DE102018220962A1

DE102018220962A1 - Motor vehicle with a body and a power source

Info

Publication number: DE102018220962A1
Application number: DE102018220962.6A
Authority: DE
Inventors: Josef Maier
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2018-12-04
Filing date: 2018-12-04
Publication date: 2020-06-04
Anticipated expiration: 2038-12-05
Also published as: DE102018220962B4

Abstract

Kraftfahrzeug mit einer Karosserie (3) und einer Stromquelle (2), wobei die Karosserie (3) bodenseitig eine nach unten offene Wanne (4) ausbildet, in der die Stromquelle (2) angeordnet ist.Motor vehicle with a body (3) and a power source (2), the body (3) forming a bottom-side trough (4) in which the power source (2) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Karosserie und einer Stromquelle.The invention relates to a motor vehicle with a body and a power source.

Die Nutzung von Stromquellen, also insbesondere von Batterien und Brennstoffzellen, zum Antrieb von Kraftfahrzeugen gewinnt zunehmend an Bedeutung. Hierbei werden bereits bei Mild-Hybriden, also bei einer Nutzung des elektronischen Antriebs zur Leistungssteigerung, typischerweise zusätzliche Bauräume für weitere Stromquellen erforderlich. Der Bauraumbedarf steigt mit zusätzlicher Hybridisierung bzw. insbesondere bei einem rein elektrischen Antrieb. Batterien, die zum Bestromen eines Antriebsmotors genutzt werden, weisen zudem typischerweise relativ hohe Anschlussspannungen von beispielsweise mehr als 40 V oder mehr als 100 V auf. Anschlussbereiche solcher Batterien oder von Brennstoffzellen müssen daher sowohl gegen ein unabsichtliches Berühren als auch gegen Umwelteinflüsse abgeschirmt sein. Typischerweise werden solche Stromquellen daher nur in Innenräumen, im Motorraum unter der Motorhaube oder in separat abgedichteten Batteriekästen im Unterbodenbereich angeordnet. Hieraus resultieren jedoch ein relativ großer technischer Aufwand und somit auch große Kosten.The use of power sources, in particular batteries and fuel cells, to drive motor vehicles is becoming increasingly important. In the case of mild hybrids, that is to say when the electronic drive is used to increase performance, additional installation spaces for further power sources are typically required. The space requirement increases with additional hybridization or in particular with a purely electric drive. Batteries that are used to power a drive motor also typically have relatively high connection voltages of, for example, more than 40 V or more than 100 V. Connection areas of such batteries or of fuel cells must therefore be shielded both against unintentional contact and against environmental influences. Typically, such power sources are therefore only arranged indoors, in the engine compartment under the hood or in separately sealed battery boxes in the underbody area. However, this results in a relatively large technical effort and thus also high costs.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Anordnung von Stromquellen am Fahrzeug mit geringerem Aufwand und insbesondere kostengünstiger zu realisieren.The invention is therefore based on the object of realizing the arrangement of power sources on the vehicle with less effort and in particular more cost-effectively.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kraftfahrzeug mit einer Karosserie und einer Stromquelle gelöst, wobei die Karosserie bodenseitig eine nach unten offene Wanne ausbildet, in der die Stromquelle angeordnet ist.The object is achieved according to the invention by a motor vehicle with a body and a power source, the body forming a bottom-side trough in which the power source is arranged.

Eine Abdichtung von bisherigen im Unterbodenbereich genutzten Batteriekästen ist insbesondere aufwändig, da typischerweise auch bei einem Durchfahren von relativ tiefem Wasser, beispielsweise bei einer Wassertiefe von 50 cm, eine vollständige Dichtigkeit erreicht werden soll. Im Rahmen der Erfindung wurde jedoch erkannt, dass durch Nutzung einer nach unten offenen Wanne beim Einfahren in einen Bereich mit relativ hohem Wasserpegel eine Luftblase in der offenen Wanne gefangen wird, womit zumindest ausreichend hoch in dieser nach unten offenen Wanne liegende Komponenten oberhalb des Wasserpegels in dieser Wanne liegen und somit trocken bleiben. Prinzipiell wäre es hierbei möglich, die gesamte Stromquelle in den innerhalb der erwarteten Luftblase gelegenen Bereich zu verlegen. Typischerweise ist es jedoch ausreichend, besonders feuchtigkeitsanfällige Komponenten, insbesondere die Kontakte zum Anschluss von Stromleitungen, in diesen Bereich zu verlegen, da Stromquellen, wie beispielsweise Batterien oder Brennstoffzellen, häufig ohnehin ein Gehäuse aufweisen, dass große Teile der Oberfläche wasserdicht verschließt.Sealing previous battery boxes used in the underbody area is particularly complex since, typically, complete tightness is also to be achieved when driving through relatively deep water, for example at a water depth of 50 cm. Within the scope of the invention, however, it was recognized that by using a trough that is open at the bottom, when entering a region with a relatively high water level, an air bubble is trapped in the trough, which means that components located in this trough that is open at the bottom are at least sufficiently high above the water level in this tub and stay dry. In principle, it would be possible to move the entire power source to the area within the expected air bubble. Typically, however, it is sufficient to move components that are particularly susceptible to moisture, in particular the contacts for connecting power lines, to this area, since power sources, such as batteries or fuel cells, often have a housing anyway that seals large parts of the surface in a watertight manner.

Die Stromquelle kann beispielsweise eine Batterie oder eine Brennstoffzelle sein. Es kann sich hierbei insbesondere um eine Traktionsbatterie, beispielsweise für einen Hybridantrieb oder einen rein elektrischen Antrieb, handeln oder um eine zum Antrieb des Kraftfahrzeugs genutzte Brennstoffzelle.The power source can be, for example, a battery or a fuel cell. This can be, in particular, a traction battery, for example for a hybrid drive or a purely electric drive, or a fuel cell used to drive the motor vehicle.

Richtungsangaben beziehen sich auf einen üblichen Benutzungszustand des Kraftfahrzeugs, bei dem es mit seinen Rädern oder mit anderen angetriebenen Komponenten, beispielsweise mit Ketten, auf einem Untergrund aufsteht. Die Hochrichtung des Kraftfahrzeugs erstreckt sich senkrecht zum Untergrund, sodass die Öffnung der nach unten offenen Wanne in Richtung des Untergrunds gerichtet ist. Die Seitenwände der Wanne können im Wesentlichen parallel zur Hochrichtung stehen, insbesondere in einem Winkel von maximal 20° oder maximal 10° zu der Hochrechnung stehen. Der Wannenboden kann im Wesentlichen senkrecht zur Hochrichtung stehen, also somit insbesondere einen Winkel von mehr als 80° oder mehr als 85° einschließen. Der Wannenboden kann sich im Wesentlichen parallel zu dem vom Kraftfahrzeug befahrenen Untergrund erstrecken.Directional information relates to a normal state of use of the motor vehicle, in which it stands on a surface with its wheels or with other driven components, for example with chains. The vertical direction of the motor vehicle extends perpendicular to the underground, so that the opening of the tub which is open at the bottom is directed towards the underground. The side walls of the trough can be essentially parallel to the vertical direction, in particular at an angle of at most 20 ° or at most 10 ° to the extrapolation. The trough bottom can be substantially perpendicular to the vertical direction, thus in particular enclosing an angle of more than 80 ° or more than 85 °. The trough floor can extend essentially parallel to the ground traveled by the motor vehicle.

Die Wanne kann durch einen luftdichten Karosserieabschnitt der Karosserie gebildet sein. Sobald sich das Kraftfahrzeug somit in einem ausreichend tiefen Wasser befindet, das Wasser in die offene Wanne eindringt, wird diese durch das umgebende Wasser einerseits und den luftdichten Karosserieabschnitt andererseits komplett abgedichtet, sodass eine dort gefangene Luftblase nicht entweichen kann. Ein weiteres Steigen des Wasserpegels innerhalb der Wanne ist somit nur möglich, indem die in der Wanne verbleibende Luft komprimiert wird. Da jedoch beispielsweise eine Wassersäule von 50 cm nur zu einer Druckerhöhung um ca. 5000 Pa führt, führt diese gegenüber dem Atmosphärendruck nur geringfügige Druckerhöhung nur zu einer geringfügigen Kompression der in der Wanne gefangenen Luftblase, womit das Wasser auch bei relativ hohen Wasserständen außerhalb des Fahrzeugs innerhalb der Wanne im Wesentlichen nicht weiter steigt.The tub can be formed by an airtight body section of the body. As soon as the motor vehicle is in a sufficiently deep water, the water penetrates into the open tub, this is completely sealed off by the surrounding water on the one hand and the airtight body section on the other hand, so that an air bubble trapped there cannot escape. A further increase in the water level within the tub is therefore only possible by compressing the air remaining in the tub. However, since, for example, a water column of 50 cm only leads to a pressure increase of approx. 5000 Pa, this leads to only a slight increase in pressure compared to atmospheric pressure, only to a slight compression of the air bubble trapped in the tub, which means that the water also outside the vehicle at relatively high water levels essentially does not continue to rise within the tub.

Im Rahmen der Erprobung der Erfindung wurden Tests durchgeführt, bei denen stehendes Wasser mit einer Wasserhöhe von 540 mm durch ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäß vorgesehenen nach unten offenen Wanne mit einer Tiefe von 210 mm durchfahren wurde. Hierbei wurde auch bei längeren Standzeiten bzw. langsamen Fahrtbewegungen im Wasser eine Mindesthöhenausdehnung der in der Wanne gefangenen Luftblase von 105 mm erreicht, die problemlos ausreicht, um feuchtigkeitsempfindliche Komponenten, insbesondere die Kontakte einer Stromquelle, ausreichend trocken in der offenen Wanne anzuordnen. Eine Verstellung der Federung bzw. Trimmlage des Kraftfahrzeugs hatte bei diesem Test im Wesentlichen keinen Einfluss auf die Höhe der verbleibenden Luftblase.As part of the testing of the invention, tests were carried out in which standing water with a water height of 540 mm was passed through by a motor vehicle with a downwardly open trough according to the invention with a depth of 210 mm. Here, even with long standing times or slow movements in the water, a minimum height expansion of the air bubble trapped in the tub of 105 mm was achieved, which is easily sufficient to keep moisture-sensitive components, especially the contacts of a power source, sufficiently dry in the to arrange an open tub. Adjusting the suspension or trim position of the motor vehicle in this test essentially had no effect on the height of the remaining air bubble.

Eine für den genannten Zweck ausreichende Luftdichtigkeit wird problemlos durch eine einstückig hergestellte Blech- oder Kunststoffwanne erreicht. Alternativ kann die luftdichte Wanne auch durch mehrere Komponenten gebildet sein, wobei die Verbindungsstellen luftdicht abgedichtet sind. Eine solche Abdichtung kann z.B. durch Verklebung der Komponenten oder durch eine PVC-Abdichtung erfolgen. Beispielsweise kann in einer ansonsten einteilig ausgebildeten Wanne ein Loch vorgesehen sein, um ein entlüften im Rahmen der Karosserieherstellung, z.B. bei einer Beschichtung, zu ermöglichen. Dieses kann durch einen eingeklebten Gummipfropfen abgedichtet werden.Adequate airtightness for the stated purpose is easily achieved by a one-piece sheet metal or plastic tray. Alternatively, the airtight trough can also be formed by several components, the connection points being sealed airtight. Such a seal can e.g. by gluing the components or by a PVC seal. For example, a hole can be provided in an otherwise one-piece tub in order to vent in the context of bodywork production, e.g. with a coating. This can be sealed with a rubber plug.

Als untere Grenze der Luftdichtigkeit kann beispielsweise angenommen werden, dass bei einem Druckunterschied von 0,1 bar an den beiden Seiten der Wannenwand pro Stunde weniger als 10 % des Wannenvolumens an Luft die Wannenwand durchqueren können soll. Eine derartige Luftdichtigkeit reicht bereits aus, um ein Stehen in tiefem Wasser über mehrere Stunden zuzulassen. Besonders bevorzugt ist die Wannenwand jedoch vollständig luftdicht.The lower limit of airtightness can be assumed, for example, that at a pressure difference of 0.1 bar on both sides of the tub wall, less than 10% of the tub volume of air should be able to cross the tub wall per hour. Such airtightness is sufficient to allow standing in deep water for several hours. However, the tub wall is particularly preferably completely airtight.

Die Wanne kann durch den oder einen einstückig die gesamte Wanne ausbildenden Karosserieabschnitt der Karosserie geformt sein. Beispielsweise kann die Wanne durch ein Umformverfahren aus einem Blech oder aus Kunststoff gebildet sein. Das Umformen kann beispielsweise durch Tiefziehen bzw. Streckziehen oder auch durch ein Gussverfahren, insbesondere durch Spritzguss, erfolgen. Durch eine einstückige Ausbildung des Karosserieabschnitts kann, insbesondere wenn dieser durch ein Umformverfahren hergestellt ist, problemlos eine Luftdichtigkeit der Wannenwände erreicht werden.The tub can be formed by the body section of the body, or by a body section forming the whole tub. For example, the trough can be formed from sheet metal or plastic by a forming process. The shaping can be carried out, for example, by deep drawing or stretch drawing or also by a casting process, in particular by injection molding. An airtightness of the trough walls can be achieved without problems by a one-piece design of the body section, in particular if it is produced by a forming process.

Unterhalb der Stromquelle ist vorzugsweise ein, insbesondere plattenförmiges, Schutzelement angebracht, das sich in Längsrichtung und Querrichtung des Kraftfahrzeugs über die Stromquelle hinaus erstreckt. Insbesondere erstreckt sich das Schutzelement somit plattenförmig senkrecht zur Hochrichtung des Kraftfahrzeugs.A, in particular plate-shaped, protective element is preferably arranged below the power source and extends beyond the power source in the longitudinal and transverse directions of the motor vehicle. In particular, the protective element thus extends in a plate shape perpendicular to the vertical direction of the motor vehicle.

Die Nutzung eines Schutzelements unterhalb der Stromquelle bietet mehrere Vorteile. Zum einen kann die Stromquelle durch das Schutzelement mechanisch geschützt werden, beispielsweise gegen aufgewirbelte Steine oder ein Aufsitzen des Kraftfahrzeugs. Zudem kann durch Nutzung des Schutzelements der Zufluss von Wasser in den Bereich der Wanne verlangsamt werden, beispielsweise indem zwischen der Öffnung der Wanne und dem Schutzelement nur ein schmaler Spalt verbleibt. Hierdurch kann beispielsweise ein Hochspritzen von Wasser von unterhalb der Wanne oder ein wellenartiges Hineinschwappen von Wasser in die Wanne unterdrückt werden und erreicht werden, dass der Wasserpegel innerhalb der Wanne im Wesentlichen über die gesamte Ausdehnung der Wanne senkrecht zur Hochrichtung gleichmäßig steigt, wodurch eine relativ große Luftblase in der Wanne verbleibt. Unterhalb des Schutzelements können sich insbesondere keine weiteren Komponenten des Kraftfahrzeugs mehr befinden bzw. das Schutzelement kann frei über dem Boden liegen und somit beispielsweise Teil des Unterbodenschutzes des Kraftfahrzeugs sein.Using a protective element below the power source offers several advantages. On the one hand, the power source can be mechanically protected by the protective element, for example against whirled stones or a sitting on the motor vehicle. In addition, by using the protective element, the inflow of water into the area of the tub can be slowed down, for example by leaving only a narrow gap between the opening of the tub and the protective element. In this way, for example, a splashing of water from below the tub or a wave-like splashing of water into the tub can be suppressed and the water level inside the tub can be increased substantially uniformly over the entire extent of the tub perpendicular to the vertical direction, as a result of which a relatively large one Air bubble remains in the tub. In particular, no further components of the motor vehicle can be located below the protective element, or the protective element can lie freely above the floor and thus, for example, be part of the underbody protection of the motor vehicle.

Die Stromquelle kann an dem Schutzelement befestigt sein und/oder das Schutzelement kann an der Karosserie befestigt sein. Insbesondere ist die Stromquelle über das Schutzelement an der Karosserie befestigt. Dies ermöglicht es beispielsweise im Rahmen der Herstellung oder der Wartung des Kraftfahrzeugs das Schutzelement mit der darauf angeordneten Batterie als kompaktes Modul in das Fahrzeug einzusetzen bzw. von diesem abzunehmen. Hierbei können auch weitere Komponenten, beispielsweise Stromleitungen für Strom der Stromquelle und/oder Kühlleitungen bereits vormontiert sein. Alternativ kann die Stromquelle auch über einen separaten Halter an der Karosserie befestigt sein. Das Schutzelement kann dann von der Batterie entkoppelt an der Karosserie befestigt sein.The power source can be attached to the protective element and / or the protective element can be attached to the body. In particular, the power source is attached to the body via the protective element. This makes it possible, for example, to insert or remove the protective element with the battery arranged thereon as a compact module in the vehicle during manufacture or maintenance of the motor vehicle. In this case, further components, for example power lines for power from the power source and / or cooling lines, can also be preassembled. Alternatively, the power source can also be attached to the body via a separate holder. The protective element can then be attached to the body, decoupled from the battery.

Das Schutzelement kann derart an der Karosserie befestigt sein, dass ein Fluid, insbesondere Wasser, zwischen dem Schutzelement und der Karosserie hindurch in die Wanne eindringen kann. Insbesondere kann, wie vorangehend erläutert, Wasser nur mit einem begrenzten Volumenfluss eindringen. Beispielsweise kann der Volumenfluss bei weniger als 10 % oder 5 % oder 1 % des Volumens der Wanne pro Sekunde bei einem Druckunterschied von 5000 Pa liegen. Die untere Grenze des Volumenflusses kann beispielsweise 0,01 % oder 0.1 % oder 1 % dieses Volumens pro Sekunde sein. Allgemein ausgedrückt wird somit vorgeschlagen, gezielt einen Fluidfluss an dem Schutzelement vorbei in den Bereich der offenen Wanne zuzulassen, diesen jedoch vorzugsweise zu begrenzen, um eine ausreichend große Luftblase in der Wanne aufzufangen, die ein weiteres Ansteigen des Wasserpegels nach einer gewissen eingedrungenen Wassermenge auch bei weiterem Anstieg des Wasserpegels außerhalb des Kraftfahrzeugs abgesehen von einer geringfügigen Kompression der Luft in der Wanne verhindert. Der Spalt zwischen Karoserie und Schutzelement ist vorzugsweise ausreichend groß gewählt, um ein vollständiges Abfließen von Wasser aus der Wanne zu ermöglichen. Hiermit wird eine Durchlüftung der Wanne ermöglicht, wodurch einer Korrosion der Karosserie im Wannenbereich vorgebeugt werden kann.The protective element can be attached to the body in such a way that a fluid, in particular water, can penetrate into the tub between the protective element and the body. In particular, as explained above, water can only penetrate with a limited volume flow. For example, the volume flow can be less than 10% or 5% or 1% of the volume of the tub per second at a pressure difference of 5000 Pa. The lower limit of the volume flow can be, for example, 0.01% or 0.1% or 1% of this volume per second. In general terms, it is thus proposed to specifically allow a fluid flow past the protective element into the region of the open tub, but preferably to limit it in order to catch a sufficiently large air bubble in the tub, which also prevents the water level from rising further after a certain amount of water has penetrated prevents further increase in the water level outside the motor vehicle apart from a slight compression of the air in the tub. The gap between the body and the protective element is preferably chosen to be sufficiently large to allow water to flow completely out of the tub. This will vent the tub allows, which can prevent corrosion of the body in the tub area.

Unterhalb des Schutzelements kann eine Unterbodenverkleidung, auch Aeroboden genannt, montiert sein. Ein Spritzwasserschutz für die Stromquelle kann vorwiegend durch diese Unterbodenverkleidung erfolgen. Die Unterbodenverkleidung kann ausreichend von der Karosserie beabstandet sein, um, wie oben beschrieben, ein vollständiges Ablaufen des Wassers zu ermöglichen.Underbody cladding, also called aerobody, can be mounted below the protective element. Splash water protection for the power source can mainly be provided by this underbody paneling. The underbody paneling may be spaced sufficiently from the body to allow the water to drain completely as described above.

Zwischen der Karosserie und dem Schutzelement kann sich ein Spalt von wenigstens 5 mm oder wenigstens 10 mm oder wenigstens 20 mm befinden. Insbesondere kann der Spalt zwischen 20 mm und 30 mm breit sein. Er kann jedoch auch eine Breite von bis zu 50 mm oder sogar mehr als 50 mm aufweisen oder weniger als 20 mm breit sein. Somit ist insbesondere eine im Wesentlichen offene Anordnung der Stromquelle im Unterbodenbereich möglich. Auf eine aufwendige und störungsanfällige wasserdichte Batteriewanne kann verzichtet werden.There may be a gap of at least 5 mm or at least 10 mm or at least 20 mm between the body and the protective element. In particular, the gap can be between 20 mm and 30 mm wide. However, it can also have a width of up to 50 mm or even more than 50 mm or be less than 20 mm wide. In particular, an essentially open arrangement of the power source in the underbody area is thus possible. A complex and fault-prone waterproof battery tray can be dispensed with.

Die Stromquelle kann an der Oberseite der Stromquelle wenigstens einen Stromanschluss aufweisen, an dem sie mit einer jeweiligen isolierten Stromleitung leitend verbunden ist. Anders ausgedrückt sind die Stromanschlüsse vorzugsweise an einer von dem Untergrund abgewandten Seite der Stromquelle angeordnet. Hierdurch liegen sie bei einem Eindringen von Wasser in die offene Wanne bei einer entsprechenden Ausgestaltung der Wanne innerhalb der dort gefangenen Luftblase und bleiben somit trocken. Die Stromanschlüsse können somit, wie bei 12 Volt oder 48 Volt Batterien üblich, offen liegen. Durch die Anordnung der Stromquelle zwischen den Anschlüssen und dem Untergrund wird zudem ein sehr guter Schutz gegen Spritzwasser erreicht. Somit ist es insbesondere nicht erforderlich, die Stromanschlüsse wasserdicht auszubilden bzw. ist es ausreichend einen Spritzwasserschutz vorzusehen.The current source can have at least one current connection on the top of the current source, at which it is conductively connected to a respective insulated current line. In other words, the power connections are preferably arranged on a side of the power source facing away from the ground. As a result, when water enters the open trough, the trough is appropriately designed within the air bubble trapped there and thus remains dry. The power connections can thus be exposed, as is usual with 12 volt or 48 volt batteries. The arrangement of the power source between the connections and the surface also provides very good protection against splash water. It is therefore not necessary in particular to make the power connections watertight or it is sufficient to provide splash water protection.

Bei leistungsstarken Stromquellen kann eine aktive Kühlung über Kühlleitungen, beispielsweise Kühlwasserleitungen, vorgesehen sein. Kühlwasseranschlüsse könne beispielsweise über Schlauchklemmen realisiert sein, die insbesondere auch im unteren Bereich der Stromquelle, also in einem Bereich, der bei einem Durchfahren von tiefem Wasser auch unter Wasser liegen kann, angeordnet sein. Dies kann die Montage entsprechender Kühlwasseranschlüsse erleichtern, da beispielsweise Kühlwasserschläuche nicht in den Innenraum bzw. Trockenraum des Kraftfahrzeugs geführt werden müssen und/oder auf dem Schutzelement gehaltert sein können.In the case of powerful power sources, active cooling via cooling lines, for example cooling water lines, can be provided. Cooling water connections could be realized, for example, by means of hose clamps, which in particular are also arranged in the lower area of the power source, that is to say in an area which can also be under water when deep water is passed through. This can facilitate the installation of corresponding cooling water connections, since for example cooling water hoses do not have to be led into the interior or drying compartment of the motor vehicle and / or can be held on the protective element.

Die oder eine an der Stromquelle angeschlossene Stromleitung kann zumindest abschnittsweise unterhalb der Karosserie geführt sein und/oder die Stromleitung kann durch einen Spalt zwischen der Karosserie und dem oder einem unterhalb der Stromquelle angeordneten Schutzelement hindurchgeführt sein. Die Stromleitungen, insbesondere Hochvoltleitungen, können somit immer oder zumindest weitgehend im Außenraum verlaufen und müssen bei der Montage nicht in den Innenraum gefädelt werden. Die Stromleitung ist wie obig erläutert isoliert, so dass sie durch den Nassbereich geführt werden kann.The power line or a power line connected to the power source can be led at least in sections below the body and / or the power line can be led through a gap between the body and the protective element or one arranged below the power source. The power lines, in particular high-voltage lines, can thus always or at least largely run outside and do not have to be threaded into the interior during assembly. The power line is insulated as explained above, so that it can be routed through the wet area.

Die Stromquelle kann eine Batterie oder eine Brennstoffzelle sein oder umfassen. Die durch die Batterie oder Brennstoffzelle bereitstellbare Spannung kann größer als 40 V, insbesondere größer als 100 V, sein.The power source can be or include a battery or a fuel cell. The voltage that can be provided by the battery or fuel cell can be greater than 40 V, in particular greater than 100 V.

Im Rahmen der Herstellung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs kann zunächst eine Karosserie bereitgestellt werden, wobei ein bodenseitiger Karosserieabschnitt die Wanne für die Stromquelle ausbildet. Dieser Karosserieabschnitt kann, wie erläutert, durch ein Umformverfahren aus einem Blech oder Kunststoff gebildet sein. Die Stromquelle kann auf einem plattenförmigen Schutzelement vormontiert werden. Es können auch bereits weitere Komponenten wie Stromleitungen und/oder Kühlleitungen verbunden werden. Das so gebildete Modul kann von unten an der Karosserie angebracht werden, sodass die Stromquelle mit den daran angeordneten Komponenten in die Wanne eingeführt wird und das Schutzelement direkt oder über Abstandhalter an der Karosserie anliegt und dort befestigt werden kann. Dies kann beispielsweise im Rahmen der sog. „Hochzeit“ erfolgen, also beim Zusammenführen der Karosserie mit dem Motor bzw. dem kompletten Antriebsstrang .As part of the manufacture of the motor vehicle according to the invention, a body can first be provided, a body section on the bottom forming the trough for the power source. As explained, this body section can be formed from a sheet metal or plastic by a forming process. The power source can be preassembled on a plate-shaped protective element. Other components such as power lines and / or cooling lines can also be connected. The module formed in this way can be attached to the body from below, so that the power source with the components arranged thereon is introduced into the tub and the protective element rests on the body directly or via spacers and can be fastened there. This can be done, for example, as part of the so-called “wedding”, that is, when the body is brought together with the engine or the complete drive train.

Die Wanne kann beispielsweise unterhalb eines Fahrerfußraums angeordnet werden. Alternativ oder ergänzend können die Wanne bzw. können weitere Wannen für weitere Stromquellen beispielsweise auch unter anderen Teilen des Fahrgastraumes oder unterhalb des Kofferraumes angeordnet werden.The tub can be arranged, for example, below a driver's footwell. As an alternative or in addition, the tub or further tubs for further power sources can also be arranged, for example, under other parts of the passenger compartment or below the trunk.

Neben dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Isolation von Stromanschlüssen einer Stromquelle eines Kraftfahrzeugs, wobei ein Kraftfahrzeug verwendet wird, dessen Karosserie bodenseitig eine nach unten offene Wanne ausbildet, in der die Stromquelle angeordnet ist, wobei bei einem Eindringen von Wasser in die Wanne eine Luftblase in der Wanne verbleibt, durch die die Stromanschlüsse der Stromquelle isoliert sind. Durch dieses Vorgehen kann auf eine Aufwendige Abdichtung einer Aufnahme für eine Stromquelle im Unterbodenbereich verzichtet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit den bereits zum Erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug offenbarten Merkmalen mit den dort genannten Vorteilen weitergebildet werden.In addition to the motor vehicle according to the invention, the invention relates to a method for isolating power connections of a power source of a motor vehicle, wherein a motor vehicle is used, the body of which forms a bottom-side trough in which the power source is arranged, with water entering the trough an air bubble remains in the tub that isolates the power source's power connections. This procedure makes it possible to dispense with complex sealing of a receptacle for a power source in the underbody area. The method according to the invention can be used with the motor vehicle already disclosed for the invention Features are further developed with the advantages mentioned there.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus dem folgenden Ausführungsbeispiel sowie den zugehörigen Zeichnungen. Hierbei zeigen schematisch:

1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs und
2 eine Detailansicht des in 1 gezeigten Kraftfahrzeugs.

Further advantages and details emerge from the following exemplary embodiment and the associated drawings. Here show schematically:

1 an embodiment of a motor vehicle according to the invention and
2nd a detailed view of the in 1 shown motor vehicle.

1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1, das eine Stromquelle 2, beispielsweise eine Batterie oder eine Brennstoffzelle, umfasst. Diese ist in einer nach unten offenen Wanne 4 angeordnet, die die Karosserie 3 bodenseitig aufweist. Zur übersichtlicheren Darstellung ist die Wanne 4 im gezeigten Beispiel im Wesentlichen mittig im Kraftfahrzeug 1 angeordnet. Es kann jedoch vorteilhaft sein, eine solche Wanne beispielsweise im Bereich eines Fahrerfußraums, unter dem Fahrersitz und/oder im Bereich des Kofferraums vorzusehen. 1 shows a motor vehicle 1 that is a power source 2nd , for example a battery or a fuel cell. This is in a tub that is open at the bottom 4th arranged the body 3rd has bottom. The tub is for a clearer presentation 4th in the example shown, essentially in the center of the motor vehicle 1 arranged. However, it may be advantageous to provide such a trough, for example in the area of a driver's footwell, under the driver's seat and / or in the area of the trunk.

Eine wesentliche Herausforderung bei einer Anordnung von Stromquellen im Bereich des Fahrzeugbodens ist es, dass das Kraftfahrzeug 1 typischerweise auch relativ hohe stehende Gewässer, beispielsweise mit einer Wasserhöhe von bis zu 50 cm, problemlos durchfahren können soll. Da das Wasser 7 hierbei höher stehen kann als die Höhe der Stromanschlüsse 6 der Stromquelle 2 werden bislang zur Anordnung von Batterien im Bodenbereich des Kraftfahrzeugs aufwändig abgedichtete Batteriekästen genutzt. Wie im Folgenden mit Bezug auf 2 genauer erläutert werden wird, ist eine derartige Abdichtung im gezeigten Kraftfahrzeug 1 jedoch nicht erforderlich.A major challenge with an arrangement of power sources in the area of the vehicle floor is that the motor vehicle 1 typically also relatively high standing water, for example with a water height of up to 50 cm, should be able to pass without problems. Because the water 7 can be higher than the height of the power connections 6 the power source 2nd So far, tightly sealed battery boxes have been used to arrange batteries in the floor area of the motor vehicle. As below with reference to 2nd Such a seal will be explained in more detail in the motor vehicle shown 1 however not required.

2 zeugt eine Detailansicht des Kraftfahrzeugs 1, die den Einbaubereich der Stromquelle 2 zeigt. Wie dort dargestellt ist, ist die Stromquelle 2 auf einem Schutzelement 5 angeordnet, das dazu dient, die Stromquelle 2 mechanisch zu schützen, beispielsweise vor hochgewirbelten Steinen oder bei einem Schleifen oder Aufsetzen des Unterbodens des Kraftfahrzeugs 1 auf dem Untergrund. Das Schutzelement 5 ist über Abstandshalter 8 oder auf andere Weise nicht vollständig fluiddicht mit der Karosserie 3 bzw. mit dem Karosserieabschnitt 11 der Karosserie 3, der die Wanne 4 ausbildet, verbunden. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind der Karosserieabschnitts 11 und das Schutzelement 5 deutlich dicker dargestellt als bei einer realen Umsetzung. Der Karosserieabschnitt 11 kann beispielsweise eine Dicke von 1 mm und das Schutzelement eine Dicke von 3 mm aufweisen. Dies kann beispielsweise durch eine Verschraubung, eine Vernietung oder ähnliches erfolgen. 2nd testifies to a detailed view of the motor vehicle 1 covering the installation area of the power source 2nd shows. As shown there is the power source 2nd on a protective element 5 arranged, which serves the power source 2nd To protect mechanically, for example against high-flying stones or when grinding or putting on the underbody of the motor vehicle 1 on the ground. The protective element 5 is about spacers 8th or otherwise not completely fluid tight with the body 3rd or with the body section 11 the body 3rd who the tub 4th trains, connected. For the sake of clarity, the body section 11 and the protective element 5 displayed much thicker than in a real implementation. The body section 11 can for example have a thickness of 1 mm and the protective element a thickness of 3 mm. This can be done for example by screwing, riveting or the like.

Dadurch, dass kein fluiddichter Abschluss zwischen dem Schutzelement 5 und dem Karosserieabschnitt 11 erforderlich ist, können Stromleitungen 9, 15, die einen jeweiligen Stromanschluss 6 kontaktiert, durch einen Spalt 10 zwischen Schutzelement 5 und Karosserieabschnitt 11 geführt werden, was eine Führung von entsprechenden Stromleitungen 9, 15 im Außenbereich des Kraftfahrzeugs 1 ermöglicht, sodass diese nicht zum Innenraum durchgefädelt werden müssen. Die Stromanschlüsse 6 können offen liegen, da sie bei einem Durchfahren von Wasser durch die in der Wanne 4 gefangene Luftblase isoliert sind. Die Stromleitungen 9 sind, abgesehen von einem Kontaktbereich zur Kontaktierung des jeweiligen Stromanschlusses, isoliert und können somit durch den Nassbereich unterhalb des Fahrzeugs geführt werden.Because there is no fluid-tight seal between the protective element 5 and the body section 11 Power lines are required 9 , 15 that have a respective power connector 6 contacted, through a gap 10th between protective element 5 and body section 11 be guided, which is a guide of appropriate power lines 9 , 15 in the exterior of the motor vehicle 1 enables so that they do not have to be threaded through to the interior. The power connections 6 can be exposed as they pass through water in the tub 4th trapped air bubble are isolated. The power lines 9 are insulated, apart from a contact area for contacting the respective power connection, and can thus be routed through the wet area below the vehicle.

Auch wenigstens eine Kühlwasserleitung 16 kann durch den Spalt 10 geführt sein. Die Kühlwasserleitung kann mit einem Kühlwasseranschluss 17 der Stromquelle 2 verbunden sein, der unterhalb des Wasserniveaus 12 liegt, beispielsweise durch einen nicht dargestellten Schlauchbinder. Der Spalt 10 kann beispielsweise 20 mm bis 30 mm oder auch 50 mm breit sein. Zugleich kann durch den Spalt 10 jedoch Wasser 7 in die Wanne 4 einfließen. Sobald in der Wanne 4 jedoch ein ausreichendes Wasserniveau 12 erreicht ist, sodass das Wasser 7 und er Karosserieabschnitt 11 ein Gasvolumen 13 vollständig umschließen, kann, wenn der Karosserieabschnitt 11 im Wesentlichen luftdicht ist, die dort gefangene Luftblase nicht entweichen und wirkt einem weiteren Anstieg des Wasserniveaus 12 entgegen. Hierdurch kann erreicht werden, dass trotz des Spalts 10 zwischen Karosserieabschnitt 11 und Schutzelement 5 die Stromanschlüsse 6, auch bei längerer Standzeit des Kraftfahrzeugs 1 im Wasser 7 bzw. bei einer Bewegung des Kraftfahrzeugs 1 im Wasser 7, oberhalb des Wasserniveaus 12 bleiben, wodurch beispielsweise ein Kurzschluss durch das Wasser 7 vermieden wird.Also at least one cooling water pipe 16 can through the gap 10th be led. The cooling water pipe can be connected to a cooling water 17th the power source 2nd be connected below the water level 12 lies, for example, by a hose tie, not shown. The gap 10th can be, for example, 20 mm to 30 mm or 50 mm wide. At the same time through the gap 10th however water 7 in the tub 4th flow in. Once in the tub 4th however a sufficient water level 12 is reached so the water 7 and he body section 11 a volume of gas 13 can completely enclose when the body section 11 is essentially airtight, the air bubble trapped there does not escape and acts to further increase the water level 12 opposite. This can be achieved despite the gap 10th between body section 11 and protective element 5 the power connections 6 , even if the motor vehicle is parked for a longer period 1 in the water 7 or when the motor vehicle is moving 1 in the water 7 , above the water level 12 remain, causing, for example, a short circuit through the water 7 is avoided.

Der luftdichte Karosserieabschnitt 11 kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass ein Blech, beispielsweise durch Tiefziehen oder Streckziehen, umgeformt wird. Alternativ wäre auch eine Umformung von Kunststoff, beispielsweise durch Spritzguss, möglich.The airtight body section 11 can be produced, for example, by forming a sheet, for example by deep drawing or stretch drawing. Alternatively, it would also be possible to deform plastic, for example by injection molding.

Die erläuterte Anordnung der Stromquelle 2 am Kraftfahrzeug 1 ermöglicht einerseits eine einfache Herstellung und andererseits eine einfache Wartung des Kraftfahrzeugs 1. Beispielsweise kann im Rahmen der Herstellung zunächst die Stromquelle 2 auf das Schutzelement 5 montiert werden und es können beispielsweise die Stromleitungen 9 bereits an der Stromquelle 2 bzw. an den Stromanschlüssen 6 vormontiert werden. Ergänzend können beispielsweise bereits nicht gezeigte Kühlkanäle an der Stromquelle 2 angebracht und beispielsweise an dem Schutzelement 5 zur Zugentlastung gehaltert werden. Das so gebildete Modul kann in Richtung des Pfeils 14 von unten in das Kraftfahrzeug 1 eingeführt werden. Dies kann im Rahmen der Herstellung beispielsweise im Rahmen der „Hochzeit“ zwischen der Karosserie 3 und einem nicht gezeigten Motor bzw. Antriebsstrang erfolgen. Zu Wartungszwecken kann die Verbindung, beispielsweise eine Verschraubung, zwischen Schutzelement 5 und Karosserie 3, wieder gelöst werden, womit das gesamte Batteriemodul nach unten aus dem Kraftfahrzeug 1 entnommen und beispielsweise gewechselt oder gewartet werden kann.The explained arrangement of the power source 2nd on the motor vehicle 1 enables simple manufacture on the one hand and easy maintenance of the motor vehicle on the other 1 . For example, the power source may initially be used during production 2nd on the protective element 5 can be installed and, for example, the power lines 9 already at the power source 2nd or at the power connections 6 be pre-assembled. In addition, cooling channels, not shown, can be added to the power source, for example 2nd attached and for example on the protective element 5 be held for strain relief. The module thus formed can in the direction of the arrow 14 from below into the motor vehicle 1 be introduced. This can be done as part of the production, for example, as part of the "wedding" between the body 3rd and a motor or drive train, not shown. For maintenance purposes, the connection, for example a screw connection, between the protective element 5 and body 3rd , can be released again, bringing the entire battery module down from the motor vehicle 1 removed and can be changed or serviced, for example.

Claims

Motor vehicle with a body (3) and a power source (2), characterized in that the body (3) forms a bottom-side trough (4) in which the power source (2) is arranged.

Motor vehicle after Claim 1 , characterized in that the trough (4) is formed by a body section (11) of the body (3) which is airtight.

Motor vehicle after Claim 1 or 2nd , characterized in that the trough (4) is formed by the body section (11) of the body (3) or the body section (11) which integrally forms the entire trough (4).

Motor vehicle after Claim 3 , characterized in that the trough (4) is formed by a forming process from a sheet or plastic.

Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that a, in particular plate-shaped, protective element (5) is attached below the current source (2) and extends in the longitudinal and transverse directions of the motor vehicle (1) beyond the current source (2).

Motor vehicle after Claim 5 , characterized in that the current source (2) is attached to the protective element (5) and / or that the protective element (5) is attached to the body (3).

Motor vehicle according to one of the Claims 5 or 6 , characterized in that the protective element (5) is fastened to the body (3) in such a way that a fluid, in particular water, can penetrate into the tub (4) between the protective element (5) and the body (3).

Motor vehicle according to one of the Claims 5 to 7 , characterized in that there is a gap (10) of at least 5 mm or at least 10 mm or at least 20 mm between the body (3) and the protective element (5).

Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the current source (2) on the upper side of the current source (2) has at least one current connection (6) at which it is conductively connected to a respective insulated power line (9, 15).

Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the or a power line (9, 15) connected to the power source (2) is guided at least in sections below the body (3) and / or in that the power line (9, 15) through the or a gap (10) is passed between the body (3) and the or a protective element (5) arranged below the power source (2).

Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the current source (2) is or comprises a battery or a fuel cell.

Method for isolating power connections of a power source of a motor vehicle, characterized in that a motor vehicle (1) is used, the body (3) of which forms a bottom-side trough (4) on the bottom, in which the power source (2) is arranged, with an entry of water into the tub (4), an air bubble remains in the tub, through which the power connections of the power source are isolated.