DE102019126592A1 - Underbody assembly for a motor vehicle and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die hier offenbarte Technologie betrifft erfindungsgemäß eine Unterbodenbaugruppe 100 für ein Kraftfahrzeug 10, wobei die Unterbodenbaugruppe 100 mindestens einen Querträger 200, 210, 220, 230 und mindestens einen Druckbehälter 120 aufweist. Die Querträger 200, 210, 220, 230 weisen einen jeweiligen Querschnitt auf, dessen Ausdehnung a entlang der Längsrichtung der Unterbodenbaugruppe 100 sich in einer Hochrichtung der Unterbodenbaugruppe gesehen zur Mitte hin verschmälert. Dies erlaubt eine besonders platzsparende Anordnung der Druckbehälter 120. Die hier offenbarte Technologie betrifft erfindungsgemäß ferner ein Kraftfahrzeug 10 mit einer solchen Unterbodenbaugruppe 100.According to the invention, the technology disclosed here relates to an underbody assembly 100 for a motor vehicle 10, the underbody assembly 100 having at least one cross member 200, 210, 220, 230 and at least one pressure vessel 120. The cross members 200, 210, 220, 230 each have a cross section, the extent a of which, along the longitudinal direction of the underbody assembly 100, narrows towards the center when viewed in a vertical direction of the underbody assembly. This allows a particularly space-saving arrangement of the pressure vessels 120. The technology disclosed here also relates according to the invention to a motor vehicle 10 with such an underbody assembly 100.
Description
Die hier offenbarte Technologie betrifft eine Unterbodenbaugruppe für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Unterbodenbaugruppe.The technology disclosed here relates to an underbody assembly for a motor vehicle and a motor vehicle with such an underbody assembly.
Unterbodenbaugruppen werden in Kraftfahrzeugen zunehmend verwendet, um Hochvoltspeicher oder andere Arten von Kraftfahrzeugbatterien unterzubringen. Um eine möglichst große Kommunalität zwischen gasbetriebenen Fahrzeugen und Elektrofahrzeugen zu erreichen, wurde bereits in Betracht gezogen, in derartigen Unterbodenbaugruppen auch Druckbehälter unterzubringen.Underbody assemblies are increasingly used in motor vehicles to accommodate high-voltage storage devices or other types of motor vehicle batteries. In order to achieve the greatest possible commonality between gas-powered vehicles and electric vehicles, consideration has already been given to accommodating pressure vessels in such underbody assemblies.
Zur Erreichung von erhöhter Stabilität sind in Unterbodenbaugruppen häufig Querträger vorgesehen. Diese können beispielsweise zur Anbindung von Sitzschienen verwendet werden oder eine bessere Querstabilität für einen Seitencrash bewirken.Cross members are often provided in underbody assemblies to achieve increased stability. These can be used, for example, to connect seat rails or provide better lateral stability for a side crash.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass bekannte Querträger, welche in Unterbodenbaugruppen verwendet werden, nicht zu einer bestmöglichen Ausnutzung des vorhandenen Bauraums führen.It has been shown, however, that known cross members which are used in sub-floor assemblies do not lead to the best possible utilization of the available installation space.
Es ist eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, zumindest einen Nachteil von einer vorbekannten Lösung zu verringern oder zu beheben oder eine alternative Lösung vorzuschlagen. Es ist insbesondere eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, eine Unterbodenbaugruppe mit besserer Platzausnutzung vorzuschlagen. Weitere bevorzugte Aufgaben können sich aus den vorteilhaften Effekten der hier offenbarten Technologie ergeben. Die Aufgaben werden gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar.It is a preferred object of the technology disclosed here to reduce or eliminate at least one disadvantage of a previously known solution or to propose an alternative solution. In particular, it is a preferred object of the technology disclosed here to propose an underbody assembly with better space utilization. Further preferred objects can result from the advantageous effects of the technology disclosed here. The objects are achieved by the subject matter of the independent claims. The dependent claims represent preferred configurations.
Die hier offenbarte Technologie betrifft eine Unterbodenbaugruppe für ein Kraftfahrzeug. Die Unterbodenbaugruppe weist mindestens einen Querträger auf. Die Unterbodenbaugruppe weist mindestens einen Druckbehälter auf. Die Druckbehälter und die Querträger erstrecken sich entlang einer Querrichtung der Unterbodenbaugruppe und ein, einige oder alle Querträger befinden sich entlang einer Längsrichtung der Unterbodenbaugruppe gesehen unmittelbar benachbart zu einem Druckbehälter oder zwischen zwei nebeneinanderliegenden Druckbehältern. Die Querträger weisen zweckmäßig einen jeweiligen Querschnitt auf, dessen Ausdehnung entlang der Längsrichtung der Unterbodenbaugruppe sich in einer Hochrichtung der Unterbodenbaugruppe gesehen zur Mitte hin verschmälert.The technology disclosed here relates to an underbody assembly for a motor vehicle. The underbody assembly has at least one cross member. The underbody assembly has at least one pressure vessel. The pressure vessels and the cross members extend along a transverse direction of the underbody assembly and one, some or all of the cross members are, viewed along a longitudinal direction of the underbody assembly, immediately adjacent to a pressure vessel or between two adjacent pressure vessels. The cross members expediently have a respective cross section, the extent of which along the longitudinal direction of the underbody assembly narrows towards the center as viewed in a vertical direction of the underbody assembly.
Durch die hier beschriebene Unterbodenbaugruppe wird eine deutlich bessere Ausnutzung des vorhandenen Bauraums erreicht, da durch die spezifische Ausgestaltung der Querträger Druckbehälter dichter gepackt werden können. Dies beruht insbesondere darauf, dass die Druckbehälter in einer Ebene quer zur Querrichtung gesehen typischerweise eine runde oder zumindest annähernd runde Form haben, an welche sich die beschriebene Ausführung von Querträgern ideal anpasst. Dadurch wird eine Verschwendung von Bauraum vermieden.The underbody assembly described here achieves a significantly better utilization of the available installation space, since the specific design of the cross members means that pressure vessels can be packed more tightly. This is based in particular on the fact that the pressure vessels, viewed transversely to the transverse direction, typically have a round or at least approximately round shape, to which the described embodiment of transverse supports is ideally adapted. This avoids wasting installation space.
Eine Unterbodenbaugruppe kann beispielsweise eine abgeschlossene Einheit darstellen, welche separat hergestellt und einschließlich ihrer Querträger und Druckbehälter in ein Kraftfahrzeug verbaut werden kann. Es kann sich jedoch auch um eine Unterbodenbaugruppe handeln, welche im Rahmen einer Herstellung des Kraftfahrzeugs sukzessive erzeugt wird.An underbody assembly can, for example, represent a self-contained unit which can be manufactured separately and installed in a motor vehicle, including its crossbeams and pressure vessels. However, it can also be an underbody assembly that is successively generated as part of the manufacture of the motor vehicle.
Die erwähnten Richtungen, also Längsrichtung, Hochrichtung und Querrichtung, beziehen sich auf einen typischen Einbauzustand in einem Kraftfahrzeug. Eine Längsrichtung der Unterbodenbaugruppe ist somit typischerweise eine Richtung, welche auch einer Längsrichtung eines Kraftfahrzeugs entspricht, wenn die Unterbodenbaugruppe bestimmungsgemäß in ein Kraftfahrzeug eingebaut wird. Entlang einer solchen Längsrichtung bewegt sich ein Kraftfahrzeug typischerweise bei gerade stehenden Rädern. Die Querrichtung ist typischerweise quer zur Längsrichtung und horizontal ausgerichtet. Die Hochrichtung steht typischerweise senkrecht nach oben auf der Längsrichtung und der Querrichtung. Da die Unterbodenbaugruppe jedoch hier separat beschrieben ist, beziehen sich die genannten Richtungen vorliegend zunächst auf die Unterbodenbaugruppe und nicht auf ein Kraftfahrzeug. Nach Einbau der Unterbodenbaugruppe in ein Kraftfahrzeug kann es jedoch dazu kommen, dass die genannten Richtungen den jeweiligen Richtungen des Kraftfahrzeugs entsprechen. Es sei erwähnt, dass sich Angaben einer Richtung hierin typischerweise auf die erwähnten Richtungen der Unterbodenbaugruppe beziehen, sofern nicht anders angegeben. Es sei außerdem erwähnt, dass die Definition der Richtungen unabhängig von einer jeweiligen Ausdehnung der Unterbodenbaugruppe ist, dass also beispielsweise die Querrichtung länger sein kann als die Längsrichtung.The directions mentioned, i.e. longitudinal direction, vertical direction and transverse direction, relate to a typical installation state in a motor vehicle. A longitudinal direction of the underbody assembly is thus typically a direction which also corresponds to a longitudinal direction of a motor vehicle when the underbody assembly is installed in a motor vehicle as intended. A motor vehicle typically moves along such a longitudinal direction with the wheels standing straight. The transverse direction is typically oriented transversely to the longitudinal direction and horizontally. The vertical direction is typically perpendicular to the top of the longitudinal direction and the transverse direction. However, since the underbody assembly is described separately here, the directions mentioned here initially relate to the underbody assembly and not to a motor vehicle. After the underbody assembly has been installed in a motor vehicle, however, it can happen that the directions mentioned correspond to the respective directions of the motor vehicle. It should be noted that indications of a direction herein typically relate to the mentioned directions of the underbody assembly, unless otherwise stated. It should also be mentioned that the definition of the directions is independent of a respective extension of the underbody assembly, so that for example the transverse direction can be longer than the longitudinal direction.
Beispielsweise können die Querträger so angeordnet sein, dass sich jeweils ein Querträger oder zwei in Hochrichtung gesehen gegenüberliegende Querträger zwischen zwei Druckbehältern befinden, und zwar in Längsrichtung der Unterbodenbaugruppe gesehen. Zusätzlich oder alternativ hierzu können die Querträger in Längsrichtung der Unterbodenbaugruppe gesehen endseitig angeordnet sein.For example, the crossbeams can be arranged in such a way that one crossbeam or two opposite crossbeams, viewed in the vertical direction, are located between two pressure vessels, specifically in the longitudinal direction of the underbody assembly. In addition or as an alternative to this, the cross members can be arranged at the end as seen in the longitudinal direction of the underbody assembly.
Die erwähnte Ausgestaltung der Querträger kann insbesondere dazu führen, dass die Querträger, in Längsrichtung der Unterbodenbaugruppe gesehen, mittig in der Unterbodenbaugruppe schmaler sind als oben und/oder unten in der Unterbodenbaugruppe. Dies kann auch als alternative Formulierung dazu verstanden werden, dass die Querträger einen Querschnitt aufweisen, dessen Ausdehnung entlang der Längsrichtung der Unterbodenbaugruppe sich in Hochrichtung der Unterbodenbaugruppe gesehen zur Mitte hin verschmälert. Es kann gemäß einer weiteren alternativen Formulierung auch davon gesprochen werden, dass die Ausdehnung in Längsrichtung der Unterbodenbaugruppe entlang der Hochrichtung der Unterbodenbaugruppe gesehen außenseitig größer ist als innenseitig. Eine weitere alternative Formulierung wäre, dass die Ausdehnung der Querträger in Längsrichtung der Unterbodenbaugruppe gesehen mittig in der Unterbodenbaugruppe kleiner ist als oben und/oder unten in der Unterbodenbaugruppe. „Außenseitig“ kann hier also insbesondere als „oben und/oder unten“ verstanden werden. Ein oben angeordneter Querträger kann insbesondere mittig schmaler sein als obenseitig. Ein unten angeordneter Querträger kann insbesondere mittig schmaler sein als untenseitig. Die dadurch erreichte Form ermöglicht eine besonders bevorzugte Anpassung an die typischerweise runde oder zumindest annähernd runde Bauform von Druckbehältern, deren Ausdehnung in Längsrichtung der Unterbodenbaugruppe typischerweise mittig (in Hochrichtung gesehen) am größten ist.The aforementioned configuration of the cross members can in particular lead to the Cross members, viewed in the longitudinal direction of the underbody assembly, are narrower in the middle in the underbody assembly than at the top and / or below in the underbody assembly. This can also be understood as an alternative formulation to the fact that the cross members have a cross-section, the extent of which along the longitudinal direction of the underbody assembly narrows towards the center, viewed in the vertical direction of the underbody assembly. According to a further alternative formulation, it can also be said that the extension in the longitudinal direction of the underbody assembly along the vertical direction of the underbody assembly is greater on the outside than on the inside. A further alternative formulation would be that the extent of the cross members, viewed in the longitudinal direction of the underbody assembly, is smaller in the center of the underbody assembly than at the top and / or below in the underbody assembly. “Outside” can therefore be understood here in particular as “above and / or below”. A cross member arranged at the top can in particular be narrower in the middle than at the top. A cross member arranged at the bottom can in particular be narrower in the middle than at the bottom. The shape achieved in this way enables a particularly preferred adaptation to the typically round or at least approximately round design of pressure vessels, the extent of which in the longitudinal direction of the underbody assembly is typically greatest in the middle (viewed in the vertical direction).
Eine Ausdehnung in Längsrichtung der Unterbodenbaugruppe ist insbesondere als Länge entlang der Längsrichtung auf gleicher Höhe zu verstehen. Diese Ausdehnung kann insbesondere in einem Querschnitt des jeweiligen Querträgers in einer Ebene gut erkannt werden, wobei eine solche Ebene durch die Längsrichtung und die Hochrichtung der Unterbodenbaugruppe aufgespannt wird. In dieser Ebene liegt typischerweise der Querschnitt des Querträgers, er liegt somit auch quer zur Querrichtung der Unterbodenbaugruppe.An extension in the longitudinal direction of the underbody assembly is to be understood in particular as a length along the longitudinal direction at the same height. This expansion can be recognized particularly well in a cross section of the respective cross member in a plane, such a plane being spanned by the longitudinal direction and the vertical direction of the underbody assembly. The cross-section of the cross member typically lies in this plane, which means that it is also transverse to the transverse direction of the underbody assembly.
Ein Verschmälern kann beispielsweise kontinuierlich erfolgen, beispielsweise bei Querträgern mit rechteckigem Querschnitt oder mit konkaven Wangenflächen, wie sie weiter unten beschrieben werden. Es kann auch diskontinuierlich erfolgen, beispielsweise bei T-Trägern, welche ebenfalls weiter unten beschrieben werden. Das Verschmälern kann bei einem Querträger nur von oben oder von unten aus erfolgen, oder es kann bei einem Querträger sowohl von oben wie auch von unten aus erfolgen, beispielsweise beim Doppel-T-Träger, welcher ebenfalls weiter unten noch beschrieben wird.Narrowing can take place continuously, for example, in the case of cross members with a rectangular cross section or with concave cheek surfaces, as will be described further below. It can also be carried out discontinuously, for example in the case of T-beams, which are also described further below. In the case of a crossbeam, narrowing can only take place from above or below, or in the case of a crossbeam it can be done both from above and from below, for example in the case of the double T-beam, which is also described further below.
Die beschriebene Ausgestaltung des Querschnitts bzw. der Dimensionen kann insbesondere über einen Abschnitt entlang einer Querrichtung der Unterbodenbaugruppe realisiert sein. Diese Querrichtung der Unterbodenbaugruppe entspricht typischerweise einer Längsrichtung des Querträgers. Insbesondere kann die beschriebene Ausgestaltung mittig bzw. entlang eines mittleren Abschnitts entlang der Querrichtung der Unterbodenbaugruppe und/oder zwischen Austulpungen, welche weiter unten beschrieben werden, realisiert sein.The described configuration of the cross section or the dimensions can in particular be implemented over a section along a transverse direction of the underbody assembly. This transverse direction of the underbody assembly typically corresponds to a longitudinal direction of the cross member. In particular, the configuration described can be implemented centrally or along a central section along the transverse direction of the underbody assembly and / or between bulges, which are described further below.
Die Unterbodenbaugruppe kann insbesondere mindestens zwei Druckbehälter aufweisen. Sie kann auch eine beliebige höhere Anzahl von Druckbehältern aufweisen. Zwischen zwei nebeneinanderliegenden Druckbehältern kann mindestens ein Querträger angeordnet sein. Wenn die Unterbodenbaugruppe nur zwei Druckbehälter hat, können diese insbesondere nebeneinanderliegend angeordnet sein und dazwischen kann sich ein Querträger befinden. Es können sich jedoch dazwischen beispielsweise auch zwei Querträger befinden, wovon beispielsweise einer obenseitig und einer untenseitig angeordnet sein können. Entsprechendes kann zwischen jeweils zwei nebeneinanderliegenden Druckbehältern gelten, wenn mehr als zwei Druckbehälter vorhanden sind.The underbody assembly can in particular have at least two pressure vessels. You can also have any higher number of pressure vessels. At least one cross member can be arranged between two adjacent pressure vessels. If the underbody assembly has only two pressure vessels, these can in particular be arranged next to one another and a cross member can be located between them. However, there can also be, for example, two cross members between them, one of which can be arranged on the top and one on the bottom, for example. The same can apply between two adjacent pressure vessels if there are more than two pressure vessels.
In einer einfachsten Ausführung genügt es, wenn nur ein Druckbehälter und ein Querträger vorhanden sind. Auch in diesem Fall ist die Formanpassung vorteilhaft, da beispielsweise die Unterbodenbaugruppe besonders kompakt aufgebaut werden kann. Sowohl von den Druckbehältern wie auch von den Querträgen kann auch eine beliebige höhere Anzahl, also eine Mehrzahl, vorhanden sein.In the simplest version, it is sufficient if only one pressure vessel and one cross member are present. In this case, too, the adaptation of the shape is advantageous since, for example, the sub-base assembly can be constructed in a particularly compact manner. Any higher number, that is to say a plurality, can also be present both of the pressure vessels and of the cross members.
Bevorzugt sind einer, einige oder alle der Querträger ganz oder teilweise an die Druckbehälter formangepasst. Beispielsweise kann ein jeweiliger Querträger komplementär zu einem Außenumfang eines angrenzenden Druckbehälters ausgebildet sein. Dadurch kann eine besonders gute Raumausnutzung erreicht werden.One, some or all of the cross members are preferably wholly or partially adapted to the shape of the pressure vessel. For example, a respective cross member can be designed to be complementary to an outer circumference of an adjoining pressure vessel. A particularly good use of space can thereby be achieved.
Einer, einige oder alle der Querträger können in einer Ebene quer zur Querrichtung der Unterbodenbaugruppe gesehen einen dreiecksförmigen Querschnitt haben. Dadurch kann in einfacher Weise eine Anpassung an die Form von Druckbehältern erreicht werden.One, some or all of the cross members can have a triangular cross-section when viewed in a plane transverse to the transverse direction of the underbody assembly. As a result, an adaptation to the shape of pressure vessels can be achieved in a simple manner.
Die erwähnte Ebene quer zur Querrichtung der Unterbodenbaugruppe wird typischerweise von der Längsrichtung der Unterbodenbaugruppe und der Hochrichtung der Unterbodenbaugruppe aufgespannt.The mentioned plane transverse to the transverse direction of the underbody assembly is typically spanned by the longitudinal direction of the underbody assembly and the vertical direction of the underbody assembly.
Einer, einige oder alle der Querträger können in einer Ebene quer zur Querrichtung der Unterbodenbaugruppe gesehen jeweils eine oder zwei konkav gerundete, den Druckbehältern zugewandte Wangenflächen aufweisen. Derartige konkav gerundete Wangenflächen können vorteilhaft an die typische Form von Druckbehältern angepasst sein, so dass eine möglichst gute Bauraumausnutzung erreicht wird.One, some or all of the cross members can each have one or two concavely rounded cheek surfaces facing the pressure vessels in a plane transverse to the transverse direction of the underbody assembly. Such concave rounded cheek surfaces can advantageously be adapted to the typical shape of pressure vessels, so that the best possible use of installation space is achieved.
Einer, einige oder alle der Querträger können in einer Ebene quer zur Querrichtung der Unterbodenbaugruppe gesehen einen T-förmigen oder doppel-T-förmigen Querschnitt aufweisen. Dadurch kann ein Großteil des Materials der Querträger möglichst weit oben oder unten platziert werden, so dass in das Innere der Unterbodenbaugruppe von oben oder unten nur ein flächiges Stück des Querträgers hineinragt. Dadurch geht in dem Bauraum, in welchem die Druckbehälter angeordnet werden sollen, möglichst wenig Platz verloren.One, some or all of the cross members can have a T-shaped or double-T-shaped cross-section when viewed in a plane transverse to the transverse direction of the underbody assembly. As a result, a large part of the material of the crossbeams can be placed as far up or down as possible, so that only a flat piece of the crossbeam protrudes into the interior of the underbody assembly from above or below. As a result, as little space as possible is lost in the installation space in which the pressure vessels are to be arranged.
Gemäß einer Ausführung sind einer, einige oder alle der Querträger in Hochrichtung der Unterbodenbaugruppe gesehen mittig ausgespart und/oder ermöglichen einen Kontakt benachbarter bzw. nebeneinanderliegender Druckbehälter. Dadurch kann ebenfalls eine besonders vorteilhafte Bauraumausnutzung ermöglicht werden.According to one embodiment, one, some or all of the cross members, viewed in the vertical direction of the underbody assembly, are recessed in the middle and / or enable contact between adjacent or juxtaposed pressure vessels. As a result, a particularly advantageous use of installation space can also be made possible.
Gemäß einer Ausführung sind einige oder alle Querträger in Hochrichtung der Unterbodenbaugruppe gesehen paarweise gegenüberliegend angeordnet. Dadurch kann eine Stabilität sowohl oben wie auch unten erreicht werden. Durch die vorteilhafte Ausgestaltung der Querträger wird trotzdem kein Bauraum für Druckbehälter verschwendet.According to one embodiment, some or all of the cross members are arranged opposite one another in pairs as seen in the vertical direction of the underbody assembly. As a result, stability can be achieved both above and below. Thanks to the advantageous configuration of the cross members, no installation space is wasted for pressure vessels.
Gemäß einer Ausführung sind einer, einige oder alle der Querträger in Querrichtung der Unterbodenbaugruppe gesehen endseitig aufgetulpt. Aufgetulpte Bereiche der Querträger können insbesondere formmäßig den benachbarten bzw. daneben befindlichen Druckbehältern angepasst sein. Beispielsweise können die aufgetulpten Bereiche komplementär zu den benachbarten bzw. daneben befindlichen Druckbehältern sein. Dadurch kann eine besonders hohe Stabilität in den Randbereichen erreicht werden, ohne dass dabei Bauraum verloren geht, da Druckbehälter bei typischen Ausführungen endseitig schmäler ausgebildet sind als mittig. Die Endseiten der Druckbehälter beziehen sich dabei typischerweise auf Endseiten in Querrichtung der Unterbodenbaugruppe gesehen.According to one embodiment, one, some or all of the cross members, viewed in the transverse direction of the underbody assembly, are sculpted at the ends. Bulged areas of the crossbeams can, in particular, be adapted in terms of shape to the adjacent or adjacent pressure vessels. For example, the bulged areas can be complementary to the adjacent or adjacent pressure vessels. In this way, a particularly high level of stability can be achieved in the edge areas without losing installation space, since pressure vessels in typical designs are designed to be narrower at the ends than in the middle. The end sides of the pressure vessels typically relate to end sides in the transverse direction of the underbody assembly.
Die Druckbehälter können insbesondere im Querschnitt kreisförmig sein.The pressure vessels can in particular be circular in cross section.
Eine Länge der Unterbodenbaugruppe in Längsrichtung kann insbesondere ein ganzzahliges Vielfaches einer Höhe der Unterbodenbaugruppe in Hochrichtung sein. Dies ermöglicht eine bestmögliche Raumausnutzung, insbesondere bei kreisförmigen Druckbehältern und insbesondere, wenn ein Durchmesser der Druckbehälter identisch zur Höhe ist oder zumindest nur geringfügig kleiner ist.A length of the underbody assembly in the longitudinal direction can in particular be an integral multiple of a height of the underbody assembly in the vertical direction. This enables the best possible use of space, in particular in the case of circular pressure vessels and in particular if a diameter of the pressure vessel is identical to the height or is at least only slightly smaller.
Als Durchmesser eines Druckbehälters kann der Einfachheit halber insbesondere der Durchmesser dessen Einhüllender gelten, also dessen maximal ausgedehnter Durchmesser plus aller Toleranzen (Fertigung, Montage, etc.). Über alle Variationen, wie sie durch Fertigung, Montage oder Betriebspunkte (beispielsweise Innendruck und Temperatur) auftreten ist somit sichergestellt, dass der Druckbehälter die Einhüllende nie verlässt.For the sake of simplicity, the diameter of a pressure vessel can in particular be the diameter of its envelope, that is to say its maximum extended diameter plus all tolerances (manufacture, assembly, etc.). It is thus ensured that the pressure vessel never leaves the envelope across all variations, such as those that occur due to production, assembly or operating points (for example internal pressure and temperature).
Es sei erwähnt, dass Druckbehälter typischerweise eine Längsrichtung haben, wobei sie sich erkennbar entlang einer solchen Längsrichtung erstrecken können. Beispielsweise sind sie in einer Ebene quer zu dieser Längsrichtung gesehen kreisförmig oder zumindest annähernd kreisförmig ausgebildet. Eine Querschnittsfläche in dieser Ebene kann in dieser Längsrichtung gesehen mittig größer sein als endseitig. Diese Längsrichtung eines jeweiligen Druckbehälters kann im Einbauzustand insbesondere identisch sein zur Querrichtung der Unterbodenbaugruppe.It should be mentioned that pressure vessels typically have a longitudinal direction, and it can be seen that they extend along such a longitudinal direction. For example, they are circular or at least approximately circular in a plane seen transversely to this longitudinal direction. A cross-sectional area in this plane can, viewed in this longitudinal direction, be larger in the center than at the end. In the installed state, this longitudinal direction of a respective pressure vessel can in particular be identical to the transverse direction of the underbody assembly.
Die hier offenbarte Technologie betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einer Unterbodenbaugruppe wie hierin beschrieben, wobei die Unterbodenbaugruppe in einem Unterbodenbereich und/oder unter einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Mittels eines solchen Kraftfahrzeugs können alle hierin beschriebenen Vorteile erreicht werden. Auch kann auf alle hierin beschriebenen Ausführungen und Varianten einer Unterbodenbaugruppe zurückgegriffen werden.The technology disclosed here also relates to a motor vehicle with an underbody assembly as described herein, the underbody assembly being arranged in an underbody area and / or under a passenger compartment of the motor vehicle. All the advantages described herein can be achieved by means of such a motor vehicle. All designs and variants of an underbody assembly described herein can also be used.
Die Druckbehälter können insbesondere zur Speicherung von unter Umgebungsbedingungen gasförmigem Brennstoff dienen. Die Druckbehälter können beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden, das mit komprimiertem („Compressed Natural Gas“ = CNG) oder verflüssigtem („Liquified Natural Gas“ = LNG) Erdgas oder mit Wasserstoff betrieben wird. Die Druckbehälter können mit mindestens einem Energiewandler fluidverbunden sein, der eingerichtet ist, die chemische Energie des Brennstoffs in andere Energieformen umzuwandeln.The pressure vessels can in particular serve to store fuel which is gaseous under ambient conditions. The pressure vessels can be used, for example, in a motor vehicle that is operated with compressed (“Compressed Natural Gas” = CNG) or liquefied (“Liquefied Natural Gas” = LNG) natural gas or with hydrogen. The pressure vessels can be fluidly connected to at least one energy converter which is set up to convert the chemical energy of the fuel into other forms of energy.
Ein Druckbehälter kann insbesondere als Composite Overwrapped Pressure Vessel (= COPV) ausgebildet sein. Es kann sich beispielsweise um einen kryogenen Druckbehälter (= CcH2) oder um einen Hochdruckgasbehälter (= CGH2) handeln.A pressure vessel can in particular be designed as a composite overwrapped pressure vessel (= COPV). For example, it can be a cryogenic pressure vessel (= CcH2) or a high pressure gas vessel (= CGH2).
Hochdruckgasbehälter sind ausgebildet, bei Umgebungstemperatur Brennstoff dauerhaft bei einem nominalen Betriebsdruck (auch „Nominal Working Pressure“ oder NWP genannt) von beispielsweise 350 barü (= Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck), ferner bevorzugt von ca. 700 barü oder mehr zu speichern. Ein kryogener Druckbehälter ist geeignet, den Brennstoff bei den vorgenannten Betriebsdrücken auch bei einer Temperatur zu speichern, die deutlich unter der Betriebstemperatur des Kraftfahrzeugs liegt.High-pressure gas containers are designed to keep fuel at ambient temperature permanently at a nominal operating pressure (also known as “nominal working pressure” or NWP) of, for example, 350 barg (= overpressure compared to the Atmospheric pressure), also preferably to store from about 700 barg or more. A cryogenic pressure vessel is suitable for storing the fuel at the aforementioned operating pressures even at a temperature which is well below the operating temperature of the motor vehicle.
Die Druckbehälter können beispielsweise in Form eines Kettentanks oder eines Rohrspeichers ausgebildet sein.The pressure vessels can be designed, for example, in the form of a chain tank or a pipe storage system.
Kettentanks bestehen beispielsweise aus einer Vielzahl von seriell miteinander verbundenen kleinvolumigen Kammern, die ihrerseits beispielsweise im Wesentlichen sphärozylindrisch sind. Im einfachsten Fall erfolgt die Verbindung der Kammern durch Rohrbögen aus dem gleichen Material wie die Kammern selbst, so dass sich Liner und Faserarmierung jeweils mit kontinuierlichen Produktionsmethoden herstellen lassen.
Die Verbindungen zwischen einzelnen Kammern oder Druckbehältern können aber auch durch separate Verbindungselemente oder Verbindungsleitungen seriell und/oder parallel hergestellt werden. Entsprechende Ausführungen können als Rohrspeicher bezeichnet werden und können ebenfalls aus kleinvolumigen sphärozylindrischen Kammern ausgebildet sein.Chain tanks consist, for example, of a multiplicity of small-volume chambers connected in series with one another, which in turn are essentially sphero-cylindrical, for example. In the simplest case, the chambers are connected by pipe bends made of the same material as the chambers themselves, so that the liner and fiber reinforcement can each be produced using continuous production methods.
The connections between individual chambers or pressure vessels can, however, also be established in series and / or in parallel by means of separate connecting elements or connecting lines. Corresponding designs can be referred to as pipe accumulators and can also be formed from small-volume spherical-cylindrical chambers.
Unten an der Unterbodenbaugruppe kann beispielsweise eine Unterbodenverkleidung angebracht sein. Diese kann eine Karosserieaußenhaut an der Unterseite eines Kraftfahrzeugs bilden. Die Unterbodenverkleidung wird somit beispielsweise während der Fahrt von Umgebungsluft umströmt und kann somit unmittelbar den Luftwiderstand des Kraftfahrzeugs während der Fahrt beeinflussen. Dementsprechend kann eine solche Unterbodenverkleidung strömungsoptimiert ausgebildet sein. Die Unterbodenverkleidung kann ebenso zum Schutz darüber befindlicher Bauteile, beispielsweise des Rests der Unterbodenbaugruppe, dienen. Die Schutzfunktion kann sich beispielsweise auf Witterungseinflüsse wie Hitze, Kälte, Feuchtigkeit, Spritzwasser, Salzwasser, Splittbewurf, Schnee- und/oder Schneematschbewurf und/oder Feuer bzw. Brand beziehen.For example, an underbody paneling can be attached to the bottom of the underbody assembly. This can form an outer body skin on the underside of a motor vehicle. Ambient air flows around the underbody cladding, for example while driving, and can thus directly influence the air resistance of the motor vehicle while driving. Accordingly, such an underbody cladding can be designed in a flow-optimized manner. The underbody paneling can also serve to protect components located above it, for example the remainder of the underbody assembly. The protective function can relate, for example, to weather influences such as heat, cold, moisture, splash water, salt water, chippings, snow and / or slush and / or fire or fire.
Durch die hier beschriebene Ausgestaltung kann beispielsweise erreicht werden, dass Druckbehälter unmittelbar benachbart aneinanderliegen können und/oder sich deren Einhüllenden gerade berühren, was eine erhebliche Einsparung von vorhandenem Bauraum darstellt. Der Durchmesser der Druckbehälter kann beispielsweise über die Höhe des vorhandenen Bauraums bzw. der Unterbodenbaugruppe bestimmt werden. Der Durchmesser kann beispielsweise identisch zu der Höhe oder kleiner, insbesondere nur geringfügig kleiner sein. Die für das Vorsehen von Druckbehältern in der Unterbodenbaugruppe verfügbare Länge kann beispielsweise ein ganzzahliges Vielfaches der Höhe sein, so dass eine optimale Raumausnutzung bei kreisförmigen Druckbehältern erreicht wird.The embodiment described here can achieve, for example, that pressure vessels can lie directly adjacent to one another and / or their envelopes just touch one another, which represents a considerable saving in the available installation space. The diameter of the pressure vessel can be determined, for example, via the height of the existing installation space or the sub-floor assembly. The diameter can, for example, be identical to the height or smaller, in particular only slightly smaller. The length available for providing pressure vessels in the underbody assembly can, for example, be an integral multiple of the height, so that optimum space utilization is achieved in the case of circular pressure vessels.
Durch die Verwendung von der Druckbehälterform angepassten Querstreben ist es möglich, sowohl für die notwendige Querstabilität (seitliches Crash-Verhalten) als auch für die Anbindung von Sitzschienen zu sorgen, ohne den zur Verfügung stehenden Bauraum (wie bei konventionellen hochrechteckigen Querstreben) zu beschneiden.By using cross struts adapted to the pressure vessel shape, it is possible to ensure both the necessary transverse stability (lateral crash behavior) and the connection of seat rails without cutting the available installation space (as with conventional, high-rectangular cross struts).
Die hier offenbarte Technologie wird nun anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
-
1 : ein Kraftfahrzeug, -
2 : eine Unterbodenbaugruppe in Querschnittsansicht, -
3 : einen Ausschnitt aus einer Unterbodenbaugruppe gemäß dem Stand der Technik, -
4 : einen weiteren Ausschnitt aus einer Unterbodenbaugruppe gemäß dem Stand der Technik, -
5 : einen Ausschnitt aus einer Unterbodenbaugruppe gemäß der hier offenbarten Technologie, -
6 : einen Ausschnitt aus einer Unterbodenbaugruppe gemäß der hier offenbarten Technologie, -
7 : einen Ausschnitt aus einer Unterbodenbaugruppe gemäß der hier offenbarten Technologie, -
8 : einen Querträger, -
9 : einen aufgetulpten Querträger.
-
1 : a motor vehicle, -
2 : an underbody assembly in cross-sectional view, -
3 : a section from an underbody assembly according to the prior art, -
4th : Another section from an underbody assembly according to the prior art, -
5 : a section from an underbody assembly according to the technology disclosed here, -
6th : a section from an underbody assembly according to the technology disclosed here, -
7th : a section from an underbody assembly according to the technology disclosed here, -
8th : a cross member, -
9 : a bulged cross member.
Anhand von
Die drei gezeigten Querträger
In
Die in
In
Bei der Ausführung nach
Der Doppel-T-Träger ist in
Bei der Ausführung nach
Durch die formangepassten Querträger bzw. Querstreben können die Druckbehälter
Das Zusammenwirken von Druckbehältern
Insbesondere bei einer Reihe konventioneller Druckbehälter mit Dombereichen an den Enden kann ein jeweiliger Querträger besonders bevorzugt aufgetulpt sein. Eine solche Ausführung ist schematisch in
Unter einer Auftulpung kann mit anderen Worten eine Vergrößerung der Querschnittsfläche des Querträgers im Dombereich der Druckbehälter verglichen zum zylindrischen Bereich der Druckbehälter verstanden werden. Hierbei kann ausgenutzt werden, dass die Druckbehälter im Dombereich gegenüber dem zylindrischen Bereich eine geringere Querschnittsfläche aufweisen.In other words, a bulge can be understood to mean an enlargement of the cross-sectional area of the cross member in the dome area of the pressure vessel compared to the cylindrical area of the pressure vessel. In this case, use can be made of the fact that the pressure vessels in the dome area have a smaller cross-sectional area than in the cylindrical area.
Aus Gründen der Leserlichkeit wurde vereinfachend der Ausdruck „mindestens ein(e)“ teilweise weggelassen. Sofern ein Merkmal der hier offenbarten Technologie in der Einzahl bzw. unbestimmt beschrieben ist (z.B. der/ein Druckbehälter, der/ein Querträger, etc.) so soll gleichzeitig auch deren Mehrzahl mit offenbart sein (z.B. der mindestens eine Druckbehälter, der mindestens eine Querträger, etc.).For reasons of legibility, the expression “at least one” has been partially omitted for the sake of simplicity. If a feature of the technology disclosed here is described in the singular or indefinitely (e.g. the / a pressure vessel, the / a cross member, etc.), the plurality of these should also be disclosed at the same time (e.g. the at least one pressure vessel, the at least one cross member , Etc.).
Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.The foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and not for the purpose of limiting the invention. Various changes and modifications are possible within the scope of the invention without departing from the scope of the invention and its equivalents.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019126592.4A DE102019126592A1 (en) | 2019-10-02 | 2019-10-02 | Underbody assembly for a motor vehicle and motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102019126592.4A DE102019126592A1 (en) | 2019-10-02 | 2019-10-02 | Underbody assembly for a motor vehicle and motor vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102019126592A1 true DE102019126592A1 (en) | 2021-04-08 |
Family
ID=74875707
Family Applications (1)
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DE102019126592.4A Pending DE102019126592A1 (en) | 2019-10-02 | 2019-10-02 | Underbody assembly for a motor vehicle and motor vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Citations (4)
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-
2019
- 2019-10-02 DE DE102019126592.4A patent/DE102019126592A1/en active Pending
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