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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung betrifft eine Fahrgestellstrebe zum Leiten von Kollisionsenergie von einem vorderen Gestell zu Schwellern, um eine Traktionsbatterie während eines Frontalaufpralls zu schützen.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Fahrzeuge, wie etwa batteriebetriebene Elektrofahrzeuge und Hybridelektrofahrzeuge, enthalten eine Antriebsbatteriebaugruppe, um als Energiequelle für das Fahrzeug zu fungieren. Die Traktionsbatterie kann Komponenten und Systeme beinhalten, um das Verwalten einer Fahrzeugleistung sowie von Fahrzeugvorgängen zu unterstützen. Die Traktionsbatterie kann außerdem Hochspannungskomponenten beinhalten und kann ein Luft- oder Flüssigkeits-Wärmeverwaltungssystem beinhalten, um die Temperatur der Batterie zu steuern.
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KURZDARSTELLUNG
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Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet ein Fahrzeug ein Batteriepack, das Seitenschienen aufweist, und beinhaltet dieses ein vorderes Gestell, das sich nach hinten erstreckende Arme aufweist, die mit den Seitenschienen verbunden sind, und einen Querträger, der in Längsrichtung von dem Batteriepack beabstandet ist. Eine Strebe weist einen Mittelabschnitt, der mit dem Querträger verbunden ist, und Enden auf, die derart mit den Armen verbunden sind, dass die Strebe Lastpfade zwischen dem Querträger und den Seitenschienen erzeugt, um einen Aufprall zwischen dem Querträger und dem Batteriepack zu verhindern.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform beinhaltet ein Fahrzeug ein Fahrgestell, das voneinander beabstandete Längsschweller aufweist. Ein vorderes Gestell des Fahrzeugs weist einen Querträger und Arme auf, die sich von dem Querträger nach hinten und außen erstrecken. Jeder der Arme ist mit dem Fahrgestell verbunden. Ein Batteriepack wird zwischen den Schwellern an dem Fahrgestell gestützt. Das Batteriepack beinhaltet eine Stützstruktur, die eine Schale, eine Stirnwand und gegenüberliegende Seitenschienen aufweist, die mit den Schwellern verbunden sind. Batteriezellen werden auf der Schale gestützt und sind zwischen den Seitenschienen und hinter der Stirnwand angeordnet. Eine Strebe beinhaltet einen Mittelabschnitt, der mit dem Querträger verbunden ist, und Enden, die mit dem Fahrgestell verbunden sind. Die Strebe ist derart in Längsrichtung von der Stirnwand beabstandet, dass die Strebe und die Stirnwand nicht befestigt sind. Die Strebe erzeugt Lastpfade zwischen dem Querträger und dem Fahrgestell. Die Lastpfade leiten Kollisionsenergie um das Batteriepack herum und verhindern einen Aufprall zwischen dem Querträger und der Stirnwand.
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Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform beinhaltet ein Fahrzeug Schweller und ein Batteriepack, das zwischen den Schwellern gestützt ist. Ein vorderes Gestell weist Arme, die mit den Schwellern verbunden sind, und einen Querträger auf, der in Längsrichtung von dem Batteriepack beabstandet ist. Eine gebogene Strebe weist einen an dem Querträger befestigten Mittelabschnitt und Enden auf, die derart mit den Schwellern verbunden sind, dass die Strebe Lastpfade zwischen dem Querträger und den Schwellern erzeugt, um Energie um den Akkupack herum zu leiten, wodurch eine Beschädigung während einer Kollision abgeschwächt wird.
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Figurenliste
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- 1 ist ein schematisches Diagramm eines Hybridfahrzeugs.
- 2 ist eine Unteransicht eines Fahrzeugfahrgestells und eines Batteriepacks des Fahrzeugs.
- 3 ist eine Seitenansicht des Fahrzeugfahrgestells und des Batteriepacks.
- 4 ist eine seitliche Querschnittsansicht des Fahrzeugfahrgestells und des Batteriepacks.
- 5 ist eine perspektivische Ansicht des Fahrzeugfahrgestells und des Batteriepacks.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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In dieser Schrift sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaften Charakters sind und andere Ausführungsformen unterschiedliche und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten zu zeigen. Demnach sind die hierin offenbarten konkreten strukturellen und funktionellen Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann den vielfältigen Gebrauch der vorliegenden Erfindung zu lehren. Für einen Durchschnittsfachmann versteht es sich, dass verschiedene Merkmale, die in Bezug auf beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit veranschaulicht oder beschrieben sind. Die veranschaulichten Kombinationen aus Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für übliche Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, können jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines üblichen Plugin-Hybrid-Elektrofahrzeugs (plug-in hybrid-electric vehicle - PHEV). Bestimmte Ausführungsformen können jedoch auch im im Zusammenhang mit Nicht-Plugin-Hybridfahrzeugen und vollelektrischen Fahrzeugen umgesetzt werden. Das Fahrzeug 12 beinhaltet eine oder mehrere elektrische Maschinen 14, die mechanisch mit einem Hybridgetriebe 16 verbunden sind. Die elektrischen Maschinen 14 können unter Umständen als Motor oder Generator betrieben zu werden. Des Weiteren kann das Hybridgetriebe 16 mechanisch mit einem Verbrennungsmotor 18 verbunden sein. Das Hybridgetriebe 16 kann außerdem mechanisch mit einer Antriebswelle 20 verbunden sein, die mechanisch mit den Rädern 22 verbunden ist. Die elektrischen Maschinen 14 können eine Antriebs- und Abbremsfunktion bereitstellen, wenn der Verbrennungsmotor 18 ein- oder ausgeschaltet ist. Die elektrischen Maschinen 14 fungieren außerdem als Generatoren und können Vorteile bei der Kraftstoffeffizienz bereitstellen, indem sie Energie durch Nutzbremsen rückgewinnen. Die elektrischen Maschinen 14 verringern Schadstoffemissionen und erhöhen die Kraftstoffeffizienz, indem sie die Arbeitslast des Verbrennungsmotors 18 verringern.
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Eine Traktionsbatterie 24 speichert Energie, die von den elektrischen Maschinen 14 verwendet werden kann. Die Traktionsbatterie 24 stellt üblicherweise eine Hochspannungsgleichstrom-(direct current - DC)-Ausgabe von einem oder mehreren Batteriezellenarrays, die gelegentlich als Batteriezellenstapel bezeichnet werden, innerhalb der Traktionsbatterie 24 bereit. Die Batteriezellenarrays können eine oder mehrere Batteriezellen beinhalten.
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Die Batteriezellen, wie etwa prismatische Zellen, Pouch-Zellen, zylindrische Zellen oder eine beliebige andere Zellenart, wandeln gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie um. Die Zellen können ein Gehäuse, eine positive Elektrode (Kathode) und eine negative Elektrode (Anode) beinhalten. Ein Elektrolyt kann ermöglichen, dass sich Ionen während einer Entladung zwischen der Anode und Kathode bewegen und dann während einer Wiederaufladung zurückströmen. Anschlüsse können ermöglichen, dass Strom zur Verwendung durch das Fahrzeug aus der Zelle strömt.
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Es können verschiedene Batteriepackkonfigurationen verfügbar sein, um individuellen Fahrzeugvariablen, einschließlich Gehäuseeinschränkungen und Leistungsanforderungen, zu entsprechen. Die Batteriezellen können mit einem Wärmeverwaltungssystem wärmereguliert werden. Beispiele für Wärmeverwaltungssysteme schließen Luftkühlsysteme, Flüssigkeitskühlsysteme und eine Kombination aus Luft- und Flüssigkeitskühlsystemen ein.
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Die Traktionsbatterie 24 kann durch ein oder mehrere Schütze (nicht gezeigt) elektrisch mit einem oder mehreren Leistungselektronikmodulen 26 verbunden sein. Das eine oder die mehreren Schütze isolieren im geöffneten Zustand die Traktionsbatterie 24 von anderen Komponenten und verbinden im geschlossenen Zustand die Traktionsbatterie 24 mit anderen Komponenten. Das Leistungselektronikmodul 26 kann elektrisch mit den elektrischen Maschinen 14 verbunden sein und kann die Möglichkeit bereitstellen, elektrische Energie bidirektional zwischen der Traktionsbatterie 24 und den elektrischen Maschinen 14 zu übertragen. Beispielsweise kann eine übliche Traktionsbatterie 24 eine DC-Spannung bereitstellen, während die elektrischen Maschinen 14 unter Umständen eine Dreiphasenwechselstrom-(alternating current - AC)-Spannung benötigen, um zu funktionieren. Das Leistungselektronikmodul 26 kann die DC-Spannung in eine Dreiphasen-AC-Spannung umwandeln, wie durch die elektrischen Maschinen 14 benötigt. In einem Regenerationsmodus kann das Leistungselektronikmodul 26 die Dreiphasen-AC-Spannung von den elektrischen Maschinen 14, die als Generatoren fungieren, in die DC-Spannung umwandeln, welche die Traktionsbatterie 24 benötigt. Die Beschreibung in dieser Schrift gilt gleichermaßen für ein vollelektrisches Fahrzeug. In einem vollelektrischen Fahrzeug kann es sich bei dem Hybridgetriebe 16 um einen Getriebekasten handeln, der mit einer elektrischen Maschine 14 verbunden ist, und in diesem ist der Verbrennungsmotor 18 nicht vorhanden.
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Zusätzlich zum Bereitstellen von Vortriebsenergie kann die Traktionsbatterie 24 Energie für weitere elektrische Fahrzeugsysteme bereitstellen. Ein übliches System kann ein DC/DC-Wandlermodul 28 beinhalten, das die Hochspannungs-DC-Ausgabe der Traktionsbatterie 24 in eine Niederspannungs-DC-Versorgung umwandelt, die mit anderen Fahrzeugkomponenten kompatibel ist. Andere Hochspannungsverbraucher, wie etwa Verdichter und elektrische Heizgeräte, können ohne die Verwendung eines DC/DC-Wandlermoduls 28 direkt mit der Hochspannungsversorgung verbunden sein. In einem üblichen Fahrzeug sind die Niederspannungssysteme elektrisch mit einer Hilfsbatterie 30 (z. B. einer 12-Volt-Batterie) verbunden.
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Ein Batterieenergiesteuermodul (battery energy control module - BECM) 33 kann mit der Traktionsbatterie 24 in Kommunikation stehen. Das BECM 33 kann als eine Steuerung für die Traktionsbatterie 24 fungieren und kann außerdem ein elektronisches Überwachungssystem beinhalten, das die Temperatur und den Ladezustand für jede der Batteriezellen verwaltet. Die Traktionsbatterie 24 kann einen Temperatursensor 31 aufweisen, wie etwa einen Thermistor oder anderen Temperaturfühler. Der Temperatursensor 31 kann mit dem BECM 33 in Kommunikation stehen, um Temperaturdaten bezüglich der Traktionsbatterie 24 bereitzustellen.
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Das Fahrzeug 12 kann durch eine mit einer externen Leistungsquelle 36 verbundenen Ladestation wiederaufgeladen werden. Die externe Leistungsquelle 36 kann elektrisch mit einem Elektrofahrzeugversorgungsgerät (electric vehicle supply equipment - EVSE) 38 verbunden sein. Die externe Leistungsquelle 36 kann elektrische Leistung als DC oder AC an dem EVSE 38 bereitstellen. Das EVSE 38 kann einen Ladestecker 40 zum Einstecken in einen Ladeanschluss 34 des Fahrzeugs 12 aufweisen. Bei dem Ladeanschluss 34 kann es sich um eine beliebige Art von Anschluss handeln, die konfiguriert ist, um Leistung von dem EVSE 38 an das Fahrzeug 12 zu übertragen. Der Ladeanschluss 34 kann elektrisch mit einem Ladegerät oder einem bordeigenen Leistungswandlermodul 32 verbunden sein. Das Leistungswandlermodul 32 kann die Leistung konditionieren, die von dem EVSE 38 zugeführt wird, um den richtigen Spannungs- und Strompegel an der Traktionsbatterie 24 bereitzustellen. Das Leistungswandlermodul 32 kann eine Schnittstelle mit dem EVSE 38 bilden, um die Leistungszufuhr an das Fahrzeug 12 zu koordinieren. Der EVSE-Stecker 40 kann Stifte aufweisen, die mit entsprechenden Aussparungen des Ladeanschlusses 34 zusammenpassen.
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Die unterschiedlichen erläuterten Komponenten können eine oder mehrere Steuerungen aufweisen, die diesen zugeordnet sind, um den Betrieb der Komponenten zu steuern und zu überwachen. Die Steuerungen können über einen seriellen Bus (z. B. Controller Area Network (CAN)) oder über dedizierte elektrische Leitungen kommunizieren.
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Unter Bezugnahme auf 2 und 3 beinhaltet das Fahrzeug 12 ein Fahrgestell 50, das ein Paar sich in Längsrichtung erstreckender Schweller 52 aufweist, die voneinander beabstandet sind und sich im Allgemeinen entlang der Außenseiten des Fahrzeugs 12 in der Nähe des Bodens der Türöffnungen erstrecken. Das Fahrgestell 50 beinhaltet außerdem ein Paar voneinander beabstandeter vorderer Schienen 56, die im Allgemeinen unter dem Fronthaubenbereich des Fahrzeugs 12 angeordnet sind. Die vorderen Schienen 56 sind enger beabstandet als die Schweller 52 und befinden sich folglich innerhalb der Schweller 52. Die vorderen Schienen 56 sind durch S-Schienen 54, die sich nach außen auffächern, mit den Schwellern 52 verbunden.
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Ein vorderes Gestell 60 ist in dem Fronthaubenbereich angeordnet und entweder direkt durch Befestigungsmittel, Schweißen oder dergleichen oder indirekt über eine oder mehrere Zwischenkomponenten, z. B. über Klammern oder dergleichen, mit dem Fahrgestell 50 verbunden. Beispielsweise können Befestigungsmittel 72 das vordere Gestell 60 an den vorderen Schienen 56 befestigen. Das vordere Gestell 60 kann einen Querträger 62, der sich seitlich über das Fahrzeug 12 erstreckt, und Arme 64 beinhalten, die sich von einer Rückseite 66 des Querträgers 62 nach hinten und außen erstrecken. Die Arme 64 werden gelegentlich als Froschschenkel bezeichnet. Jeder der Arme 64 beinhaltet ein erstes Ende 68, das mit dem Querträger 62 verbunden ist, und ein zweites Ende 70, das durch die Befestigungsmittel 74 mit den S-Schienen verbunden ist. Bei dem vorderen Gestell 60 kann es sich um ein einstückig gebildetes Teil handeln. Gemäß einer Ausführungsform besteht das vordere Gestell 60 aus Aluminiumguss, in dem der Querträger 62 oder mehrere verbundene Teile, die Arme 64 und möglicherweise andere veranschaulichte Abschnitte des vorderen Gestells einstückig gebildet sind.
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Unter Bezugnahme auf 3, 4 und 5 wird der Batteriepack 24 zwischen den Schwellern 52 unter einer Bodenplatte 80 des Fahrzeugs 12 gestützt. Das Batteriepack 24 beinhaltet eine Stützstruktur 82, welche die Batteriezellen, das Kühlsystem, die Elektronik und andere der Batterie 24 zugeordnete Systeme aufnimmt und stützt. Die Stützstruktur 82 kann eine Schale 84, die den Boden des Batteriepacks 24 bildet, ein Paar gegenüberliegender Seitenschienen 88, die im Allgemeinen unter den Schwellern 52 angeordnet sind, eine Stirnwand 90, die sich seitlich zwischen den Seitenschienen 88 erstreckt, und eine Abdeckung 86 beinhalten, die benachbart zu dem Boden 80 angeordnet ist. Die Stirnwand 90 ist in Längsrichtung hinter der Rückseite 66 des Querträgers 62 beabstandet, wodurch ein Hohlraum 92 erzeugt wird. Zumindest ein Hochspannungskabelbaum 94 und die Kühlmittelleitungen (nicht gezeigt) können an der Stirnwand 90 mit dem Batteriepack 24 verbunden werden. Die Kabelbäume 94 und die Kühlmittelleitungen können im Allgemeinen den Hohlraum 92 einnehmen, ohne das Gestell 60 zu berühren. Beispielsweise kann die Stirnwand 90 Kühlmittelanschlüsse 96 und elektrische Verbinder 100 beinhalten. Während gezeigt ist, dass die Stirnwand sowohl Kühlmittel- als auch elektrische Anschlüsse aufweist, kann diese lediglich einen oder alternativ keinen dieser Anschlüsse aufweisen.
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Unter Bezugnahme auf 2 und 5 sind/ist die Batteriezellen, die Elektronik und/oder andere relativ empfindliche Komponenten innerhalb der Stützstruktur 82 angeordnet, die Schutz vor den Elementen und vor Stößen bereitstellt, wie etwa vor normalen Straßenvibrationen sowie Kollisionen. Einige Abschnitte der Stützstruktur 82 sind ausgebildet, um während einer Kollision Energie aufzunehmen, wohingegen andere Elemente nicht derart ausgebildet sind und geschützt werden sollten. Beispielsweise sind die Seitenschienen 88 ausgebildet, um Aufprallenergie während einer Kollision aufzunehmen, ohne die inneren Komponenten des Batteriepacks 24 ernsthaft zu beschädigen. Die Seitenschienen 88 sind an den Schwellern 52 befestigt, wie etwa durch Befestigungsmittel, und können außerdem die Steifheit des Fahrzeugfahrgestells 50 unterstützen. Das vordere Gestell 60 kann entweder direkt oder indirekt über ein oder mehrere Zwischenelementen mit den Seitenschienen 88 verbunden sein. In der veranschaulichten Ausführungsform sind die zweiten Enden 70 der Arme 64 durch Klammern 102 und 104 an den Seitenschienen 88 befestigt. Diese Verbindung bildet Lastpfade 106, 108 durch die Arme 64, durch die Klammern 102, 104, in die Seitenschienen 88 und anschließend in die Schweller 52. Diese Lastpfade 106, 108 führen von den empfindlichen Komponenten des Batteriepacks 24 weg nach außen, um eine Beschädigung der Batteriezellen und dergleichen zu verhindern. Die Lastpfade 106, 108 können im Falle einer Frontalkollision Kollisionsenergie von dem vorderen Gestell 60 aufnehmen.
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Die Stirnwand 90 ist im Gegensatz zu den Seitenschienen 88 nicht ausgebildet, um Kollisionsenergie von dem vorderen Gestell 60 aufzunehmen. Die Stirnwand 90 kann empfindliche Komponenten innerhalb der Wand selbst z. B. elektrische Verbindungen, sowie direkt dahinter enthalten. Durch einen Aufprall des Querträgers 62 auf der Stirnwand 90 besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Batteriepacks 24. Die Lastpfade 106 und 108 widerstehen einer Verschiebung des vorderen Gestells 60 nach hinten, um einen Aufprall zwischen dem Querträger 62 und der Stirnwand 90 zu verhindern. Es kann eine Gestellverstärkungsstrebe 120 verwendet werden, um die Möglichkeit eines Aufpralls zwischen dem Querträger 62 und dem Batteriepack 24 weiter abzuschwächen. Die Strebe 120 ist im Allgemeinen innerhalb des Hohlraums 92 angeordnet und ist von der Stirnwand 90 beabstandet. Die Stirnwand 90 ist frei von strukturellen Befestigungen an dem Fahrgestell 50, um abzuschwächen, dass durch Kollisionsenergie die relativ empfindlichen Komponenten beschädigt werden, die nahe oder an der Stirnwand 90 angebracht sind.
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Unter Bezugnahme auf 2, 4 und 5 kann die Strebe 120 einen Mittelpunkt 122, der mit dem Querträger 62 verbunden ist, ein erstes Segment 124, das ein Ende 126 aufweist, das mit einer der Seitenschienen 88 verbunden ist, und ein zweites Segment 128 beinhalten, das ein Ende 130 aufweist, das mit der anderen der Seitenschienen 88 verbunden ist. Die Strebe 120 kann entweder direkt oder indirekt über eine oder mehrere Zwischenkomponenten mit den Seitenschienen 88 verbunden sein. In der veranschaulichten Ausführungsform ist die Strebe 120 über die Klammern 102 und 104 mit den Seitenschienen 88 verbunden. Die Strebe 120 kann über die Befestigungsmittel 74 an den zweiten Enden 70 der Arme 64 befestigt sein. Die Strebe 120 ist außerdem über die Befestigungsmittel 74 an dem Fahrgestell 50 befestigt.
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Die Strebe 120 ist ein längliches Element, das eine bogenähnliche Form aufweist. Die Strebe 120 kann aus Metall gebildet sein, wie etwa Stahl. Die Strebe 120 kann rohrförmig mit einer hohlen Mitte sein. Alternativ kann die Strebe 120 ein massiver Stab sein. Die Strebe 120 kann einen kreisförmigen Querschnitt, einen ovalen Querschnitt, einen rechteckigen Querschnitt oder eine andere Form aufweisen.
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Die Strebe 120 ist derart mit einem Isolator an dem Querträger 62 befestigt, dass keine Vibrationen zwischen dem vorderen Gestell 60 und der Strebe 120 übertragen werden. Die Vibrationen können unerwünschte Geräusche und andere unerwünschte Zustände verursachen. In einer Ausführungsform befestigt eine Buchsenbaugruppe 140 die Strebe 120 an dem vorderen Gestell 60. Die Buchsenbaugruppe 140 kann eine Klammer 142 beinhalten, die an der Rückseite 66 des Querträgers 62 befestigt ist. Eine Buchse 144 wird in der Klammer 142 gestützt. Die Buchse 144 definiert eine Öffnung 146, die konfiguriert ist, um den Mittelpunkt 122 der Strebe 120 aufzunehmen. Die Buchse 144 absorbiert nicht nur Vibrationen, um eine Dämpfung zwischen dem vorderen Gestell 60 und der Strebe 120 bereitzustellen, sondern ermöglicht auch, dass sich die Strebe 120 in der Öffnung 146 dreht.
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Die Strebe 120 ergänzt die Lastpfade, um während einer Frontalkollision einer Verschiebung des vorderen Gestells 60 nach hinten in Richtung der Stirnwand 90 zu widerstehen. Die gebogene Form der Strebe 120 unterstützt, alle Arten von Frontbelastung (z. B. vollständig überlappend, schräg oder rechteckig) zu verteilen und leitet diese Lasten nach außen in Richtung der Schweller 52 und von dem Batteriepack 24 weg. Das erste und das zweite Segment 124, 126 der Strebe 120 erzeugen ein Paar von Lastpfaden 150, 152 zwischen dem Querträger 62 und den Seitenschienen 88, dem Fahrgestell 50. Der erste Lastpfad 150 erstreckt sich zwischen der Buchsenbaugruppe 140 und dem ersten Ende 126 der Strebe und der zweite Lastpfad 152 erstreckt sich zwischen der Buchsenbaugruppe 140 und dem zweiten Ende 128 der Strebe. Die Lastpfade 150, 152 der Strebe 120 überschneiden sich mit den Lastpfaden 106, 108 an den Klammern 102, 104, um Kollisionsenergie auf die Schweller 52 zu übertragen.
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Das vordere Gestell 60 weist eine Aufwärtskonstruktion auf, die es der Strebe 120 ermöglicht, sich im Allgemeinen in der gleichen Ebene wie das Batteriepack 24 zu befinden. Hierdurch wird die Gefahr eines Verbiegens während eines Frontalaufprallereignisses verringert. Wie am besten in 3 gezeigt, erstrecken sich die Arme 64 derart von den Enden 70 nach unten, dass sich der Querträger 62 im Allgemeinen in derselben Ebene wie der Batteriepack 24 befindet. Hierdurch wird die Strebe 120 im Allgemeinen in derselben Ebene wie das Batteriepack 24 platziert, wodurch die Bogenform der Strebe 120 am effizientesten genutzt wird.
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Die Lastpfade 106 und 108 wirken mit den Lastpfaden 150, 152 der Strebe 120 zusammen, um Kollisionsenergie um das Batteriepack 24 herum und in die Seitenschienen 88 und die Schweller 52 abzulenken sowie die Wahrscheinlichkeit eines Aufpralls zwischen dem vorderen Gestell 60 und der Stirnwand 90 zu verringern, um eine Beschädigung des Batteriepacks 24 während einer Frontalkollision abzuschwächen. Durch das Abschwächen der Beschädigung des Batteriepacks 24 werden die dem Fahrzeug zugeordneten Reparaturkosten verringert, wird die Sicherheit erhöht und wird die mögliche Umweltverschmutzung verringert.
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Wenngleich vorangehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen beschreiben, die durch die Patentansprüche eingeschlossen werden. Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke sind vielmehr beschreibende Ausdrücke als einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie vorangehend beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die unter Umständen nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen so beschrieben sein können, dass sie Vorteile bereitstellen oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehrere erwünschte Eigenschaften bevorzugt sind, wird ein Durchschnittsfachmann erkennen, dass ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Eigenschaften in Frage gestellt werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erzielen, welche von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängig sind. Diese Attributen können unter anderem Folgendes einschließen: Kosten, Festigkeit, Lebensdauer, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Betriebsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Einfachheit der Montage usw. Somit liegen Ausführungsformen, welche in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen des Standes der Technik beschrieben werden, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: ein Batteriepack, das Seitenschienen beinhaltet; ein vorderes Gestell, das sich nach hinten erstreckende Arme, die mit den Seitenschienen verbunden sind, und einen Querträger beinhaltet, der in Längsrichtung von dem Batteriepack beabstandet ist; und eine Strebe, die einen Mittelabschnitt, der mit dem Querträger verbunden ist, und Enden beinhaltet, die derart mit den Armen verbunden sind, dass die Strebe Lastpfade zwischen dem Querträger und den Seitenschienen erzeugt, um einen Aufprall zwischen dem Querträger und dem Batteriepack zu verhindern.
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Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das vordere Gestell ferner eine Buchsenbaugruppe und ist die Strebe über die Buchsenbaugruppe an dem Querträger befestigt.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Buchsenbaugruppe eine Buchse, die eine Öffnung definiert, und eine Klammer auf, welche die Buchse an einer Rückseite des Stützelements befestigt, und wobei die Strebe derart in der Öffnung aufgenommen ist, dass die Strebe in der Buchse gedreht werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Batteriepack eine Stirnwand, die zumindest eines von einer elektrischen Verbindung und einem Kühlmittelanschluss aufweist, und wobei die Strebe einen Aufprall zwischen dem Querträger und der Stirnwand verhindert.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Strebe derart von der Stirnwand beabstandet, dass die Stirnwand frei von struktureller Befestigung ist.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Strebe nicht direkt mit dem Batteriepack verbunden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch eine Fahrzeugkarosserie gekennzeichnet, die Längsschweller beinhaltet, wobei das Batteriepack zwischen den Schwellern mit den Seitenschienen gestützt wird, die mit den Schwellern verbunden sind.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die Arme über eine oder mehrere Zwischenkomponenten mit den Seitenschienen verbunden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Strebe ein längliches Element.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Strebe als ein Bogen geformt.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das längliche Element rohrförmig.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Strebe Stahl.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: ein Fahrgestell, das beabstandete Längsschweller beinhaltet; ein vorderes Gestell, das einen Querträger und Arme beinhaltet, die sich von dem Querträger nach hinten und außen erstrecken, wobei jeder der Arme mit dem Fahrgestell verbunden ist; ein Batteriepack, das zwischen den Schwellern an dem Fahrgestell gestützt wird, wobei das Batteriepack Folgendes beinhaltet: eine Stützstruktur, die eine Schale, eine Stirnwand und gegenüberliegende Seitenschienen aufweist, die mit den Schwellern verbunden sind, und Batteriezellen, die auf der Schale gestützt werden und zwischen den Seitenschienen und hinter der Frontwand angeordnet sind; und eine Strebe, die einen Mittelabschnitt, der mit dem Querträger verbunden ist, und Enden beinhaltet, die mit dem Fahrgestell verbunden sind, wobei die Strebe derart in Längsrichtung von der Stirnwand beabstandet ist, dass die Strebe und die Stirnwand nicht befestigt sind, wobei die Strebe Lastpfade zwischen dem Querträger und dem Fahrgestell erzeugt, die Kollisionsenergie um das Batteriepack herum leiten und einen Aufprall zwischen dem Querträger und der Stirnwand verhindern.
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Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das vordere Gestell ferner eine Buchsenbaugruppe und ist die Strebe über die Buchsenbaugruppe an dem Querträger befestigt.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Strebe ein längliches Element.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das längliche Element rohrförmig.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Strebe als ein Bogen geformt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: Schweller; ein zwischen den Schwellern gestütztes Batteriepack; ein vorderes Gestell, das Arme, die mit den Schwellern verbunden sind, und einen Querträger beinhaltet, der in Längsrichtung von dem Batteriepack beabstandet ist; und eine gebogene Strebe, die einen Mittelabschnitt, der an dem Querträger befestigt ist, und Enden beinhaltet, die derart mit den Schwellern verbunden ist, dass die Strebe Ladungspfade zwischen dem Querträger und den Schwellern erzeugt, um Energie um das Batteriepack herum zu leiten, wodurch eine Beschädigung während einer Kollision abgeschwächt wird.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Strebe ein längliches Element.
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Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das vordere Gestell ferner eine Buchsenbaugruppe und ist die Strebe über die Buchsenbaugruppe an dem Querträger befestigt.
