DE102018100555A1

DE102018100555A1 - Floor assembly of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102018100555A1
Application number: DE102018100555.5A
Authority: DE
Inventors: Philipp Kellner; Jens Bohlien
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2018-01-11
Filing date: 2018-01-11
Publication date: 2019-07-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bodenbaugruppe (1) eines Kraftfahrzeugs, mit einer Karosserie (2), an die eine Batterie (3) angebunden ist und die einen Karosserietunnel (4) und zwei Seitenschweller (5,6) umfasst, zwischen denen die Batterie (3) angeordnet ist.
Um die Bodenbaugruppe, insbesondere funktionell und/oder im Hinblick auf den benötigten Bauraum, zu verbessern, ist die Anbindung der Batterie (3) an den Karosserietunnel (4) in Fahrzeugquerrichtung so deformationsweich ausgeführt, dass bei einem Seitencrash die Batterie (3) in Fahrzeugquerrichtung relativ zu dem Karosserietunnel (4) verschiebbar ist.

The invention relates to a floor assembly (1) of a motor vehicle, comprising a body (2) to which a battery (3) is connected and which comprises a body tunnel (4) and two side sills (5, 6), between which the battery (3 ) is arranged.
In order to improve the floor assembly, in particular functionally and / or with regard to the required installation space, the connection of the battery (3) to the body tunnel (4) in the vehicle transverse direction is designed so deformation soft that in a side crash the battery (3) in the vehicle transverse direction relative to the body tunnel (4) is displaceable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bodenbaugruppe eines Kraftfahrzeugs, mit einer Karosserie, an die eine Batterie angebunden ist und die einen Karosserietunnel und zwei Seitenschweller umfasst, zwischen denen die Batterie angeordnet ist.The invention relates to a floor assembly of a motor vehicle, with a body to which a battery is connected and which comprises a body tunnel and two side skirts, between which the battery is arranged.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2012 108 816 A1 offenbart eine Batterietrageinrichtung für ein Fahrzeug, wobei die Batterietrageinrichtung folgendes aufweist: Ein Batteriepaket, das unter Anordnung einer Sekundärbatterie in einem Gehäuse gebildet ist und in einem unteren Bereich einer Fahrzeugkarosserie angeordnet ist; und einen verformbaren Träger zum Tragen von einem Ende des Batteriepakets in der Fahrzeugbreitenrichtung, wobei der verformbare Träger sich in Reaktion auf eine Eingangsbelastung von dem einen Ende des Batteriepaktes in der Fahrzeugbreitenrichtung verformt und dadurch das andere Ende des Batteriepakets dazu veranlasst wird, sich in der Belastungseingangsrichtung zu bewegen und sich relativ zu der Fahrzeugkarosserie nach unten zu bewegen. Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2015 100 244 A1 offenbart ein Fahrzeug mit einem Körper und einer Traktionsbatterie, umfassend; ein Befestigungselement, welches einen Führungsabschnitt umfasst, der integral mit einem Scherabschnitt verbunden ist, und ein Traktionsbatteriemontageelement, welches am Körper befestigt ist und mit dem Befestigungselement zusammenwirkt, wobei sich der Scherabschnitt als Reaktion auf eine Kraft, welche einen Schwellenwert überschreitet, vom Führungsabschnitt trennt und sich der Führungsabschnitt innerhalb des Traktionsbatterieelements bewegt, um eine Position der Traktionsbatterie zu ändern, ferner umfassend erste und zweite Traktionsbatterie, welche auf gegenüberliegenden Seiten eines Unterbodentunnels angeordnet sind, wobei das Montageelement einen Schlitz mit einem nach unten abgewinkelten Abschnitt umfasst, um als Reaktion auf die Kraft, die den Schwellenwert überschreitet, wenigstens einen Abschnitt der Batterie unter Komponenten im Unterbodentunnel zu bewegen. Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2010 050 826 A1 offenbart eine Anordnung zumindest einer Traktionsbatterie in einem elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug, wobei die Batterie zwischen den Achsen des Kraftfahrzeugs und zwischen längs verlaufenden, seitlichen Schwellern am Unterboden des Fahrzeugaufbaus und mit einem definierten Abstand zu den Schwellern in einem Batteriekasten gelagert ist, wobei die zumindest eine Batterie durch in einem Seitencrashfall wirksame Mittel zusätzlich vor Beschädigung geschützt ist, wobei die Mittel zwischen den Schwellern und dem Batteriekasten vorgesehene, energieabsorbierende Deformationselemente sind. Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2010 012 109 A1 offenbart ein Fahrzeug mit einer Energiespeichereinheit, welche an einer Karosseriestruktur des Fahrzeugs angeordnet ist, wobei die Karosseriestruktur eine vorgebbare Anzahl von Aufnahmeelementen aufweist, an denen die Energiespeichereinheit mittelbar und/oder unmittelbar angeordnet ist, wobei die Energiespeichereinheit bei einer Kollision, insbesondere einer Seitenkollision, des Fahrzeugs verschwenkbar und/oder verschiebbar ist, wobei das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug, ein mit Gas betriebenes Fahrzeug, ein mit Brennstoffzellen betriebenes Fahrzeug oder ein Elektrofahrzeug ist.The German patent application DE 10 2012 108 816 A1 discloses a battery support device for a vehicle, the battery support device comprising: a battery pack formed by disposing a secondary battery in a housing and disposed in a lower portion of a vehicle body; and a deformable carrier for supporting one end of the battery pack in the vehicle width direction, the deformable carrier deforming in response to an input load from the one end of the battery pack in the vehicle width direction, thereby causing the other end of the battery pack to move in the load input direction to move and to move down relative to the vehicle body. The German patent application DE 10 2015 100 244 A1 discloses a vehicle having a body and a traction battery, comprising; a fastener comprising a guide portion integrally connected to a shear portion and a traction battery mounting member fixed to the body and cooperating with the fastener, the shear portion separating from the guide portion in response to a force exceeding a threshold; the guide portion moves within the traction battery element to change a position of the traction battery, further comprising first and second traction batteries disposed on opposite sides of an underbody tunnel, the mounting member including a slot with a downwardly angled portion to move in response to the traction battery Force exceeding the threshold to move at least a portion of the battery below components in the underfloor tunnel. The German patent application DE 10 2010 050 826 A1 discloses an arrangement of at least one traction battery in an electrically driven motor vehicle, wherein the battery is mounted between the axles of the motor vehicle and between longitudinal side sills on the underbody of the vehicle body and at a defined distance from the sills in a battery box, the at least one battery is additionally protected by means effective in a side crash case from damage, wherein the means between the sills and the battery box provided, energy-absorbing deformation elements are. The German patent application DE 10 2010 012 109 A1 discloses a vehicle with an energy storage unit, which is arranged on a body structure of the vehicle, wherein the body structure has a predeterminable number of receiving elements on which the energy storage unit is arranged indirectly and / or directly, wherein the energy storage unit in a collision, in particular a side collision of the Vehicle is pivotable and / or displaceable, wherein the vehicle is a hybrid vehicle, a gas-powered vehicle, a fuel cell-powered vehicle or an electric vehicle.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bodenbaugruppe eines Kraftfahrzeugs, mit einer Karosserie, an die eine Batterie angebunden ist und die einen Karosserietunnel und zwei Seitenschweller umfasst, zwischen denen die Batterie angeordnet ist, insbesondere funktionell und/oder im Hinblick auf den benötigten Bauraum, zu verbessern.The object of the invention is a floor assembly of a motor vehicle, with a body to which a battery is connected and which includes a body tunnel and two side skirts, between which the battery is arranged, in particular functionally and / or in view of the required space improve.

Die Aufgabe ist bei einer Bodenbaugruppe eines Kraftfahrzeugs, mit einer Karosserie, an die eine Batterie angebunden ist und die einen Karosserietunnel und zwei Seitenschweller umfasst, zwischen denen die Batterie angeordnet ist, dadurch gelöst, dass die Anbindung der Batterie an den Karosserietunnel in Fahrzeugquerrichtung so deformationsweich ausgeführt ist, dass bei einem Seitencrash die Batterie in Fahrzeugquerrichtung relativ zu dem Karosserietunnel verschiebbar ist. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Hybridfahrzeug oder um ein rein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug. Dann handelt es sich bei der Batterie vorzugsweise um eine Traktionsbatterie. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich aber auch zum Beispiel um ein Kraftfahrzeug mit einem Brennstoffzellenantrieb handeln. Die Seitenschweller sind Teil der Karosserie und erstrecken sich in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs. Daher können die Seitenschweller auch als Längsschweller bezeichnet werden. Die Längsrichtung des Kraftfahrzeugs wird auch als x-Richtung bezeichnet. Dann wird die Querrichtung des Kraftfahrzeugs als y-Richtung bezeichnet. Eine z-Achse erstreckt sich senkrecht zu einer Ebene, die durch die x-Achse und die y-Achse aufgespannt wird. Die z-Richtung wird auch als Fahrzeughöhenrichtung bezeichnet. Die Batterie ist seitlich an den beiden Seitenschwellern befestigt. In Fahrzeugquerrichtung ist die Karosserie vorzugsweise mittig an dem Karosserietunnel befestigt. Durch die deformationsweiche Ausführung der Anbindung der Batterie an den Karosserietunnel wird ermöglicht, dass sich die Traktionsbatterie bei einem Seitencrash relativ zu dem Karosserietunnel in Richtung der Belastung verschiebt. Das liefert den Vorteil, dass bei einem Seitencrash beide seitlichen Deformationszonen, die vorteilhaft von den Seitenschwellern dargestellt werden, genutzt werden können. Bei einem seitlichen Aufprall, zum Beispiel einem seitlichen Pfahlaufprall, kann durch die in Fahrzeugquerrichtung deformationsweiche oder nachgiebige Ausführung der Anbindung der Batterie an den Karosserietunnel ab einem Zeitpunkt, an dem eine aufprallseitige Deformationszone, die durch einen der Seitenschweller dargestellt wird, aufgebraucht ist, eine Verschiebung, insbesondere eine Starrkörperverschiebung, der Batterie in Fahrzeugquerrichtung stattfinden. Dann kann die Deformationszone, die durch den Seitenschweller auf der aufprallabgewandten Seite dargestellt wird, vorteilhaft mit genutzt werden. So kann eine konstruktiv erforderliche Deformationszone auf beide Seiten aufgeteilt werden, das heißt auf beide Seitenschweller verteilt werden. Dann kann die Batterie vorteilhaft größer beziehungsweise breiter ausgeführt werden. Dadurch wiederum kann die Reichweite eines mit der Batterie ausgestatteten Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs erhöht werden. Die Batterie ist vorzugsweise modulartig mit einer Vielzahl von Batteriemodulen ausgeführt. Die Batteriemodule weisen vorteilhaft integrierte Lastpfade auf, die sich in Fahrzeugquerrichtung zwischen den beiden Seitenschwellern erstrecken. Die Lastpfade können auch in einen Tragrahmen oder Tragkasten für die Batteriemodule integriert sein. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Bodenbaugruppe ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein in Fahrzeugquerrichtung deformationsweicher Anbindungsbereich für die Batterie mittig in Fahrzeugquerrichtung an dem Karosserietunnel angeordnet ist. Dadurch kann auf einfache Art und Weise die vorab beschriebene Verschiebung der Batterie relativ zu dem Karosserietunnel in Fahrzeugquerrichtung erreicht werden.The object is achieved in a base assembly of a motor vehicle, with a body to which a battery is connected and which includes a body tunnel and two side skirts, between which the battery is arranged, that the connection of the battery to the body tunnel in the vehicle transverse direction as soft as deformation is carried out that in a side crash, the battery in the vehicle transverse direction is displaceable relative to the body tunnel. The motor vehicle is preferably a hybrid vehicle or a purely electrically driven motor vehicle. Then, the battery is preferably a traction battery. The motor vehicle can also be, for example, a motor vehicle with a fuel cell drive. The side skirts are part of the body and extend in the longitudinal direction of the motor vehicle. Therefore, the side skirts may also be referred to as longitudinal skirts. The longitudinal direction of the motor vehicle is also referred to as the x-direction. Then, the transverse direction of the motor vehicle is referred to as y-direction. A z-axis extends perpendicular to a plane spanned by the x-axis and the y-axis. The z-direction is also referred to as the vehicle height direction. The battery is attached to the side of the two side sills. In the vehicle transverse direction, the body is preferably mounted centrally on the body tunnel. Due to the deformation-soft design of the connection of the battery to the body tunnel is made possible that the traction battery shifts in a side crash relative to the body tunnel in the direction of the load. This provides the advantage that in a side crash both lateral deformation zones, which are advantageously represented by the side skirts, can be used. In the event of a side impact, for example a lateral pile impact, it is possible for the connection of the battery to the battery to be deformed or compliant in the vehicle transverse direction Body tunnel from a time at which an impact-side deformation zone, which is represented by one of the side skirts is used up, a shift, in particular a rigid body displacement, the battery take place in the vehicle transverse direction. Then, the deformation zone, which is represented by the side skirts on the impact side facing away, can be advantageously used with. Thus, a structurally required deformation zone can be divided on both sides, that is distributed on both side skirts. Then the battery can advantageously be made larger or wider. This in turn can increase the range of a battery-equipped hybrid vehicle or electric vehicle. The battery is preferably designed in a modular manner with a multiplicity of battery modules. The battery modules advantageously have integrated load paths that extend in the vehicle transverse direction between the two side sills. The load paths may also be integrated into a support frame or support box for the battery modules. A preferred embodiment of the floor assembly is characterized in that at least one in the vehicle transverse direction deformation soft connection region for the battery is arranged centrally in the vehicle transverse direction on the body tunnel. As a result, the previously described displacement of the battery relative to the body tunnel in the vehicle transverse direction can be achieved in a simple manner.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Bodenbaugruppe ist dadurch gekennzeichnet, dass der in Fahrzeugquerrichtung deformationsweiche Anbindungsbereich für die Batterie in Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeughöhenrichtung deutlich steifer als in Fahrzeugquerrichtung ist. Dadurch wird auf einfache Art und Weise eine stabile Befestigung beziehungsweise Betriebsfestigkeit der Batterie an der Karosserie des Kraftfahrzeugs sichergestellt. Durch die deformationsweiche oder nachgiebige Gestaltung des Anbindungsbereichs in Fahrzeugquerrichtung wird in Kombination mit der deutlich steiferen Gestaltung des Anbindungsbereichs in Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeughöhenrichtung eine Führung der Batterie, insbesondere der mit einem entsprechenden Lastpfad versehenen Batteriemodule, bei einem Seitencrash, insbesondere bei einem seitlichen Pfahlaufprall, in Fahrzeugquerrichtung realisiert.A further preferred exemplary embodiment of the floor assembly is characterized in that the connection area which is soft in the vehicle transverse direction for the battery in the vehicle longitudinal direction and in the vehicle height direction is significantly stiffer than in the vehicle transverse direction. As a result, a stable attachment or operational stability of the battery to the body of the motor vehicle is ensured in a simple manner. Due to the deformation-soft or flexible design of the connection region in the vehicle transverse direction in combination with the much stiffer design of the connection region in the vehicle longitudinal direction and vehicle height direction guiding the battery, in particular provided with a corresponding load path battery modules, in a side impact, especially in a lateral pile impact, in Vehicle transverse direction realized.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Bodenbaugruppe ist dadurch gekennzeichnet, dass der deformationsweiche Anbindungsbereich zum Befestigen der Batterie an dem Karosserietunnel geometrisch und/oder materialmäßig so ausgeführt ist, dass der deformationsweiche Anbindungsbereich in Fahrzeugquerrichtung einen geringeren Deformationswiderstand aufweist als in Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeughöhenrichtung. Der Anbindungsbereich ist vorzugsweise Bestandteil des Karosserietunnels.A further preferred embodiment of the floor assembly is characterized in that the deformation-soft connection area for attaching the battery to the body tunnel is geometrically and / or material designed so that the deformation soft connection area in the vehicle transverse direction has a lower deformation resistance than in the vehicle longitudinal direction and vehicle height direction. The connection area is preferably part of the body tunnel.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Bodenbaugruppe ist dadurch gekennzeichnet, dass der in Fahrzeugquerrichtung deformationsweiche Anbindungsbereich für die Batterie an einem Anbindungsprofil des Karosserietunnels vorgesehen ist, das in Fahrzeuglängsrichtung orientiert ist. Dadurch wird auf einfache Art und Weise die Festigkeit oder Stabilität des Karosserietunnels in Fahrzeuglängsrichtung erhöht. Der Karosserietunnel an sich ist in Fahrzeugquerrichtung eher steif ausgeführt. Durch das Anbindungsprofil wird der Karosserietunnel nur in dem Anbindungsbereich für die Batterie in Fahrzeugquerrichtung deformationsweich oder nachgiebig gestaltet.A further preferred exemplary embodiment of the floor assembly is characterized in that the connection area for the battery that is soft in deformation in the vehicle transverse direction is provided on a connection profile of the body tunnel, which is oriented in the vehicle longitudinal direction. As a result, the strength or stability of the body tunnel in the vehicle longitudinal direction is increased in a simple manner. The body tunnel itself is rather stiff in the vehicle transverse direction. Due to the connection profile of the body tunnel is designed soft or soft deformation only in the connection area for the battery in the vehicle transverse direction.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Bodenbaugruppe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Anbindungsprofil des Karosserietunnels als Hutprofil mit einer Anbindungsbasis ausgeführt ist, von der zwei Deformationsschenkel abgewinkelt sind. Mit der Anbindungsbasis kann die Batterie auf einfache Art und Weise stabil an dem Anbindungsprofil des Karosserietunnels befestigt werden. Die Befestigung der Batterie kann zum Beispiel stoffschlüssig, zum Beispiel durch Schweißen oder Kleben, erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die Befestigung der Batterie an der Anbindungsbasis des Anbindungsprofils des Karosserietunnels mit geeigneten Befestigungsmitteln, wie Befestigungsschrauben, realisiert werden. Die Deformationsschenkel ermöglichen auf einfache Art und Weise eine Bewegung, insbesondere die vorab beschriebene Verschiebung der Batterie relativ zu dem Karosserietunnel beziehungsweise zu dem Rest des Karosserietunnels, wenn das Anbindungsprofil mit dem Anbindungsbereich als Bestandteil des Karosserietunnels angesehen wird. Die Deformationsschenkel sind an dem Karosserietunnel beziehungsweise an dem übrigen Teil des Karosserietunnels befestigt. Die Befestigung der Deformationsschenkel erfolgt zum Beispiel stoffschlüssig, zum Beispiel durch Schweißen oder Kleben. Zu diesem Zweck sind die Deformationsschenkel an ihren freien Enden vorteilhaft mit abgewinkelten Endabschnitten versehen, die an einem Profilelement des Karosserietunnels befestigt sind.A further preferred embodiment of the floor assembly is characterized in that the connection profile of the body tunnel is designed as a hat profile with a connection base, are bent from the two deformation legs. With the connection base, the battery can be fixed in a simple manner stable to the connection profile of the body tunnel. The attachment of the battery can for example be cohesively, for example by welding or gluing done. Alternatively or additionally, the attachment of the battery to the connection base of the connection profile of the body tunnel can be realized with suitable fastening means, such as fastening screws. The deformation legs allow in a simple manner a movement, in particular the previously described displacement of the battery relative to the body tunnel or to the rest of the body tunnel, if the connection profile is considered with the connection area as part of the body tunnel. The deformation legs are attached to the body tunnel or to the remaining part of the body tunnel. The attachment of the deformation leg is done for example cohesively, for example by welding or gluing. For this purpose, the deformation legs are advantageously provided at their free ends with angled end portions which are attached to a profile element of the body tunnel.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Bodenbaugruppe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Anbindungsprofil aus einem metallischen Material gebildet ist. Bei dem metallischen Material handelt es sich zum Beispiel um ein Aluminiummaterial oder um ein Stahlmaterial. Damit kann auf einfache Art und Weise eine gewünschte Festigkeit des Anbindungsprofils in Fahrzeuglängsrichtung und Fahrzeughöhenrichtung realisiert werden, wobei gleichzeitig die gewünschte Nachgiebigkeit beziehungsweise deformationsweiche Ausführung in Fahrzeugquerrichtung dargestellt werden kann.Another preferred embodiment of the floor assembly is characterized in that the connection profile is formed of a metallic material. The metallic material is, for example, an aluminum material or a steel material. This can be realized in a simple manner, a desired strength of the connection profile in the vehicle longitudinal direction and vehicle height direction, at the same time the desired compliance or deformation-soft design in the vehicle transverse direction can be shown.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Bodenbaugruppe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Anbindungsprofil ein zentrales Durchgangsloch umfasst. Das zentrale Durchgangsloch ist vorteilhaft mit einem Gewinde versehen. Das Gewinde kann zum Beispiel mit einer Mutter dargestellt werden, die an der Anbindungsbasis des Anbindungsprofils befestigt ist. Die Befestigung erfolgt dann vorteilhaft mit einer Befestigungsschraube, die von einer Unterseite der Batterie durch die Batterie in das Durchgangsloch eingeschraubt wird.A further preferred embodiment of the floor assembly is characterized in that the connection profile comprises a central through hole. The central through hole is advantageously provided with a thread. The thread can be represented, for example, with a nut attached to the attachment base of the tie-down profile. The attachment is then advantageously with a mounting screw which is screwed from a bottom of the battery through the battery in the through hole.

Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Karosserietunnel, insbesondere ein Anbindungsprofil, und/oder eine Batterie für eine vorab beschriebene Bodenbaugruppe. Die genannten Teile sind separat handelbar.The invention further relates to a body tunnel, in particular a connection profile, and / or a battery for a previously described floor assembly. The parts mentioned are separately tradable.

Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug mit einer vorab beschriebenen Bodenbaugruppe. Das an dem Karosserietunnel befestigte Anbindungsprofil umfasst in Fahrzeuglängsrichtung vorteilhaft mehrere Anbindungsbereiche, die in Fahrzeugquerrichtung deformationsweich ausgeführt sind. Dadurch wird auf einfache Art und Weise die gewünschte Verschiebung der Batterie relativ zu dem Karosserietunnel bei einer Lastaufbringung an unterschiedlichen Stellen der Seitenschweller der Karosserie sichergestellt.The invention further relates to a hybrid or electric vehicle with a previously described bottom module. The attached to the body tunnel connection profile includes in the vehicle longitudinal direction advantageously a plurality of connection areas, which are executed deformation soft in the vehicle transverse direction. This ensures in a simple manner, the desired displacement of the battery relative to the body tunnel at a load application at different locations of the side skirts of the body.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung der Bodenbaugruppe eines Elektrofahrzeugs mit einer Karosserie, an die eine Batterie zwischen zwei Seitenschwellern an einen Karosserietunnel angebunden ist im Querschnitt;
2 einen vergrößerten Ausschnitt mit einem in Fahrzeugquerrichtung deformationsweich ausgeführten Anbindungsbereich für die Batterie an den Karosserietunnel in einem normalen Betriebszustand des Elektrofahrzeugs; und
3 den gleichen Ausschnitt wie in 2 mit einem durch einen Seitencrash deformierten Anbindungsbereich der Batterie an dem Karosserietunnel.

Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments are described in detail. Show it:

1 a schematic representation of the bottom assembly of an electric vehicle with a body to which a battery between two side sills is connected to a body tunnel in cross section;
2 an enlarged section with a deformation in the vehicle transverse direction deformation soft connection area for the battery to the body tunnel in a normal operating condition of the electric vehicle; and
3 the same section as in 2 with a connection region of the battery deformed by a side crash on the body tunnel.

In 1 ist eine Bodenbaugruppe 1 eines Elektrofahrzeugs mit einer Karosserie 2 und einer Batterie 3 im Querschnitt dargestellt. Bei der Batterie 3 des Elektrofahrzeugs handelt es sich um eine Traktionsbatterie mit einem Hochvoltbatteriesystem 10. Das Hochvoltbatteriesystem 10 umfasst mehrere Batteriemodule, die in einem Batterierahmen oder Batteriekasten angeordnet sein können.In 1 is a floor assembly 1 an electric vehicle with a body 2 and a battery 3 shown in cross section. At the battery 3 The electric vehicle is a traction battery with a high-voltage battery system 10 , The high-voltage battery system 10 includes a plurality of battery modules that may be disposed in a battery frame or battery box.

Die Karosserie 2 umfasst einen Karosserietunnel 4 und zwei Seitenschweller 5, 6, die auch als Längsschweller bezeichnet werden können. Der Karosserietunnel 4 ist mittig zwischen den Seitenschwellern 5, 6 angeordnet. Der Karosserietunnel 4 und die Seitenschweller 5 und 6 erstrecken sich in einer Fahrzeuglängsrichtung, die auch als x-Richtung bezeichnet wird.The body 2 includes a body tunnel 4 and two side skirts 5 . 6 , which can also be referred to as longitudinal skirts. The body tunnel 4 is in the middle between the side sills 5 . 6 arranged. The body tunnel 4 and the side skirts 5 and 6 extend in a vehicle longitudinal direction, which is also referred to as x-direction.

Die x-Richtung wird durch eine x-Achse eines kartesischen Koordinatensystems definiert, die in den 1 bis 3 senkrecht aus der Zeichenebene herausragt. Eine Fahrzeugquerrichtung wird auch als y-Richtung bezeichnet. Eine Fahrzeughöhenrichtung wird auch als z-Richtung bezeichnet. Die zugehörige y-Achse und die zugehörige z-Achse sind in den 2 und 3 unterhalb der Batterie 3 angedeutet.The x-direction is defined by an x-axis of a Cartesian coordinate system used in the 1 to 3 protrudes vertically out of the plane of the drawing. A vehicle transverse direction is also referred to as y-direction. A vehicle height direction is also referred to as a z-direction. The associated y-axis and the associated z-axis are in the 2 and 3 below the battery 3 indicated.

Die Batteriemodule der Traktionsbatterie 3 umfassen Lastpfade und fungieren bei einem Crash, insbesondere einem Seitencrash, als Querlastpfade zwischen den beiden Seitenschwellern 5, 6. Wenn die Batteriemodule Bestandteil eines Batterieträgers sind, dann umfasst der Batterieträger der Traktionsbatterie 3 die Querlastpfade.The battery modules of the traction battery 3 include load paths and, in the event of a crash, in particular a side crash, function as cross load paths between the two side sills 5 . 6 , If the battery modules are part of a battery carrier, then the battery carrier comprises the traction battery 3 the shear load paths.

Um die Batteriemodule bei einem Crash, insbesondere Seitencrash, zu schützen, sind die Seitenschweller 5, 6 vorteilhaft so ausgeführt, dass sie Deformationszonen zwischen der Traktionsbatterie 3 und den Seitenschwellern 5, 6 darstellen, wie in 1 durch Doppelpfeile 11 und 12 angedeutet ist.To protect the battery modules in a crash, especially side crash, the side skirts 5 . 6 Advantageously designed so that they deformation zones between the traction battery 3 and the side sills 5 . 6 pose as in 1 by double arrows 11 and 12 is indicated.

Die Traktionsbatterie 3 ist in einem Anbindungsbereich 7 an den Karosserietunnel 4 angebunden. Der Anbindungsbereich 7 umfasst ein Anbindungsprofil 8, das als Hutprofil ausgeführt ist. Durch eine strichpunktierte Linie 9 ist in 1 angedeutet, dass die Traktionsbatterie 3, zum Beispiel mit Hilfe von geeigneten Befestigungsmitteln, wie Befestigungsschrauben, an dem Anbindungsprofil 8 des Karosserietunnels 4 befestigt ist.The traction battery 3 is in a connection area 7 to the body tunnel 4 tethered. The connection area 7 includes a connection profile 8th , which is designed as a hat profile. By a dot-dash line 9 is in 1 hinted that the traction battery 3 For example, with the help of suitable fasteners, such as fastening screws, to the connection profile 8th of the car body tunnel 4 is attached.

Die Seitenschweller 5, 6 umfassen jeweils ein quadratisches Hohlprofil 13; 16, von dem auf einander zugewandten Seiten zwei rechteckförmige Profile 14, 15; 17, 18 ausgehen.The side skirts 5 . 6 each comprise a square hollow profile 13 ; 16 , from the sides facing each other, two rectangular profiles 14 . 15 ; 17 . 18 out.

Die Traktionsbatterie 3 ist über einen Kopplungskörper 19 an den Seitenschweller 5 mit den Profilen 13 bis 15 angebunden. Auf der anderen Seite ist die Traktionsbatterie 3 durch einen Kopplungskörper 20 an den Seitenschweller 6 mit den Profilen 16 bis 18 angebunden. Die Kopplungskörper 19, 20 können zusätzliche Deformationskörper darstellen.The traction battery 3 is via a coupling body 19 on the side skirts 5 with the profiles 13 to 15 tethered. On the other side is the traction battery 3 through a coupling body 20 on the side skirts 6 with the profiles 16 to 18 tethered. The coupling bodies 19 . 20 can represent additional deformation bodies.

Durch die in 1 dargestellte Bodenbaugruppe 1 können bei einem Crash, insbesondere bei einem Seitencrash, beide seitlichen Deformationszonen 21, 22 auf der linken und rechten Fahrzeugseite genutzt werden, indem die im Bereich des Karosserietunnels 4 in der Fahrzeugmitte, also im Bereich von y gleich null, angeordneten Anbindungspunkte oder Anbindungsbereiche 7 zur Befestigung des Hochvoltbatteriesystems 10 in Fahrzeugquerrichtung besonders deformationsweich ausgeführt sind. By the in 1 illustrated floor assembly 1 can in a crash, especially in a side crash, both lateral deformation zones 21 . 22 be used on the left and right side of the vehicle by the in the area of the body tunnel 4 in the vehicle center, ie in the range of y equal to zero, arranged connection points or connection areas 7 for fastening the high-voltage battery system 10 are executed in the vehicle transverse direction particularly deformation soft.

Im beziehungsweise beim seitlichen Pfahlaufprall kann durch die deformationsweiche Ausführung des zentralen Anbindungspunkts beziehungsweise Anbindungsbereichs 7 ab dem Zeitpunkt, an welchem die betroffene Deformationszone 11 oder 12 aufgebraucht ist, eine Starrkörperverschiebung der Batteriemodule oder des Batterierahmens des Hochvoltbatteriesystems 10 in Fahrzeugquerrichtung stattfinden, wobei eine entsprechende Lastniveaustufung vorausgesetzt wird. Infolge der Verschiebung des Hochvoltbatteriesystems 10 relativ zu dem Karosserietunnel 4 kann die Deformationszone 12 oder 11 auf der aufprallabgewandten Seite des Fahrzeugs mitgenutzt werden.In or during the lateral pile impact can be due to the deformation soft execution of the central connection point or connection area 7 from the date on which the affected deformation zone 11 or 12 is used up, a rigid body displacement of the battery modules or the battery frame of the high-voltage battery system 10 take place in the vehicle transverse direction, with a corresponding load rating is assumed. Due to the displacement of the high-voltage battery system 10 relative to the body tunnel 4 can the deformation zone 12 or 11 be shared on the impact side facing away from the vehicle.

Eine konstruktiv erforderliche Gesamtdeformationszone kann somit entsprechend auf beide Seiten aufgeteilt werden. Die Batteriemodule des Hochvoltbatteriesystems 10 können in Konsequenz größer beziehungsweise breiter ausgeführt werden. Dadurch kann mehr Zellmaterial zur Darstellung des Hochvoltbatteriesystems 10 verwendet werden. Dadurch wiederum kann die Reichweite eines mit der Traktionsbatterie 3 ausgestatteten Elektrofahrzeugs vergrößert werden.A structurally required Gesamtdeformationszone can thus be divided accordingly on both sides. The battery modules of the high-voltage battery system 10 can consequently be made larger or wider. This allows more cell material to represent the high-voltage battery system 10 be used. This in turn can increase the range of one with the traction battery 3 equipped electric vehicle.

In den 2 und 3 sieht man, dass der Karosserietunnel 4 zwei Profilelemente 23, 24 umfasst. Das Profilelement 24 ist zwischen dem Profilelement 23 und dem Anbindungsprofil 8 angeordnet. Das Anbindungsprofil 8 ist als Hutprofil mit einer Anbindungsbasis 25 ausgeführt, von der zwei Deformationsschenkel 26, 27 abgewinkelt sind.In the 2 and 3 you can see that the body tunnel 4 two profile elements 23 . 24 includes. The profile element 24 is between the profile element 23 and the connection profile 8th arranged. The connection profile 8th is as a hat profile with a connection base 25 executed, from the two deformation legs 26 . 27 are angled.

An den freien Enden der Deformationsschenkel 26, 27 wiederum sind Endabschnitte 35, 36 abgewinkelt. Mit den abgewinkelten Endabschnitten 35, 36 ist das Anbindungsprofil 8 stoffschlüssig, zum Beispiel durch Schweißen, fest mit dem Profilelement 24 des Karosserietunnels 4 verbunden.At the free ends of the deformation legs 26 . 27 in turn are end sections 35 . 36 angled. With the angled end sections 35 . 36 is the connection profile 8th cohesively, for example by welding, firmly with the profile element 24 of the car body tunnel 4 connected.

Das Anbindungsprofil 8 umfasst in der Anbindungsbasis 25 ein zentrales Durchgangsloch 28. Zentral bedeutet in diesem Zusammenhang mittig im Sinne von y gleich null. Auf der der Traktionsbatterie 3 abgewandten Seite der Anbindungsbasis 25 des Anbindungsprofils 8 ist eine Mutter 29 mit einem Innengewinde an der Anbindungsbasis 25 befestigt.The connection profile 8th includes in the connection base 25 a central through hole 28 , Central in this context means zero in the sense of y. On the traction battery 3 opposite side of the connection base 25 of the connection profile 8th is a mother 29 with an internal thread at the connection base 25 attached.

Zur Befestigung der Traktionsbatterie 3 an dem Anbindungsbereich 7 des Karosserietunnels 4 dient eine exemplarisch dargestellte Befestigungsschraube 30. Die Befestigungsschraube 30 umfasst einen Schraubenkopf 31, von dem ein Schraubenschaft 32 ausgeht. Der Schraubenschaft 32 erstreckt sich durch ein entsprechendes Durchgangsloch in der Traktionsbatterie 3.For attaching the traction battery 3 at the connection area 7 of the car body tunnel 4 serves an exemplary illustrated fastening screw 30 , The fixing screw 30 includes a screw head 31 from which a screw shaft 32 emanates. The screw shaft 32 extends through a corresponding through hole in the traction battery 3 ,

Ein freies Ende 33 des Schraubenschafts 32 ist mit einem Außengewinde versehen, mit dem der Schraubenschaft 32 in die an der Anbindungsbasis 25 befestigte Mutter 29 eingeschraubt ist. Die Bodenbaugruppe 1 ist nach unten durch ein Bodenblech 40 abgeschlossen.A free end 33 of the screw shaft 32 is provided with an external thread, with the screw shaft 32 in the at the connection base 25 attached mother 29 is screwed. The floor assembly 1 is down through a floor panel 40 completed.

In 2 ist der nichtdeformierte oder undeformierte Zustand des deformationsweichen oder nachgiebigen karosserieseitigen Anbindungsbereichs oder Anbindungspunkts 7 dargestellt. Das als Hutprofil ausgeführte Anbindungsprofil 8 hat die gleiche Gestalt wie ein darüber angeordnetes Hutprofil des Profilelements 23 des Karosserietunnels 4.In 2 is the undeformed or undeformed state of the deformable or compliant body-side attachment area or attachment point 7 shown. The connection profile designed as a hat profile 8th has the same shape as a hat profile of the profile element arranged above it 23 of the car body tunnel 4 ,

In 3 ist durch einen Pfeil 41 eine Last angedeutet, die in oder bei einem Seitencrash, insbesondere Pfahlaufprall, über den Seitenschweller (5 in 1) nach Aufbrauchen der Deformationszone (11 in 1) des Seitenschwellers auf das Hochvoltbatteriesystem 10 wirkt. Die deformationsweiche oder nachgiebige Anbindung der Traktionsbatterie 3 an den Karosserietunnel 4 ermöglicht eine durch Pfeile 42 und 43 in 3 angedeutete Verschiebung der Traktionsbatterie 3 in Fahrzeugquerrichtung von y gleich null in 3 nach rechts, also in der negativen y-Richtung. Das liefert den Vorteil, dass zusätzlicher Deformationsfreiraum auf der crashabgewandten Seite, also in 3 der rechten Seite, genutzt werden kann.In 3 is by an arrow 41 a load indicated in or during a side impact, in particular pile impact, on the side skirts ( 5 in 1 ) after exhaustion of the deformation zone ( 11 in 1 ) of the side sill on the high-voltage battery system 10 acts. The deformation soft or yielding connection of the traction battery 3 to the body tunnel 4 allows one by arrows 42 and 43 in 3 indicated displacement of the traction battery 3 in the vehicle transverse direction of y equal to zero in 3 to the right, ie in the negative y-direction. This provides the advantage that additional deformation space on the crash side facing away, ie in 3 the right side, can be used.

Die nachgiebige oder deformationsweiche Ausführung des Anbindungsbereichs 7 wird durch eine Bewegung des Anbindungsprofils 8 im Bereich der Deformationsschenkel 26, 27 realisiert. In 3 sieht man, dass die Endabschnitte 35, 36 der Deformationsschenkel 26, 27 unverändert an dem Profilelement 24 des Karosserietunnels 4 befestigt sind. Die Anbindungsbasis 25 des Anbindungsprofils 8 ist ebenfalls unverändert fest mit der Batterie 3 verbunden. Die Deformationsschenkel 26, 27 des Anbindungsprofils 8 sind gegenüber dem in 2 dargestellten Normalzustand schräg gestellt. Dadurch wird auf einfache Art und Weise die gewünschte Verschiebung der Traktionsbatterie 3 in 3 nach rechts ermöglicht.The flexible or deformation-soft design of the connection area 7 is due to a movement of the connection profile 8th in the area of the deformation limbs 26 . 27 realized. In 3 you can see that the end sections 35 . 36 the deformation leg 26 . 27 unchanged on the profile element 24 of the car body tunnel 4 are attached. The connection basis 25 of the connection profile 8th is also unchanged fixed to the battery 3 connected. The deformation legs 26 . 27 of the connection profile 8th are opposite the in 2 illustrated normal state inclined. This will in a simple way, the desired displacement of the traction battery 3 in 3 allows to the right.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012108816 A1 [0002]
DE 102015100244 A1 [0002]
DE 102010050826 A1 [0002]
DE 102010012109 A1 [0002]

Claims

A floor assembly (1) of a motor vehicle, comprising a body (2) to which a battery (3) is connected and comprising a body tunnel (4) and two side skirts (5, 6), between which the battery (3) is arranged, characterized in that the connection of the battery (3) to the body tunnel (4) in the vehicle transverse direction is carried out so deformation soft that in a side crash the battery (3) in the vehicle transverse direction relative to the body tunnel (4) is displaceable.

Floor group after Claim 1 , characterized in that at least one in the vehicle transverse direction deformation soft connection region (7) for the battery (3) is arranged centrally in the vehicle transverse direction of the body tunnel (4).

Floor assembly according to one of the preceding claims, characterized in that in the vehicle transverse direction deformation soft connection area (7) for the battery (3) in the vehicle longitudinal direction and vehicle height direction is significantly stiffer than in the vehicle transverse direction.

Floor assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the deformation-soft connection region (7) for attaching the battery (3) to the body tunnel (4) geometrically and / or material is designed so that the deformation-soft connection region (7) in the vehicle transverse direction a smaller Deformation resistance than in the vehicle longitudinal direction and vehicle height direction.

Floor assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle transverse direction deformation soft connection area (7) for the battery (3) on a connection profile (8) of the body tunnel (4) is provided, which is oriented in the vehicle longitudinal direction.

Floor assembly after Claim 5 , characterized in that the connection profile (8) of the body tunnel (4) is designed as a hat profile with a connection base (25), of which two deformation legs (26,27) are angled.

Floor assembly after Claim 5 or 6 , characterized in that the connection profile (8) is formed from a metallic material.

Floor assembly according to one of Claims 5 to 7 , characterized in that the connection profile (8) comprises a central through hole (28).

Body tunnel (4), in particular connection profile (8), and / or battery (3) for a floor assembly (1) according to one of the preceding claims.

Hybrid or electric vehicle with a base assembly (1) according to one of Claims 1 to 8th ,