sich entlang der bodenseitigen Rahmenelemente 11 erstrecken. Die Anlagebereiche 16 sind derart ausgebildet, dass die seitlichen Rahmenelemente 14a in Richtung auf ihre vorderen Enden nach innen geneigt sind. Insbesondere sind die Anlagebereiche 16 derart ausgebildet, dass der Abstand zwischen ihnen in Richtung nach vorn allmählich geringer wird.
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Die hinteren Bereiche der seitlichen Rahmenelemente 14a erstrecken sich in gerader Richtung nach hinten. Das vordere Rahmenelement 14b erstreckt sich in Fahrzeugbreitenrichtung entlang des Fußbretts T, und das hintere Rahmenelement 14c erstreckt sich in Fahrzeugbreitenrichtung. Eine Vielzahl von Fixierbereichen 15 ist unter dem Batterierahmen 12 angeordnet. Diese mehreren Fixierbereiche 15 koppeln und fixieren den Batterierahmen 12 an den bodenseitigen Rahmenelementen 11.
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Wenn eine in Vorwärtsrichtung wirkende Trägheitskraft in dem Batterierahmen 12 aufgrund einer Kollision des Elektrofahrzeugs auftritt, nimmt der Unterrahmen 4 den Batterierahmen 12 von der Vorderseite her auf und stützt diesen ab. Der Unterrahmen 4 weist paarweise seitliche Rahmenelemente 13a, die sich in Fahrzeuglängsrichtung auf gegenüberliegenden Seiten des Elektrofahrzeugs erstrecken, ein vorderes Rahmenelement 13b, das die vorderen Enden der seitlichen Rahmenelemente 13a miteinander verbindet, sowie ein hinteres Rahmenelement 13c auf, das die hinteren Enden der seitlichen Rahmenelemente 13a miteinander verbindet.
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Die seitlichen Rahmenelemente 13a sind parallel zueinander ausgebildet und erstrecken sich von den vorderen Enden in Richtung auf die hinteren Enden in gerader Weise nach hinten. Die seitlichen Rahmenelemente 13a sind derart angeordnet, dass die vorderen Enden der seitlichen Rahmenelemente 14a in Verlängerung der seitlichen Rahmenelemente 13a angeordnet sind. Somit sind die hinteren Enden der seitlichen Rahmenelemente 13a den vorderen Enden der seitlichen Rahmenelemente 14a zugewandt gegenüberliegend angeordnet.
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Ferner erstrecken sich das vordere Rahmenelement 13b und das hintere Rahmenelement 13c parallel zu dem vorderen Rahmenelement 14b des Batterierahmens 12 in der Fahrzeugbreitenrichtung. Der Unterrahmen 4 ist mit den vorderen seitlichen Rahmenelementen 8 über Fixierbereiche (nicht dargestellt) verbunden und an diesen befestigt.
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Wie in 3 dargestellt, ist das hintere Rahmenelement 13c des Unterrahmens 4 dem vorderen Rahmenelement 14b des Batterierahmens 12 zugewandt gegenüberliegend angeordnet, und zwar mit einem vorbestimmten Spalt G dazwischen, so dass der Unterrahmen 4 mit dem Batterierahmen 12 in Kontakt gelangt, wenn das Elektrofahrzeug an einer Kollision beteiligt ist.
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Als nächstes wird die Arbeitsweise gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben.
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Wenn der vordere Bereich des in 1 dargestellten Elektrofahrzeugs mit einem Aufprallgegenstand D kollidiert, beispielsweise in Form einer Frontalkollision mit voller Überdeckung, wird als erstes eine Aufprallbelastung auf den vorderen Bereich des Elektrofahrzeugs ausgeübt. Wie in 4 dargestellt, verformt sich in einem frühen Stadium der Kollision der Crash-Bereich S des Stoßfängers B und wird zerknautscht, während sich andere Bereiche des Fahrzeugkarosserierahmens 1 kaum verformen. Die von dem Stoßfänger B eingeleitete Aufprallbelastung wird über die vorderen oberen Rahmenelemente 7, die vorderen seitlichen Rahmenelemente 8 und den Unterrahmen 4 nach hinten übertragen.
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Genauer gesagt, es wird die auf die vorderen oberen Rahmenelemente 7 einwirkende Aufprallbelastung über die Vordersäulen 9 auf die Seitenschweller 10 übertragen. Ferner wird die auf die vorderen seitlichen Rahmenelemente 8 einwirkende Aufprallbelastung über das starre Element R zu den bodenseitigen Rahmenelementen 11 sowie auch zu den Seitenschwellern 10 übertragen. Außerdem wird die auf den Unterrahmen 4 einwirkende Aufprallbelastung über Fixierbereiche (nicht gezeigt) zu den vorderen seitlichen Rahmenelementen 8 sowie von den vorderen seitlichen Rahmenelementen 8 zu den bodenseitigen Rahmenelementen 11 und den Seitenschwellern 10 übertragen.
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Da in diesem Fall, wie in 2 und 3 dargestellt, der Unterrahmen 4 dem Batterierahmen 12 zugewandt gegenüberliegend angeordnet ist, wobei dazwischen der vorbestimmte Spalt G vorhanden ist, wird die Aufprallbelastung nicht direkt von dem Unterrahmen 4 in den Batterierahmen 12 eingeleitet. Der Batterierahmen 12 nimmt nur einen Teil der durch die bodenseitigen Rahmenelemente 11 übertragenen Aufprallbelastung auf.
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Somit wird in einem frühen Stadium der Kollision verhindert, dass der Batterierahmen 12 die Aufprallbelastung unmittelbar aufnimmt, so dass eine Zunahme der Aufprallbelastung vermindert wird.
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In dem Batterierahmen 12 wird aufgrund der Kollision eine in Vorwärtsrichtung wirkende Trägheitskraft erzeugt, und die Anlagebereiche 16 werden mit den bodenseitigen Rahmenelementen 11 in Anlage gebracht. In dem frühen Stadium der Kollision werden die Anlagebereiche 16 von den bodenseitigen Rahmenelementen 11 abgestützt, so dass eine nach vorn gehende Bewegung des Batterierahmens 12 unterdrückt wird.
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Wenn sich anschließend der Crash-Bereich S des Stoßfängers B vollständig verformt und somit das frühe Stadium der Kollision endet, wird der Unterrahmen 4 durch den Druck von dem Aufprallgegenstand D in Richtung nach hinten gedrückt, wie dies in 5 dargestellt ist, so dass das hintere Rahmenelement 13c des Unterrahmens 4 dazu veranlasst wird, mit dem vorderen Rahmenelement 14b des Batterierahmens 12 in Kontakt zu treten. Wenn das frühe Stadium der Kollision endet, verformen sich andere Bereiche des Fahrzeugkarosserierahmens 1 als der Crash-Bereich S, so dass die Verformungsbelastung größer wird als die Verformungsbelastung des Crash-Bereichs S.
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Obwohl die in dem Batterierahmen 12 auftretende, in Vorwärtsrichtung wirkende Trägheitskraft zunimmt, kann somit aufgrund der Tatsache, dass der Unterrahmen 4 mit dem Batterierahmen 12 in Kontakt tritt, wenn das frühe Stadium der Kollision endet, der Batterierahmen 12 von dem Unterrahmen 4 von der Vorderseite her abgestützt werden. Wenn das frühe Stadium der Kollision endet, kann somit eine Bewegung des Batterierahmens 12 in Vorwärtsrichtung zuverlässig unterdrückt werden.
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Im einschlägigen Stand der Technik ist zum Verhindern einer Bewegung des Batterierahmens 12 in Vorwärtsrichtung aufgrund einer Kollision beispielsweise das vordere Rahmenelement 14b an dem Fahrzeugkarosserierahmen 1 fest angebracht. Es besteht somit die Möglichkeit, dass eine hohe Aufprallbelastung von einem frühen Stadium der Kollision über den Fahrzeugkarosserierahmen 1 unmittelbar auf den Batterierahmen 12 übertragen wird.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Unterrahmen 4 dem Batterierahmen 12 mit dem vorbestimmten Spalt G dazwischen zugewandt gegenüberliegend angeordnet, so dass eine Vorwärtsbewegung des Batterierahmens 12 unterdrückt wird, während die im frühen Stadium der Kollision auf den Batterierahmen 12 übertragene Aufprallbelastung reduziert werden kann.
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Da der Unterrahmen 4 derart angeordnet ist, dass die vorderen Enden der seitlichen Rahmenelemente 14a des Batterierahmens 12 in Verlängerung der seitlichen Rahmenelemente 13a angeordnet sind, kann der Unterrahmen 4 den Batterierahmen 12 von der Vorderseite her in zuverlässiger Weise abstützen.
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Da der Unterrahmen 4 derart angeordnet ist, dass sich das hintere Rahmenelement 13c parallel zu dem vorderen Rahmenelement 14b des Batterierahmens 12 erstreckt, kann der Unterrahmen 4 mit dem Batterierahmen 12 über einen großen Flächenbereich in Kontakt treten, so dass der Unterrahmen 4 den Batterierahmen 12 von der Vorderseite her sicher abstützen kann.
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Da eine nach vorn gehende Bewegung des Batterierahmens 12 unterdrückt wird, indem einfach der Unterrahmen 4 an der Vorderseite von dem Batterierahmen 12 angeordnet ist, besteht ferner keine Notwendigkeit, beispielsweise das vordere Rahmenelement 14b des Batterierahmens 12 an dem Fahrzeugkarosserierahmen 1 fest anzubringen, so dass sich das Gewicht des Elektrofahrzeugs vermindern lässt und auch der Montagevorgang desselben vereinfacht ist.
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Der Unterrahmen 4 besitzt vorzugsweise eine geringere Steifigkeit als der Batterierahmen 12. Wenn der Unterrahmen 4 mit dem Batterierahmen 12 in Kontakt gelangt, kann somit der Unterrahmen 4 bevorzugt zur Verformung veranlasst werden, so dass ein Einwirken der Aufprallbelastung auf den Batterierahmen 12 zuverlässig unterdrückt werden kann.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der hintere Bereich des Unterrahmens 4 dem vorderen Bereich des Batterierahmens 12 mit dem vorbestimmten Spalt G dazwischen zugewandt gegenüberliegend angeordnet, so dass der Unterrahmen 4 mit dem Batterierahmen 12 in Kontakt gelangt, wenn das Elektrofahrzeug in eine Kollision verwickelt ist. Somit kann die auf den Batterierahmen 12 im frühen Stadium der Kollision einwirkende Aufprallbelastung reduziert werden, so dass die auf die Batterien 3 übertragene Aufprallbelastung zuverlässig reduziert werden kann.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der zwischen dem Unterrahmen 4 und dem Batterierahmen 12 gebildete vorbestimmte Spalt G derart vorgegeben, dass der Unterrahmen 4 mit dem Batterierahmen 12 in Kontakt gelangt, wenn das frühe Stadium der Kollision endet. Alternativ hierzu ist der vorbestimmte Spalt G nicht auf diese Konfiguration beschränkt, solange der Unterrahmen 4 mit dem Batterierahmen 12 in Kontakt gelangen kann, wenn das Elektrofahrzeug in eine Kollision verwickelt ist.
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Jedoch ist der vorbestimmte Spalt G vorzugsweise derart vorgegeben, dass das hintere Rahmenelement 13c des Unterrahmens 4 und das vordere Rahmenelement 14b des Batterierahmens 12 gleichzeitig mit dem Ende des frühen Stadiums der Kollision, d.h. gleichzeitig mit der vollständigen Verformung des Crash-Bereichs S des Stoßfängers B, miteinander in Kontakt gelangen. Der vorbestimmte Spalt G kann beispielsweise mit etwa 3 mm bis 30 mm vorgegeben werden.
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Ferner ist der Unterrahmen 4 vorzugsweise mit einer Führung versehen, die von dem hinteren Bereich nach hinten nach oben und unten breiter wird, um den vorderen Bereich des Batterierahmens 12 zu der Frontfläche des hinteren Bereichs des Unterrahmens 4 zu führen.
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Wie z.B. in 6 dargestellt, kann eine Führung 21 vorgesehen sein, die von dem oberen Rand und dem unteren Rand des hinteren Rahmenelements 13c des Unterrahmens 4 nach oben und nach unten breiter wird. Diese Führung 21 erstreckt sich entlang des oberen Rands und des unteren Rand des hinteren Rahmenelements 13c. Selbst wenn der Batterierahmen 12 und der Unterrahmen 4 in der vertikalen Richtung positionsmäßig verlagert werden, kann somit das vordere Rahmenelement 14b des Batterierahmens 12 zuverlässig zu der Frontfläche des hinteren Rahmenelements 13c des Unterrahmens 4 geführt werden.
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Obwohl die Konstruktion zur Reduzierung von Aufprallbelastungen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in dem vorstehend beschriebenen Beispiel bei einem Elektrofahrzeug zur Anwendung kommt, ist ein Fahrzeug, bei dem die Konstruktion zur Reduzierung von Aufprallbelastungen gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet wird, nicht auf ein Elektrofahrzeug beschränkt, solange die Konstruktion zur Reduzierung von Aufprallbelastungen gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bei einem elektrisch betriebenen Fahrzeug zur Anwendung kommt, das mit einer Batterie mit hoher Kapazität ausgestattet ist, beispielsweise für den elektrischen Antrieb einer Antriebseinheit. Z.B. kann die Konstruktion zur Reduzierung von Aufprallbelastungen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bei einem Hybridfahrzeug angewendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugkarosserierahmen
- 2
- Batteriegehäuse
- 3
- Batterien
- 4
- Unterrahmen
- 5
- Antriebseinheit
- 6
- Stoßfängerrahmen
- 7
- vordere obere Rahmenelemente
- 8
- vordere seitliche Rahmenelemente
- 9
- Vordersäulen
- 10
- Seitenschweller
- 11
- bodenseitige Rahmenelemente
- 12
- Batterierahmen
- 13a
- seitliche Rahmenelemente des Unterrahmens 4
- 13b
- vorderes Rahmenelement
- 13c
- hinteres Rahmenelement
- 14a
- seitliche Rahmenelemente des Batterierahmens 12
- 14b
- vorderes Rahmenelement
- 14c
- hinteres Rahmenelement
- 15
- Fixierbereiche
- 16
- Anlagebereiche
- 21
- Führung
- B
- Stoßfänger
- D
- Aufprallgegenstand
- G
- Spalt
- R
- starres Element
- R1
- vordere Kammer
- R2
- Fahrzeugkabine
- S
- Crash-Bereich
- T
- Fußbrett
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2013-014276 A [0004, 0006]
