DE102018132167B4 - Fahrzeugbodenstruktur - Google Patents

Abstract

Fahrzeugbodenstruktur (1) für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug (V) oder ein Fahrzeug mit Hybridantrieb (V), umfassend- mindestens einen in Fahrzeuglängsrichtung (L) angeordneten Längsträger (4),- mindestens einen in Fahrzeugquerrichtung (Q) angeordneten Querträger (5),- mindestens ein Bodenblech (3), welches insbesondere eine Fahrgastzelle (F) des Fahrzeugs (V) nach unten abschließt und mit dem mindestens einen Längsträger (4) und/oder dem mindestens einen Querträger (5) verbunden ist,- mindestens einen Sitzquerträger (2) mit mindestens einem dem Bodenblech (3) zugewandten Bereich (2.1) und mindestens einem dem Bodenblech (3) abgewandten Bereich (2.2), welcher auf dem mindestens einen Bodenblech (3) des Fahrzeuges (V) angeordnet und mit dem Bodenblech (3) über den mindestens einen dem Bodenblech (3) zugewandten Bereich (2.1) verbunden ist, wobei sich der Sitzquerträger (2) in Fahrzeugquerrichtung (Q) erstreckt, wobei sich der Sitzquerträger (2) im Wesentlichen über die gesamte Breite der Fahrgastzelle (F) durchgehend erstreckt, wobei der mindestens eine dem Bodenblech (3) abgewandte Bereich (2.2) des Sitzquerträgers (2) zumindest abschnittsweise parallel zum Bodenblech (3) und/oder im Wesentlichen in einer Ebene (E) verläuft, wobei die Fahrzeugbodenstruktur (1) ein unterhalb des Bodenblechs (3) angeordnetes Batteriesystem (7) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenblech (3) einen Tunnelabschnitt (3.1) und der Sitzquerträger (2) im Bereich des Tunnelabschnitts (3.1) eine Aussparung (2.3) aufweisen, wobei der Verlauf der Aussparung (2.3) im Wesentlichen an den Verlauf des Tunnelabschnitts (3.1) angepasst ist.

Description

• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugbodenstruktur, insbesondere für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug oder ein Fahrzeug mit Hybridantrieb, umfassend - mindestens einen in Fahrzeuglängsrichtung angeordneten Längsträger, - mindestens einen in Fahrzeugquerrichtung angeordneten Querträger, - mindestens ein Bodenblech, welches insbesondere eine Fahrgastzelle des Fahrzeugs nach unten abschließt und mit dem mindestens einen Längsträger und/oder dem mindestens einen Querträger verbunden ist, - mindestens einen Sitzquerträger mit mindestens einem dem Bodenblech zugewandten Bereich und mindestens einem dem Bodenblech abgewandten Bereich, welcher auf dem mindestens einen Bodenblech des Fahrzeuges angeordnet und mit dem Bodenblech über den mindestens einen dem Bodenblech zugewandten Bereich verbunden ist, wobei sich der Sitzquerträger in Fahrzeugquerrichtung erstreckt.
• Technischer Hintergrund
• Karosserien für elektrisch angetriebene bzw. batterieelektrische Fahrzeuge unterscheiden sich in der Bauweise von konventionell angetriebenen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Die Änderungen werden im Wesentlichen durch einen Austausch des Verbrennungsmotors, der Abgasanlage und des Tanks gegen einen elektrischen Antrieb mit Batteriesystem und Ladesystem verursacht. Das Batteriesystem, welches im Wesentlichen ein Batteriegehäuse mit darin angeordneten Batterieelementen und ggf. weiteren Elementen wie Kabel, Temperiermittel etc. umfasst, weist einen hohen Bauraumbedarf und ein hohes Gewicht auf, wobei die Dimensionierung und Größe des Batteriesystems respektive des Batteriegehäuses abhängig von der Kapazität der Batterieelemente ist. In elektrisch angetriebenen bzw. batterieelektrischen Fahrzeugen wird das Batteriesystem vorzugsweise unterhalb eines Fahrzeugs, insbesondere unterhalb des Fahrzeugbodens unterhalb der Fahrgastzelle eines Fahrzeugs montiert. Das Batteriesystem respektive das Batteriegehäuse erstreckt sich beispielsweise im montierten Zustand in Fahrzeugquerrichtung zwischen Längsträgern einer Bodenstruktur bzw. den Schwellern und in Fahrzeuglängsrichtung zwischen den Achsen des Fahrzeugs. Das Montieren bzw. die Befestigung des Batteriesystems respektive des Batteriegehäuses an einen Fahrzeugboden erfolgt insbesondere über Anbindungspunkte bzw. -bereiche, welche an einem dafür ausgelegten Bereich insbesondere am seitlichen Rand, optional auch am vorderen und/oder hinteren Rand des Batteriegehäuses und an korrespondierenden Bereichen am Fahrzeugboden vorgesehen sind. Das Montieren bzw. Befestigen des Batteriesystems erfolgt mit lösbaren Verbindungsmitteln, vorzugsweise mit Schrauben, an den Fahrzeugboden. Eine entsprechende Ausführung ist in der DE 10 2016 110 330 A1 gezeigt.
• Auf dem Bodenblech des Fahrzeugs, insbesondere auf der Seite der Fahrgastzelle, wird unter anderem mindestens ein Sitzquerträger zur Anbindung mindestens eines vorderen Sitzes angeordnet und mit dem Bodenblech verbunden, vorzugsweise stoffschlüssig. Bei einem Seitencrash deformieren der mindestens eine Sitzquerträger und das Bodenblech durch eine quer zur Fahrzeuglängsrichtung bzw. in Fahrzeugquerrichtung eingebrachte Energie und tragen zum Abbau der Crashenergie bei. Durch die Deformation des mindestens einen Sitzquerträgers entstehen Deformationen im Bodenblech, die in einem konventionell mit einem Verbrennungsmotor angetriebenen Fahrzeug zulässig sein können, soweit die Anforderungen von den Fahrzeugstrukturen erfüllt werden und der Schutz der Fahrzeuginsassen gewährleistet ist. In einem elektrisch angetriebenen bzw. batterieelektrischen Fahrzeug mit einem insbesondere unterhalb des Bodenblechs angeordneten Batteriesystem respektive Batteriegehäuse sind diese Deformationen nicht zulässig, wenn sie in das Batteriesystem eindringen können, welches mit geringem Abstand unter dem Bodenblech montiert ist. Durch eine Intrusion in das Batteriesystem würden die in dem Batteriegehäuse angeordneten Batterieelemente beschädigt, und im schlimmsten Fall könnte die Intrusion einen Brand des Batteriesystems auslösen.
• Die US 2017 / 0 057 555 A1 offenbart eine Fahrzeugbodenunterstruktur mit Längsträgern, Querträgern, einem Bodenblech und einem Sitzquerträger.
• Aus der DE 10 2012 020 447 A1 ist eine Fahrzeugbodenstruktur mit einer kastenförmigen Sitzhalterung bekannt, die mit einem Längsträger und einem Schweller verbunden ist.
• Die WO 2016/ 012 663 A1 betrifft eine Fahrzeugbodenstruktur mit einem Batteriegehäuse, das wasser- und vorzugsweise auch gasdicht ist.
• Aus der US 8 696 051 B2 ist eine Bodenstruktur eines elektrischen Fahrzeugs mit Längsträger, Querträgern und einem Bodenblech bekannt, wobei die Längsträger und Querträger teilweise auch zur Befestigung von Sitzen dienen können.
• Eine Bodenstruktur eines batteriebetriebenen Fahrzeugs zeigt darüber hinaus auch die koreanische Patentanmeldung KR 2013 0 032 435 A , welche ebenfalls Längs- und Querträger sowie ein Bodenblech aufweist.
• Zusammenfassung der Erfindung
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Fahrzeugbodenstruktur, insbesondere für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug oder ein Fahrzeug mit Hybridantrieb, bereitzustellen, welche bei einem unterhalb eines Bodenblechs montierten Batteriesystems, insbesondere eine Beschädigung des Batteriesystems, durch Intrusion des mindestens einen Sitzquerträgers und des Bodenbleches im Wesentlichen vermeiden kann.
• Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Fahrzeugbodenstruktur mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen und Varianten der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
• Erfindungsgemäß erstreckt sich der Sitzquerträger im Wesentlichen über die gesamte Breite der Fahrgastzelle durchgehend, wobei der mindestens eine dem Bodenblech abgewandte Bereich des Sitzquerträgers zumindest abschnittsweise parallel zum Bodenblech und/oder im Wesentlichen in einer Ebene verläuft. Dadurch dass der mindestens eine dem Bodenblech abgewandte Bereich des Sitzquerträgers zumindest abschnittsweise parallel zum Bodenblech und/oder im Wesentlichen in einer Ebene verläuft, wobei sich vorzugsweise mindestens zwei Drittel des dem Bodenblech abgewandten Bereichs der Längserstreckung des Sitzquerträgers parallel zum Bodenblech verlaufen und/oder der dem Bodenblech abgewandte Bereich sich im Wesentlichen durchgehend in einer Ebene erstreckt, kann die bei einem Seitencrash eingeleitete Kraft durch eine Deformation des durchgehenden Sitzquerträgers in Verbindung mit dem Bodenblech zum Abbau der Crashenergie beitragen und eine Deformation bzw. ein Einknicken nach unten im Wesentlichen verhindern oder verringern. Die Auslegung der Geometrie des durchgehenden Sitzquerträgers und/oder des Bodenblechs ist derart bemessen, dass die Deformation für spezielle Lastfälle den Anforderungen an die Fahrzeugstruktur und dem Schutz der Fahrzeuginsassen soweit genügt. Gemäß einer bevorzugten Ausführung umfasst die Fahrzeugbodenstruktur ein unterhalb des Bodenblechs angeordnetes Batteriesystem, welches insbesondere lösbar an der Fahrzeugbodenstruktur oder an Teilen hiervon verbunden ist. So kann an einem elektrisch angetriebenen bzw. batterieelektrischen Fahrzeug mit einem insbesondere unterhalb des Bodenblechs angeordneten Batteriesystem respektive Batteriegehäuse durch insbesondere gezielte Deformation ein Eindringen bzw. eine Intrusion in das Batteriesystem durch die Anordnung und den Verlauf des mindestens einen dem Bodenblech abgewandten Bereichs des Sitzquerträgers in einer Ebene im Wesentlichen vermieden oder vermindert werden, so dass im Falle eines seitlichen Aufpralls ein gewisser Sicherheitsabstand zwischen Bodenblech und Batteriesystem gewahrt werden kann.
• Der durchgehende Sitzquerträger dient zum Anbinden der Vordersitze respektive eines Fahrer- und Beifahrersitzes. Auch das Anbinden einer durchgehenden (Vorder-)Sitzbank ist denkbar. Der dem Bodenblech abgewandte Bereich des Sitzquerträgers kann lokale Bereiche aufweisen, die nicht parallel zum Bodenblech und/oder nicht in einer Ebene zu dem restlichen Bereich angeordnet sind bzw. verlaufen, beispielsweise können dies Bereiche zur Anbindung des Fahrer- und Beifahrersitzes und optional andere Bereiche zur Anbindung weiterer Komponenten sein, so dass auch diese Bereiche, die auch als Funktionsbereiche definiert werden können, insbesondere unter „im Wesentlichen“ in einer Ebene verlaufend, erfasst sein sollen. Ist der durchgehende Sitzquerträger beispielsweise als Halbschale mit mindestens einem Boden- und mindestens einem Zargenbereich ausgeführt, so ist die Ebene auf den Verlauf bzw. Ausgestaltung des Bodenbereichs der Halbschale zu sehen. Der Bodenbereich kann auch zusätzlich oder alternativ zumindest zu zwei Drittel in Längserstreckung parallel zum Bodenblech angeordnet sein bzw. verlaufen.
• Das Batteriesystem respektive das Batteriegehäuse zur Aufnahme eines oder mehrerer Batterieelemente kann unterschiedlich ausgeführt sein. Das Batteriegehäuse umfasst beispielsweise einen Kasten, der einen Boden mit einem insbesondere umlaufenden Rahmen als Wandung aufweist, welcher einen Innenbereich zur Aufnahme des oder der Batterieelemente definiert, und einen Deckel zum Schließen des Kastens. Bei dem Kasten kann es sich um einen gebauten Kasten handeln, heißt, dass dieser aus einzelnen Bauteilen, wie zum Beispiel aus mindestens einem Profil, welches derart umgeformt sein kann, dass es einen umlaufenden Rahmen ausbildet, oder vorzugsweise aus mindestens vier Profilen, welche derart miteinander verbunden sein können, dass sie einen umlaufenden Rahmen ausbilden, und einer Platte, welche mit dem Rahmen verbunden ist und den Boden des Kastens bildet, zusammengesetzt ist. Die Werkstoffe für den Kasten können individuell und bedarfsgerecht zusammengestellt sein, wobei der Rahmen aus Stahl oder Aluminium bestehen kann. Auch die Platte kann aus Stahl oder Aluminium bestehen. Alternativ kann der Kasten respektive der abgedichtete Innenbereich auch in Form einer ein- oder mehrteiligen Wanne aus einem einzigen Bauteil oder mehreren Bauteilen aus einem oder verschiedenen Werkstoffen gebildet sein, beispielsweise aus einem Tiefziehteil aus Metall oder aus einem Spritzteil aus Kunststoff, insbesondere aus faserverstärktem Kunststoff. Auch der Deckel kann aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sein, beispielsweise auch aus einem Werkstoffverbund. Das Batteriegehäuse kann zusätzlich mindestens ein Verstärkungselement zur Verbesserung der Crashperformance, welches vorzugsweise im Innenbereich des Kastens angeordnet ist, umfassen, wobei sich das eine oder mehrere Verstärkungselemente im montierten Zustand in Fahrzeuglängsrichtung und/oder Fahrzeugquerrichtung erstrecken. Des Weiteren kann das Batteriegehäuse auch einen zweiten Boden (Unterfahrschutz), welcher unterhalb des Bodens des Kastens angeordnet sein kann, umfassen. Zusätzlich und/oder integriert können Anbindungsbereiche zur Montage bzw. Befestigung an ein Fahrzeug vorgesehen sein, beispielsweise Anbindungsflansche, welche zumindest abschnittsweise längs und/oder quer entlang am Batteriegehäuse angeordnet sein können.
• Gemäß einer Ausführung weist das Bodenblech einen Tunnelabschnitt und der durchgehende Sitzquerträger im Bereich des Tunnelabschnitts eine Aussparung auf, wobei der Verlauf der Aussparung im Wesentlichen an den Verlauf des Tunnelabschnitts angepasst ist. Dieser Tunnelabschnitt kann sich im Wesentlichen im mittleren Bereich des Bodenblechs zumindest abschnittsweise in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken. Der Tunnelabschnitt kann einen konstanten Querschnitt in seiner Längserstreckung aufweisen. Bei konventionellen Fahrzeugen dient der Tunnel im Fahrzeugboden zur Aufnahme einer Abgasanlage. Bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen dient der Tunnel/Tunnelabschnitt beispielsweise zur Aufnahme von Kabeln, Temperier- bzw. Kühlleitungen etc., so dass dieser in seiner Höhe und/oder Breite im Vergleich zu konventionellen Fahrzeugen kleiner dimensioniert sein kann. Des Weiteren kann der Tunnelabschnitt auch die Funktion einer Versteifungssicke für das relativ groß dimensionierte Bodenblech übernehmen und trägt somit zur Erhöhung der Steifigkeit bei. Das Bodenblech kann bis auf den Tunnelabschnitt im Wesentlichen eben ausgeführt sein. Da der Verlauf der Aussparung am durchgehenden Sitzquerträger auf den Verlauf des Tunnelabschnitts im Wesentlichen abgestimmt ist, kann der durchgehende Sitzquerträger im Zusammenbau der Fahrzeugbodenstruktur auf das Bodenblech aufgesetzt werden, wobei sich der Bereich der Aussparung an den Tunnelabschnitt anschmiegen kann und anschließend entsprechend verbunden werden.
• Ist mindestens eine Aussparung am Sitzquerträger vorgesehen, welche beispielsweise eine Querschnittsveränderung in Längserstreckung bzw. eine Unterbrechung des Querschnitts bewirkt, bewirkt dies gemäß einer bevorzugten Ausführung einen Versatz im Verlauf der neutralen Faser in Längserstreckung des Sitzquerträgers. Der durchgehende Sitzquerträger kann bis auf die eine bereichsweise Querschnittsveränderung in Längserstreckung bzw. die eine Unterbrechung des Querschnitts bedingt durch die Aussparung einen im Wesentlichen längskonstanten Querschnitt aufweisen. Ein Versatz im Verlauf der neutralen Faser führt zu einer Imperfektion im durchgehenden Sitzquerträger, so dass im Falle einer Krafteinleitung, welche insbesondere in Verlaufsrichtung der neutralen Faser wirkt, infolge eines seitlichen Aufpralls der Versatz beispielsweise ein gezieltes Einknicken bewirken und dadurch eine Deformation gezielt eingeleitet und/oder gesteuert werden kann. Durch den Versatz, vorzugsweise nach oben in Richtung der Fahrgastzelle, ist auch die Richtung der Initialisierung der Deformation im Wesentlichen vorgegeben. Einfluss auf den Grad der Deformation und/oder den Wert, der bei Krafteinleitung überschritten werden muss, um eine Deformation zu initialisieren, kann durch den Versatz bzw. durch den Abstand des Versatzes gesteuert werden, wobei gemäß einer weiteren Ausführung der Versatz abhängig von den Höhen des durchgehenden Sitzquerträgers und des Tunnelabschnitts respektive der Höhe der Aussparung ist. Die Höhe des durchgehenden Sitzquerträgers kann zwischen 30 und 300 mm, insbesondere zwischen 40 und 250 mm, vorzugsweise zwischen 50 und 200 mm sein. Die Höhe des Tunnelabschnitts hingegen kann zwischen 25 und 250 mm, insbesondere zwischen 30 und 200 mm, vorzugsweise zwischen 40 und 150 mm betragen. Der Versatz ergibt sich rechnerisch aus: $$\text{Versatz}=\left(\text{H}\ddot{\text{o}}\text{he Sitzquertr}\ddot{\text{a}}\text{ger}-\text{H}\ddot{\text{o}}\text{he Tunnelabschnitt bzw}\text{. H}\ddot{\text{o}}\text{he Aussparung}\right)/\mathrm{2,}$$

  

  wobei die Bedingung gilt:
• Höhe Sitzquerträger > Höhe Tunnelabschnitt bzw. Höhe Aussparung.
• Somit ist bevorzugt die Höhe des Sitzquerträgers größer als die Höhe des Tunnelabschnitts bzw. die Höhe der Aussparung.
• Gemäß einer Ausführung umfasst die Fahrzeugbodenstruktur mindestens zwei Längsträger, welche sich in Fahrzeuglängsrichtung seitlich entlang und/oder unterhalb des Bodenblechs erstrecken, und zwei weitere Längsträger, welche jeweils in Fahrzeuglängsrichtung außen jeweils neben den Längsträgern angeordnet sind und den Schweller eines Fahrzeugs definieren, wobei der durchgehende Sitzquerträger zwischen den Schwellern angeordnet und insbesondere mit diesen verbunden ist. Durch die Anordnung des Sitzquerträgers zwischen den Schwellern und insbesondere der entsprechenden Verbindung, vorzugsweise stoffschlüssigen Verbindung, kann das Intrusionsverhalten in die Fahrgastzelle durch Erhöhung des Eindringwiderstands bei einem seitlichen Aufprall verbessert werden.
• Die Fahrzeugbodenstruktur kann gemäß einer Ausführung Teil eines Personenfahrzeugs, Nutzfahrzeugs, Sonderfahrzeugs, vorzugsweise eines Busses, Omnibusses, eines gleisgebundenen Fahrzeugs, vorzugsweise einer Straßenbahn oder eines personenbefördernden Waggons sein.
• Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im Einzelnen zeigen:
• 1 a) eine Teilquerschnittsansicht eines Fahrzeugs mit einer Fahrzeugbodenstruktur in konventioneller Bauweise vor einem Seitenaufprall und b) nach einem Seitenaufprall.
• 2 a) eine Teilquerschnittsansicht eines Fahrzeugs mit einer Fahrzeugbodenstruktur nach einer Ausführung der Erfindung vor einem Seitenaufprall und b) nach einem Seitenaufprall.
• 3 a) eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs mit einer Fahrzeugbodenstruktur nach einer weiteren Ausführung der Erfindung und b) den in 3a) gezeigten Sitzquerträger in schematischer Längsansicht.
• Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
• In 1 ist eine Ausführung aus dem Stand der Technik in konventioneller Bauweise im Teilquerschnitt vor (1a)) und nach (1 b)) einem Seitenaufprall dargestellt. 1 zeigt eine konventionelle Fahrzeugbodenstruktur (1) mit mindestens einem Bodenblech (3) und einem in der Fahrzeugmitte angeordneten Tunnelabschnitt (3.1). Auf dem Bodenblech (3) des Fahrzeugs, hier dargestellt ist die Fahrerseite, ist auf der Seite der Fahrgastzelle (F) unter anderem mindestens ein Sitzquerträger (2) zur Anbindung eines vorderen Sitzes angeordnet und mit dem Bodenblech (3) stoffschlüssig verbunden. Bei einem Seitenaufprall deformieren der mindestens eine Sitzquerträger (2) und das Bodenblech (3) durch eine quer in Fahrzeugquerrichtung (Q) eingebrachte Energie, wobei die Deformation zum Abbau der Crashenergie beiträgt. Die dabei entstandenen Deformationen im Sitzquerträger (2) und im Bodenblech (3) sind in 1b) dargestellt, welche in einem konventionell mit einem Verbrennungsmotor angetriebenen Fahrzeug zulässig sein können, soweit die Anforderungen von den Fahrzeugstrukturen erfüllt werden und der Schutz der Fahrzeuginsassen gewährleistet ist. Für den Fall, dass ein Batteriesystem unterhalb dem Bodenblech verbunden worden wäre, hätte die in 1b) gezeigte Deformation eine folgenschwere Konsequenz zur Folge und damit verknüpft, hätte eine Beschädigung des Batteriesystems nicht ausgeschlossen werden können.
• In 2 ist eine erfindungsgemäße Ausführung im Teilquerschnitt vor (2a)) und nach (2b)) einem Seitenaufprall dargestellt. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Fahrzeugbodenstruktur (1) für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug (V) oder ein Fahrzeug (V) mit Hybridantrieb, insbesondere als Teil eines Personenfahrzeugs, oder beispielsweise alternativ eines nicht dargestellten Nutzfahrzeugs, Sonderfahrzeugs, vorzugsweise eines Busses, Omnibusses, eines gleisgebundenen Fahrzeugs, vorzugsweise einer Straßenbahn oder eines personenbefördernden Waggons. Die Fahrzeugbodenstruktur (2) umfasst mindestens einen in Fahrzeuglängsrichtung (L) angeordneten Längsträger (4), mindestens einen in Fahrzeugquerrichtung (Q) angeordneten Querträger (5), mindestens ein Bodenblech (3), welches insbesondere eine Fahrgastzelle (F) des Fahrzeugs (V) nach unten abschließt und mit dem mindestens einen Längsträger (4) und/oder dem mindestens einen Querträger (5) verbunden ist, mindestens einen Sitzquerträger (2) mit mindestens einem dem Bodenblech (3) zugewandten Bereich (2.1) und mindestens einem dem Bodenblech (3) abgewandten Bereich (2.2), welcher auf dem mindestens einen Bodenblech (3) des Fahrzeuges (V) angeordnet und mit dem Bodenblech (3) über den mindestens einen dem Bodenblech (3) zugewandten Bereich (2.1) verbunden ist, wobei sich der Sitzquerträger (2) in Fahrzeugquerrichtung (Q) erstreckt.
• Die Fahrzeugbodenstruktur (1) umfasst mindestens zwei Längsträger (4), welche sich in Fahrzeuglängsrichtung (L) seitlich entlang und/oder unterhalb des Bodenblechs (3) erstrecken, und zwei weitere Längsträger (4`), welche jeweils in Fahrzeuglängsrichtung (L) außen jeweils neben den Längsträgern (4) angeordnet sind und den Schweller (4`) eines Fahrzeugs (V) definieren. Erfindungsgemäß erstreckt sich der Sitzquerträger (2) im Wesentlichen über die gesamte Breite der Fahrgastzelle (F) durchgehend, wobei der mindestens eine dem Bodenblech (3) abgewandte Bereich (2.2) des Sitzquerträgers (2) zumindest abschnittsweise, insbesondere zumindest zu zwei Drittel in seiner Längserstreckung, parallel zum Bodenblech (3) verläuft und/oder im Wesentlichen in einer Ebene (E) verläuft. Vorzugsweise ist der durchgehende Sitzquerträger (2) zwischen den Schwellern (4`) angeordnet und insbesondere mit diesen verbunden.
• Das mindestens eine Bodenblech (3) weist einen in der Fahrzeugmitte angeordneten Tunnelabschnitt (3.1) auf. Auf dem Bodenblech (3) des Fahrzeuges (V) ist auf der Seite der Fahrgastzelle (F) unter anderem der durchgehende Sitzquerträger (2) zur Anbindung beider Vordersitze, hier am Beispiel des Beifahrersitzes gezeigt, angeordnet und mit dem Bodenblech (3) vorzugsweise stoffschlüssig verbunden. Der durchgehende Sitzquerträger (2) weist eine Aussparung (2.3) auf, wobei der Verlauf der Aussparung (2.3) im Wesentlichen an den Verlauf des Tunnelabschnitts (3.1) angepasst ist, um auch in diesem Bereich eine Verbindung zwischen Bodenblech/Tunnelabschnitt und Sitzquerträger sicherzustellen.
• Die Fahrzeugbodenstruktur (1) umfasst ferner ein unterhalb des Bodenblechs (3) angeordnetes Batteriesystem (7), welches insbesondere lösbar an der Fahrzeugbodenstruktur (1) oder an Teilen hiervon verbunden ist. Das Batteriesystem (7) respektive das Batteriegehäuse umfasst ein oder mehrere nicht dargestellte Batterieelemente zur Speisung des Fahrzeuges (V) mit Energie.
• Bei einem Seitenaufprall deformieren der durchgehende Sitzquerträger (2) und das Bodenblech (3) durch eine in Fahrzeugquerrichtung (Q) eingebrachte Energie, wobei die Deformation zum Abbau der Crashenergie beiträgt. Die dabei entstandenen Deformationen im durchgehenden Sitzquerträger (2) und im Bodenblech (3) sind in 2b) dargestellt, welche nicht nach unten in Richtung Batteriesystem (7) weisen und dadurch ein Sicherheitsabstand zwischen Bodenblech (3) und Batteriesystem (7) gewährleistet werden kann.
• In 3a) ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs (V) mit einer Fahrzeugbodenstruktur (1) nach einer weiteren Ausführung der Erfindung dargestellt. Mit dem Bezugszeichen (5) soll symbolisch gezeigt sein, dass die Fahrzeugbodenstruktur (1) mindestens einen in Fahrzeugquerrichtung (Q) angeordneten Querträger umfasst. 3a) zeigt auch, dass sich der Tunnelabschnitt (3.1) des Bodenblechs (3) insbesondere durchgehend von vorne nach hinten in Fahrzeuglängsrichtung (L) erstrecken kann. Der Tunnelabschnitt (3.1) kann einen längskonstanten Querschnitt aufweisen.
• 3b) zeigt den in 3a) gezeigten durchgehenden Sitzquerträger (2) in schematischer Längsansicht, welcher insbesondere zwischen den Schwellern (4`) des Fahrzeuges (V) angeordnet und vorzugsweise mit diesen verbunden ist. Bevorzugt ist mindestens eine Aussparung (2.3) am durchgehenden Sitzquerträger (2) vorgesehen, welche eine Querschnittsveränderung in Längserstreckung bzw. eine Unterbrechung des Querschnitts bewirkt, so dass ein Versatz (e) im Verlauf der neutralen Faser (N) in Längserstreckung des Sitzquerträgers (2) bewirkt wird. Der Versatz (e) führt zu einer Imperfektion im Sitzquerträger (2), so dass im Falle einer Krafteinleitung, symbolisiert durch den Pfeil (K), welche insbesondere in Verlaufsrichtung der neutralen Faser (N) wirkt, infolge eines seitlichen Aufpralls eine Deformation gezielt eingeleitet und/oder gesteuert werden kann. Durch den Versatz (e), vorzugsweise nach oben in Richtung der Fahrgastzelle (F), kann gezielt Einfluss auf die Richtung der Initialisierung der Deformation genommen werden. Der Versatz (e) bzw. der Abstand des Versatzes (e) ist insbesondere abhängig von den Höhen (Hs, Ht) des durchgehenden Sitzquerträgers (2) und des Tunnelabschnitts (3.1) respektive der Höhe der Aussparung (Ht) ist. In dieser Ausführung betragen Hs=66mm und Ht=40mm, so dass sich ein Versatz mit e=13mm ergibt.
• Die Erfindung ist nicht auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt, sondern die einzelnen Merkmale sind beliebig miteinander kombinierbar, sofern dies technisch möglich ist.
• Bezugszeichenliste:

1

Fahrzeugbodenstruktur

2

Sitzquerträger

2.1

dem Bodenblech (3) zugewandter Bereich des Sitzquerträgers

2.2

dem Bodenblech (3) abgewandter Bereich des Sitzquerträgers

2.3

Aussparung

3

Bodenblech

3.1

Tunnelabschnitt

F

Fahrgastzelle

Q

Fahrzeugquerrichtung

V

Fahrzeug

L

Fahrzeuglängsrichtung

4

Längsträger

4`

Schweller

5

Querträger

E

Ebene

7

Batteriesystem

e

Versatz

N

Faser

Hs, Ht

Höhen des durchgehenden Sitzquerträgers

Claims (7)

1. Fahrzeugbodenstruktur (1) für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug (V) oder ein Fahrzeug mit Hybridantrieb (V), umfassend - mindestens einen in Fahrzeuglängsrichtung (L) angeordneten Längsträger (4), - mindestens einen in Fahrzeugquerrichtung (Q) angeordneten Querträger (5), - mindestens ein Bodenblech (3), welches insbesondere eine Fahrgastzelle (F) des Fahrzeugs (V) nach unten abschließt und mit dem mindestens einen Längsträger (4) und/oder dem mindestens einen Querträger (5) verbunden ist, - mindestens einen Sitzquerträger (2) mit mindestens einem dem Bodenblech (3) zugewandten Bereich (2.1) und mindestens einem dem Bodenblech (3) abgewandten Bereich (2.2), welcher auf dem mindestens einen Bodenblech (3) des Fahrzeuges (V) angeordnet und mit dem Bodenblech (3) über den mindestens einen dem Bodenblech (3) zugewandten Bereich (2.1) verbunden ist, wobei sich der Sitzquerträger (2) in Fahrzeugquerrichtung (Q) erstreckt, wobei sich der Sitzquerträger (2) im Wesentlichen über die gesamte Breite der Fahrgastzelle (F) durchgehend erstreckt, wobei der mindestens eine dem Bodenblech (3) abgewandte Bereich (2.2) des Sitzquerträgers (2) zumindest abschnittsweise parallel zum Bodenblech (3) und/oder im Wesentlichen in einer Ebene (E) verläuft, wobei die Fahrzeugbodenstruktur (1) ein unterhalb des Bodenblechs (3) angeordnetes Batteriesystem (7) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenblech (3) einen Tunnelabschnitt (3.1) und der Sitzquerträger (2) im Bereich des Tunnelabschnitts (3.1) eine Aussparung (2.3) aufweisen, wobei der Verlauf der Aussparung (2.3) im Wesentlichen an den Verlauf des Tunnelabschnitts (3.1) angepasst ist.
2. Fahrzeugbodenstruktur nach Anspruch 1, wobei die Aussparung (2.3) einen Versatz (e) des Verlaufs der neutralen Faser (N) in Längserstreckung des Sitzquerträgers (2) bewirkt.
3. Fahrzeugbodenstruktur nach Anspruch 2, wobei der Versatz (e) abhängig von den Höhen (Hs, Ht) des Sitzquerträgers (2) und des Tunnelabschnitts (3.1) ist.
4. Fahrzeugbodenstruktur nach Anspruch 3, wobei die Höhe (Hs) des Sitzquerträgers (2) größer als die Höhe (Ht) des Tunnelabschnitts (3.1) bzw. die Höhe (Ht) der Aussparung (2.3) ist.
5. Fahrzeugbodenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fahrzeugbodenstruktur (1) mindestens zwei Längsträger (4) umfasst, welche sich in Fahrzeuglängsrichtung seitlich entlang und/oder unterhalb des Bodenblechs (3) erstrecken, und zwei weitere Längsträger (4`), welche jeweils in Fahrzeuglängsrichtung außen jeweils neben den Längsträgern (4) angeordnet sind und den Schweller (4`) eines Fahrzeugs definieren, wobei der durchgehende Sitzquerträger (2) zwischen den Schwellern (4`) angeordnet und insbesondere mit diesen verbunden ist.
6. Fahrzeugbodenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das unterhalb des Bodenblechs (3) angeordnete Batteriesystem lösbar an der Fahrzeugbodenstruktur (1) oder an Teilen hiervon verbunden ist.
7. Fahrzeugbodenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fahrzeugbodenstruktur (1) Teil eines Personenfahrzeugs (V), Nutzfahrzeugs, Sonderfahrzeugs, vorzugsweise eines Busses, Omnibusses, eines gleisgebundenen Fahrzeugs, vorzugsweise einer Straßenbahn oder eines personenbefördernden Waggons ist.

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