-
Die Erfindung betrifft eine Bodenstruktur für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug mit einem unterhalb einem Unterboden angeordneten und an Tragstrukturen des Kraftfahrzeuges kraftschlüssig und/oder formschlüssig angebunden Batteriekasten nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
-
In Kraftfahrzeugen werden zunehmend als Antriebsenergiespeicher genutzte Batterien mitgeführt. Diese auch als Traktionsbatterien bezeichneten elektrische Energiespeicher werden in einem separaten, großvolumigen Batteriegehäuse untergebracht. Dies sind insbesondere Batteriegehäuse für als „Battery Electric Vehicle“ (BEV) oder als „Hybrid Electric Vehicle“ (HEV) bezeichnete Fahrzeuge. HEV-Fahrzeuge, deren Batterie zusätzlich extern an einem Stromnetz geladen werden kann, werden als Plug-in-Hybrid Electric Vehicle (PHEV) oder Steckdosenhybrid-Fahrzeuge bezeichnet. Der Antriebsenergiespeicher ist aus Platzgründen und wegen der leichteren Austauschbarkeit quasi außerhalb des Fahrzeuges unterhalb des Unterbodens angeordnet und durch ein separates Gehäuse verschlossen. Aus der
DE 10 2014 226 566 B3 ist beispielhaft ein solcher Antriebsenergiespeicher bekannt, dessen Gehäuse aus Seitenwänden als Strebenkonstruktion mit einem monolithischen Deckel und Boden aufgebaut ist. Weiterhin ist aus der
DE 10 2011 115 763 A1 die Integration eines solchen Antriebsenergiespeichers in ein Kraftfahrzeug bekannt. Dabei ist der Batteriekasten im Bereich des Mitteltunnels und des Fußraums der Fond- und Frontinsassen unterhalb eines Bodenbleches angeordnet. Der Batteriekasten ist als selbsttragende Konstruktion ausgelegt und an Aufnahmepunkten mit dem Kraftfahrzeug verbunden. Abgesehen von den Aufnahmepunkten und insbesondere im Bereich des Bodenbleches ist der Batteriekasten von dem Kraftfahrzeug beabstandet. Ähnliche Konstruktionen von elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen mit einer Traktionsbatterie sind aus den weiteren Schriften
US 2009 / 0 186 266 A1 , US 2011 / 0 300 426 A1;
US 5 501 289 A ; JP H09- 226 632 A und JP H08- 58 617 A bekannt. Weiterhin ist durch die
AT 515 538 B1 das Einschäumen einer Batterie in einen Hohlraum einer Fahrzeugkarosserie offenbart.
-
Bei diesen Konstruktion sind das Kraftfahrzeug und der Batteriekasten jeweils für sich als selbsttragende, prinzipiell unabhängige Einheiten ausgelegt. Ausgehend hiervon besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die Funktionalität der Konstruktion zu vereinheitlichen.
-
Die Aufgabe ist durch eine Bodenstruktur für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug mit einem unterhalb einem Unterboden angeordneten und an Tragstrukturen des Kraftfahrzeuges kraftschlüssig und/oder formschlüssig angebunden Batteriekasten gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
-
Gemäß Anspruch 1 ist eine Bodenstruktur für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug mit einem unterhalb einem Unterboden angeordneten und an Tragstrukturen des Kraftfahrzeuges kraftschlüssig und/oder formschlüssig angebunden Batteriekasten beansprucht, wobei der Unterboden sich horizontal in dem Kraftfahrzeug erstreckt, um einen Fahrzeugsitzen zugeordneter Fußraum zu bilden und wobei der Batteriekasten mit einem zu dem Unterboden hin gerichteten Deckel zu dem Unterboden hin abgeschlossen ist, wobei gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 der Deckel bereichsweise angeordnete Kontaktelemente aufweist, die in unmittelbarer Anlage mit dem Unterboden sind um ein Abstützen des Unterbodens durch den Batteriekasten zu bewirken, wobei die Kontaktelemente nicht formschlüssig mit dem Unterboden verbunden sind und auch keine am Unterboden angreifende und von den Kontaktelementen weggerichtete Zugkräfte in vertikaler Richtung des Kraftfahrzeuges und/oder in Achsrichtung der Kontaktelemente aufnehmen, wobei der Batteriekasten über räumlich von den Kontaktelementen getrennten Verbindungsmittel an das Kraftfahrzeug kraftschlüssig und/oder formschlüssig angebunden ist. Unter Bodenstruktur ist dabei die Fahrzeugplattform mit montierter Batterie zu verstehen.
-
Dies bewirkt eine Abstützung des Unterbodens durch den Batteriekasten. Der Batteriekasten übernimmt somit eine zusätzliche tragende Funktion im Kraftfahrzeug, weswegen der Unterboden leichter ausgeführt werden kann. Da der Unterboden insbesondere im Bereich des Fußraums vor den Sitzen des Kraftfahrzeuges durch das Gewicht der Insassen stark belastet wird, wird dieser konstruktiv stabil ausgeführt, wobei auch zusätzliche Verstärkungsbleche und Längsträger unterhalb des Unterbodens angeordnet sein können. Durch die mittragende Funktion des Batteriekastens kann die lasttragende Funktion des Unterbodens stark reduziert werden und der Unterboden nimmt überwiegend nur noch die Funktion der Trennung des Innenraums des Kraftfahrzeuges von der Umgebung war. Das Blech des Unterbodens kann somit dünner ausgeführt werden und Verstärkungsbleche können entfallen. Alternativ können auch Organobleche oder Aluminiumbleche zum Einsatz kommen. Weiterhin können die Versickungen im Bodenblech reduziert werden, da geringere Anforderungen an die Steifigkeit gestellt werden. Per Definition sind die Kontaktelemente nicht formschlüssig mit dem Bodenblech verbunden und können auch keine seitlichen Kräfte aufnehmen. Druckkräfte in vertikaler Richtung über das Bodenblech können die Kontaktelemente nur so lange aufnehmen, wie der Batteriekasten über Verbindungsmittel mit dem Kraftfahrzeug verbunden ist. Über die Verbindungsmittel ist der Batteriekasten an das Kraftfahrzeug kraftschlüssig und/oder formschlüssig angebunden. Die Kontaktelemente sind von den Verbindungsmitteln räumlich getrennt.
-
Der Batteriekasten ist als selbsttragende Konstruktion ausgeführt, wobei Seitenwandprofile eine tragende Funktion übernehmen, die durch einen verstärkten Batterieboden unterstützt werden. Der Deckel übernimmt weitgehend lediglich eine Schließfunktion des Batteriekastens und ist dementsprechend aus einem dünnwandigen Material ausgeführt. In dem Batteriekasten sind Batteriemodule angeordnet, die aus einzelnen Batteriezellen bestehen. Die Batteriezellen sind die kleinste Einheit mit einem Plus- und Minuspol. Die Batteriezellen sind jeweils zu einem Batteriemodul zusammengefasst und die Plus- und Minuspole sind dementsprechend zu einem Plus- und Minuspol des Batteriemoduls zusammengefasst. Die Batteriemodule sind wiederum zu einem Energiespeicher der Traktionsbatterie zusammengefasst wobei die Batteriemodule als kleinste Montageeinheit austauschbar ausgeführt sind. In einer bevorzugten Ausführungsform ist nun zwischen dem Deckel und dem Batterieboden mindestens eine Trennwand angeordnet. Die Trennwand verläuft zwischen den Batteriemodulen und trennt diese. Bevorzugt ist die Trennwand mit dem Batterieboden fest verbunden und kommt mit dem Deckel lediglich zur Anlage. Besonders vorteilhaft ist die Trennwand bezogen auf den Batteriedeckel den Kontaktelementen gegenüberliegend angeordnet. Dabei sind die Kontaktelemente außen auf dem Deckel angeordnet. Der Deckel trennt somit die Kontaktelemente von der oder den Trennwänden. Die Abstützfunktion bzw. die Traglast wird von dem Unterboden in die Kontaktelemente und weiter über den Deckel in die Trennwände vertikal nach unten eingeleitet. Die massive Trennwand übernimmt somit eine Abstützfunktion, die der Deckel für sich alleine nicht bewirken kann.
-
Bevorzugt verläuft der Deckel parallel zum Unterboden. Dies ermöglicht eine einfache und somit kostengünstige Abstimmung des Batteriekastens. Besonders bevorzugt verläuft der Deckel zumindest im Bereich des Fußraums parallel zum Unterboden, da der Unterboden im Bereich des Fußraums überwiegend plan und horizontal ausgebildet ist. Wobei hier die Begriffe plan und horizontal auf die gesamte Konstruktion als solche abgestellt ist. Mit anderen Worten kann in dem Unterboden trotzdem eine Struktur, wie z. B. eine Verrippung angebracht sein. In diesem Falle unterbrechen die einzelnen Rippen die planen Zwischenabschnitte. Insgesamt hat der Unterboden trotzdem eine plane Anmutung im Gegensatz zu einem Kotflügel, der eventuell zwar keine Verrippung aufweist aber bombiert ist. Unter Fußraum ist der Bodenbereich vor den Sitzen des Kraftfahrzeuges zu verstehen, wobei sich dieser entweder bis zum davor angeordneten Sitz oder bis zu einem Fußraumquerträger erstreckt.
-
Besonders bevorzugt weist der Deckel nach batteriekasteninnen gerichtete Sicken auf. Diese Sicken verlaufen parallel zu den Trennwänden und fahrzeugbezogen in vertikaler Richtung gesehen oberhalb der Trennwände. Die Sicke schließt mit einem zu der jeweiligen Trennwand hin gerichteten Muldenboden ab. In einer besonderen Ausführung ist der Muldenboden der nach batteriekasteninnen gerichteten Sicken fahrzeugbezogen unterhalb einer Oberkante eines Batteriemoduls angeordnet. Dadurch ergibt sich eine optimale Ausnutzung des Bauraums mit einer maximalen Batteriemodulhöhe, die keinen Einfluss auf die konstruktive Gestaltung des Kontaktelements hat. Bevorzugt sind die Kontaktelemente in dem Muldenboden der Sicken angeordnet und erstrecken sich fahrzeugbezogen bis oberhalb des Deckels. Die Höhe mit der das Kontaktelement den Deckel überragt entspricht dabei der Tiefe der Versteifungssicke des Unterbodens. Insbesondere sind die Kontaktelemente am bzw. im Muldenboden am Deckel befestigt. Bevorzugt erfolgt dies über eine Schraubverbindung.
-
Besonders bevorzugt besteht der dem Unterboden zugewandte Bereich der Kontaktelemente aus einem Gummi oder einem elastischen Kunststoff. Mit anderen Worten ist auf das Kontaktelement, das zum Beispiel aus PP- oder PUR-Kunststoff bzw. aus Stahl besteht, eine Beschichtung bzw. Film aufgebracht, der gegenüber dem sogenannten Basis-Kontaktelement elastisch ist. Dabei ist unter aufgebracht auch im weitesten Sinne aufgelegt bzw. zugeordnet zu verstehen. So kann zum Beispiel auf das Kontaktelement ein Silikonring bzw. eine Silikonscheibe aufgelegt sein, die sich nach der Montage des Batteriekastens zwischen dem Unterboden und dem Kontaktelement anordnet. Dadurch kann ein direkter Kontakt zwischen dem Kontaktelement und dem Unterboden hergestellt werden ohne dass es aufgrund der Relativbewegung des Kontaktelementes zum Unterboden während des Fahrbetriebes zu Korrosion oder störenden Geräuschen kommen kann.
-
Alternativ oder ergänzend kann in einer besonderen Ausführung der Unterboden auf der Fahrzeugaußenseite mit einer organischen, elastischen Masse beschichtet ist. Die organische, elastischen Masse kann z. B. eine SDM-Schicht sein und/oder kann als spritzbare Dämmung aufgetragen werden. Bevorzugt wird die Dämmung nur bereichsweise auf den Unterboden als zweidimensionale Fläche aufgetragen, wobei mehrere Flächen ein regelmäßiges Muster von bereichsweisen Flächen ausbilden die sich entlang des Deckels mindestens zweimal mit gleichem Abstand wiederholen. Die Flächen korrespondieren dabei mit dem Kontaktelement bzw. mit dessen Anlagefläche. Diese Maßnahmen verhindern, dass es während des Fahrbetriebes zu Korrosion am Unterboden oder störenden Geräuschen kommen kann.
-
Bevorzugt ist der Fußraum durch sich in Längsrichtung des Kraftfahrzeuges erstreckende Schweller seitlich begrenzt. Der Schweller besteht aus einer Außen- und Innenschale, die zusammen ein Hohlprofil bilden. Nach außen hin ist der Schweller durch ein Außenblech verkleidet. In einer besonderen Ausführung ist der Unterboden an den inneren Flansch der Außen- und Innenschale angefügt. In Querrichtung des Kraftfahrzeuges ist der Unterboden hinten durch ein sogenanntes Fersenblech begrenzt. Nach vorne schließt der Unterboden mit einem Fußraumquerträger ab. Der Fußraumquerträger bildet den unteren Teil einer Spritzwand und kann mehrteilig als Hohlprofil ausgebildet sein. Weiterhin kann der Unterboden durch einen fahrzeugmittigen Tunnel in Fahrzeuglängsrichtung gesehen in einen rechten und linken Unterboden aufgeteilt sein.
-
Der Batteriekasten kann über Verbindungsmittel am Schweller befestigt sein. Die Verbindungsmittel sind bevorzugt lösbar ausgeführt, z. B. als Dehnschrauben, die nach einmaligem Gebrauch ersetzt werden. Dazu ist in dem Befestigungsbereich am Schweller eine entsprechende Aufnahme vorgesehen sein. Die Aufnahme beinhaltet z. B. eine Schweißmutter. Der Batteriekasten ist über die Verbindungsmittel bevorzugt an lasttragenden Teilen, wie z. B. einem Schweller, der Karosserie des Kraftfahrzeuges befestigt. Lasttragende Teile bzw. Bleche zeichnen sich dadurch aus, dass diese mit anderen Blechen ein Hohlprofil bilden und/oder einer Verformung einen hohen Widerstand entgegen bringen. Im Gegensatz dazu ist der Unterboden nicht lasttragend, sondern zumindest in vertikaler Richtung des Kraftfahrzeuges nachgiebig ausgelegt. Dementsprechend nehmen die Kontaktelemente keine am Unterboden angreifende und von den Kontaktelementen weggerichtete Zugkräfte in vertikaler Richtung des Kraftfahrzeuges und/oder in Achsrichtung der Kontaktelemente auf.
-
Die Kontaktelemente können in Fahrzeugquerrichtung gesehen von dem Schweller mindestens 50 mm, besonders bevorzugt mindestens 80 mm, beabstandet sein. Bevorzugt sind die Kontaktelemente von allen lasttragenden Bauteilen, wie z. B. Tunnel, Schweller, Fersenblech und Fußraumquerträger mindestens 50 mm beabstandet. Dies erleichtert die Montage, da bei Anlage der Kontaktelemente an nicht lasttragenden Bauteilen durch die daraus bedingte Nachgiebigkeit die Montagetoleranz erhöht wird.
-
Die Kontaktelemente können voneinander beabstandet sein. Der Abstand beträgt bevorzugt mindestens 50 mm, besonders bevorzugt mindestens 80 mm. Das Kontaktelement kann über eine Schraube am Batteriekasten befestigt sein. Das Kontaktelement kann zum Batteriekasten hin in der Art einer Scheibe bzw. Fläche ausgebildet sein, die am Deckel anliegt, wobei ein zum Unterboden gerichteter Kragen vom Rand der Scheibe absteht. Das Kontaktelement kann eine zum Unterboden hin gerichtete plane Fläche haben. Das Kontaktelement kann eine punktuelle Abstützung bewirken. Die abstützende Fläche entspricht der Fläche von maximal wenigen Schraubenköpfen mit dem das Kontaktelement am Deckel des Batteriekastens befestigt sein kann, mit anderen Worten entspricht die abstützende Fläche weniger als der 20-fachen Fläche eines Schraubenkopfes. Darüber lässt sich eine ausreichende Abstützfläche erzeugen.
-
Bevorzugt sind die Kontaktelemente mit in den Unterboden eingearbeiteten Versteifungssicken in Anlage, die sich in vom Deckel abgewandter Richtung auswölben. Dadurch kann der Abstand zwischen Fahrzeugboden und Deckel des Batteriekastens minimiert werden. Bei einer besonders günstigen Konstruktion ist die maximale Sickenbereite kleiner als der zweifache Durchmesser des Kontaktelements.
-
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
-
Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
-
Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Batteriekastens in einem Kraftfahrzeug;
- 2 eine perspektivische Darstellung eines Batteriekastens mit einem Deckel und einer Unterschale;
- 3 eine perspektivische Darstellung eines Batteriekastens ohne Deckel in einem Karosserieausschnitt des Kraftfahrzeuges;
- 4 ein Ausschnitt aus einem vertikalen Schnitt gemäß Linie A1-A1 der 3 durch den Batteriekasten mit hinzugefügtem Unterboden des Kraftfahrzeuges;
- 5 ein vertikaler Schnitt gemäß Linie B1-B1 der 3 durch den Batteriekasten mit hinzugefügtem Unterboden des Kraftfahrzeuges; und
- 6 ein vergrößerter Ausschnitt des vertikalen Schnittes der 5.
-
1 zeigt einen Batteriekasten 1 der als Traktionsbatterie 2 zum vollständigen oder teilweisen Antrieb eines Kraftfahrzeugs 3 in der Ausgestaltung als Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug dient. Der Batteriekasten 1 befindet sich unterhalb eines in 1 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellten Unterbodens 4 des Kraftfahrzeuges 3 und ist an der Tragstruktur 5 des Kraftfahrzeugs 3 fest angebunden. Der in 1 nicht dargestellte Unterboden 4 und das schematisch dargestellte Fahrzeugdach 6 begrenzen die Fahrgastzelle von oben und unten. Konkret ist der Batteriekasten 1 in 1 mit den Schwellern 7 in hier nicht dargestellter Weise verschraubt. Auf diese Weise kann der Batteriekasten 1 zum Beispiel auf einer Hebebühne schnell von unten entnommen und durch einen Ersatzbatteriekasten ausgetauscht werden.
-
Gemäß 2 besteht der Batteriekasten 1 aus einem Deckel 8 und einer Unterschale bzw. einem Batterieboden 9, die gas- und flüssigkeitsdicht miteinander verschließbar sind. Die Dichtigkeit wird über ein nicht dargestelltes Dichtungsband hergestellt, das vor Verschraubung des Deckels 8 mit der Unterschale zwischen beiden eingelegt wird. Die Verschraubung erfolgt umlaufend am Flansch des Deckels 8. In 2 ist weiterhin eine Sickenstruktur mit Sicken 10 im Deckel 8 des Batteriekastens 1 zu erkennen. In den Sicken 10 sind Kontaktelemente 11 angeordnet. Die Sicken 10 verlaufen dabei oberhalb von Trennwänden 12.
-
Das Batteriemodul 14 ist aus Batteriezellen 13 aufgebaut, wobei die Batteriemodule 10 durch Trennwände 12 voneinander abgeteilt sind. Diese Trennwände 12 sind in 3 dargestellt, die eine perspektivische Darstellung einer Unterschale bzw. eines Batteriebodens 9 zeigt, wobei der Übersichtlichkeit halber der Unterboden 4 nicht dargestellt ist. Weiterhin sind die Trennwände 12 in 4 zu erkennen, die einen vertikalen Schnitt in Längsrichtung des Kraftfahrzeuges zeigt. Wie aus 3 weiterhin zu erkennen ist, verlaufen die Trennwände 12 schachbrettartig, wobei jeweils zwei Trennwände 12 in Längsrichtung des Kraftfahrzeuges 3 und weitere Trennwände 12 in Querrichtung des Kraftfahrzeuges 3 angeordnet sind. Die rechtwinklig zueinander angeordneten Trennwände 12 bilden dabei Felder aus, in denen die Batteriemodule 14 angeordnet sind. Die Batteriemodule 14 sind zur Wartung und Reparatur aus dem Batteriekasten 1 entnehmbar. Der Batteriekasten 1 ist dabei beliebig skalierbar durch Hinzufügen oder Reduzieren von Trennwänden 12 bzw. Feldern für die Batteriemodule 14.
-
Der Batteriekasten 1 ist in Fahrtrichtung, die mit dem Pfeil F dargestellt ist, durch einen Fußraumquerträger 15 begrenzt, an den sich eine Spritzwand 16 nach oben hin anschließt. Zum Heck des Kraftfahrzeuges 3 hin ist der Batteriekasten 1 durch ein nur schematisch dargestelltes Fersenblech 17 begrenzt, wobei das Fersenblech 17 in Fahrtrichtung gesehen ungefähr in Höhe einer vorderen Radhauskante angeordnet ist. Wie in 4 dargestellt, stehen die Trennwände 12 auf dem Batterieboden 9 auf und erstrecken sich in vertikaler Richtung nach oben bis zu dem Deckel 8. Dabei bildet die Trennwand 12 zum Deckel 8 hin eine mit dem Deckel 8 parallele Fläche aus. Auf dieser Fläche liegt der Deckel 8 mit einer korrespondierenden Fläche auf. Wie in 4 dargestellt, wird diese korrespondierende Fläche durch einen Muldenboden 18 der Sicke 10 des Deckels 8 ausgebildet. Oberhalb des Deckels 8 ist das Kontaktelement 11 angeordnet, wobei das Kontaktelement 11 aus einem Hohlzylinder 19 mit einem Boden 20 besteht. Der Boden 20 des Kontaktelements 11 liegt bündig am Deckel 8 an, wobei das Kontaktelement 11 mit einer Schraube 21 über den Deckel 8 mit der Trennwand 12 verbunden ist. Die Bohrung für die Schraube 21 ist mittig in dem Boden 20 des Kontaktelementes 11 angeordnet. Konkret liegt somit der Boden 20 des Kontaktelementes 11 flächig auf dem Muldenboden 18 der Sicke 10 auf, wobei wiederum der Muldenboden 18 flächig auf der Fläche der Trennwand 12 aufliegt. Somit ist eine sichere Einleitung einer Kraft über das Kontaktelement 11 in den Batteriekasten 1 gewährleistet.
-
Der Muldenboden 18 der Sicke 10 ist dabei vom Unterboden 4 weiter beabstandet als eine Oberkante des Batteriemoduls 14. Das obere Ende des Hohlzylinders 19 des Kontaktelementes 11 überragt dabei den Deckel 8 nach oben nur minimal. Weiterhin bildet die Stirnwand des oberen Endes des Hohlzylinders 19 des Kontaktelementes 11 eine kleine Fläche aus, die nach Montage des Batteriekastens 1 an das Kraftfahrzeug 3 mit dem Unterboden 4 in Anlage kommt. Dabei ist an der Stelle, an der das Kontaktelement 11 mit dem Unterboden 4 in Anlage kommt, in den Unterboden 4 eine Versteifungssicke 22 eingearbeitet. Die Versteifungssicke 22 ist dabei nach oben bzw. nach Fahrzeuginnen zur Fahrgastzelle hin gerichtet. Dadurch kann das Kontaktelement 11 zumindest in der Höhe sehr lang bzw. großvolumig ausgebildet sein, da durch die Versteifungssicke 22 des Unterbodens 4 und die Sicke 10 des Deckels 8 ein Hohlraum ausgebildet ist, in dem das Kontaktelement 11 angeordnet ist. Die Höhe mit der das Kontaktelement 11 den Deckel 8 überragt entspricht dabei der Tiefe der Versteifungssicke 22 des Unterbodens 4. Die übrigen Flächen des Deckels 8 und des Unterbodens 4 liegen demgegenüber sehr eng aneinander an, mit maximal wenigen Millimeter Abstand zueinander. Ein Klappern bzw. störende Geräusche durch ein berühren des Deckels 8 mit dem Unterboden 4 wird somit vermieden, wobei trotzdem der Bauraum optimal ausgenutzt wird.
-
Dabei ist der Unterboden 4 zusätzlich mit einer organischen bzw. elastischen Masse beschichtet, die zur Geräuschdämmung dient und bei einem ungewollten, aufgrund von Fertigungstoleranzen zufällig verursachten Kontakt, mit dem Deckel 8 zu einer entsprechenden Verhinderung von Knacks oder anderen störenden Geräuschen führt. Das Kontaktelement 11 ist dabei in seiner Breite auf die Breite des Muldenbodens 18 der Sicke 10 begrenzt, sodass der Boden 20 des Kontaktelementes 11 flächig am Deckel 8 des Batteriekastens 1 anliegt. In dem Hohlzylinder 19 des Kontaktelements 11 ist aber genügend Bauraum vorhanden, um montagegerecht eine Schraube 21 anzuordnen, da durch die Sicke 10 und die Versteifungssicke 22 im Unterboden 4 genügend Bauraum vorhanden ist. Somit muss das Kontaktelement 11 auch nicht zu filigran ausfallen, was die Fertigungskosten erheblich reduziert.
-
In 5 ist ein Schnitt durch die Bodenstruktur 29 bzw. Plattform des Kraftfahrzeuges 3 in Querrichtung gezeigt. Das Fahrzeug ist dabei durch die Schweller 7 begrenzt, wobei jeder Schweller 7 durch eine Außenschale 23 und eine Innenschale 24 aufgebaut ist. Der Schweller 7 ist nach außen durch ein lackiertes Außenblech 25 das in 5 nur angedeutet ist, nach außen hin verkleidet. Die beiden Schweller 7 sind durch einen Sitzquerträger 26 miteinander lasttragend verbunden, der bei einem Seitencrash die Kräfte jeweils auf die gegenüberliegende Schwellerseite überträgt. Auf dem Sitzquerträger 26 sind die nicht dargestellten vorderen Fahrzeugsitze befestigt, wobei der Sitzquerträger 26 demnach den Unterboden 4 in einen vorderen Unterboden 4 und einen hinteren Unterboden 4 unterteilt. Der vordere Unterboden 4 dient als Fußraum für die Insassen auf den vorderen Fahrzeugsitzen, wobei der hintere Unterboden 4 als Fußraum für Insassen auf einem hinteren Fahrzeugsitz dient. Wie in 6 dargestellt, ist in einer seitlichen, nach außen gerichteten Verlängerung der Unterschale des Batteriekastens 1 eine Gewindebohrung 27 vorgesehen. Korrespondierend ist ein Aufnahmekörper 28 an der Innenschale 24 des Schwellers 7 angeordnet. Dieser Aufnahmekörper 28 nimmt ein nicht dargestelltes Verbindungsmittel auf, dass durch die Gewindebohrung 27 des Batteriekastens 1 gesteckt wird und darüber den Batteriekasten 1 mit der Fahrzeugstruktur des Kraftfahrzeuges 3 verbindet.
-
Der Unterboden 4 ist seitlich bis an den Schweller 7 herangeführt und mit der Innenschale 24 über einen Flansch verschweißt. Wie aus der 6 weiter ersichtlich ist, ist das Kontaktelement 11 vom Schweller 7 beabstandet. Da der Unterboden 4 am Schweller 7 angeflanscht ist, bewirkt dies bereits eine entsprechende Aussteifung am Rande des Unterbodens 4. Somit ist es ausreichend wenn das erste Kontaktelement 11 in einem Abstand von einer Batteriemodullänge vom Schweller 7 beabstandet ist. In einer Beabstandung in der Länge eines Batteriemoduls 14 ist der Unterboden 4 bereits so nachgiebig ausgebildet, dass Fertigungstoleranzen die eine unterschiedliche Höhe der Abstandhalter 11 bewirken ausgeglichen werden können. Sollten die Kontaktelemente 11 jedoch am Unterboden 4 so ungleich anliegen, dass es zu einer ungewollten Auswölbung des Unterbodens 4 kommt, so können die Kontaktelemente 11 über Distanzscheiben entsprechend justiert werden. Durch die dadurch ausgebildete Tragfunktion des Batteriekastens 1 für den Unterboden 4, kann der Unterboden 4 weniger steif ausgebildet und somit leichter gebaut sein.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Batteriekasten
- 2
- Traktionsbatterie
- 3
- Kraftfahrzeug
- 4
- Unterboden
- 5
- Tragstruktur
- 6
- Fahrzeugdach
- 7
- Schweller
- 8
- Deckel
- 9
- Batterieboden
- 10
- Sicke
- 11
- Kontaktelement
- 12
- Trennwand
- 13
- Batteriezelle
- 14
- Batteriemodul
- 15
- Fußraumquerträger
- 16
- Spritzwand
- 17
- Fersenblech
- 18
- Muldenboden
- 19
- Hohlzylinder
- 20
- Boden
- 21
- Schraube
- 22
- Versteifungssicke
- 23
- Außenschale
- 24
- Innenschale
- 25
- Außenblech
- 26
- Sitzquerträger
- 27
- Gewindebohrung
- 28
- Aufnahmekörper
- 29
- Bodenstruktur
- F
- Fahrtrichtung
