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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Batteriehalterung und einer elektrischen Batterieverkabelung.
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Für das von der Europäischen Union für neue Kraftfahrzeugmodelle vorgeschriebene automatische Notrufsystem eCall, mittels dem nach einem Unfall manuell durch den Fahrer eine Telefonverbindung zur nächstgelegenen Rettungsleitstelle hergestellt werden kann und das nach einen schweren Unfall, bei dem Airbags ausgelöst wurden, automatisch einen Notruf sendet, muss bei einem Frontalunfall des Fahrzeugs die elektrische Niedervolt-Stromversorgung, manchmal auch als Kleinspannungsstromversorgung, insbesondere 12-Volt-Stromversorgung, bezeichnet, weiterhin funktionsfähig sein, um die Funktionsfähigkeit des Notrufsystems zu gewährleisten. Ferner dient die Niedervolt-Stromversorgung auch dazu, dass weitere wichtige Funktionen des Fahrzeugs, wie beispielsweise das Schließsystem für die Fahrzeugtüren, weiterhin funktionsfähig bleiben. Insofern ist es von großem Vorteil, wenn die Niedervolt-Stromversorgung über mindestens eine Stunde nach dem Unfall aufrechterhalten werden kann. Diese Niedervolt-Stromversorgung wird zudem für verschiedene Steuergeräte benötigt, welche verschiedene Funktionen des Fahrzeugs steuern.
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Bei der Konstruktion eines Fahrzeugs kann es aufgrund von verschiedenen Vorgaben und/oder räumlichen Begebenheiten notwendig sein, dass eine Niedervolt-Batterie des Fahrzeugs in einem Bereich angeordnet werden muss, welcher bei einem Frontalunfall mit Kraft beaufschlagt wird, die aufgrund von Deformationen der Karosserie und/oder Rückverlagerung von Bauteilen, Aggregaten oder dergleichen auf die Batterie beziehungsweise eine diese aufnehmende Batteriehalterung wirkt.
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Aus der
DE 10 2008 059 680 A1 ist eine Halterung einer Batterie in einem Kraftfahrzeug bekannt, welche ein Batterieaufnahmeelement in Form eines nach oben offenen, rechteckförmigen Behälters umfasst, so dass fünf der sechs Seitenflächen der Batterie durch das Aufnahmeelement abgedeckt sind. Zur sicheren Fixierung der Batterie im Aufnahmeelement ist dieses nach oben hin von einem Bügelelement umgeben. Das Batterieaufnahmeelement ist insgesamt als Schutzraum beziehungsweise -käfig für die Batterie ausgelegt, das im Kollisionsfall den Belastungen standhalten und seine Position innerhalb des Fahrzeug halten soll. Das entsprechend massiv und damit ein relativ hohes Gewicht aufweisende Batterieaufnahmeelement ist an einer zur Fahrbahn gerichteten Unterseite an der Karosserie des Fahrzeuges befestigt, wodurch die Zugänglichkeit bei der Montage deutlich erschwert wird und zudem für das Aufnahmeelement ein großes Packmaß erfordert.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrzeug mit einer Batteriehalterung und einer elektrischen Batterieverkabelung, zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre des unabhängigen Anspruchs sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten bevorzugten Ausführungsbeispiele.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Fahrzeug geschaffen wird, aufweisend eine Batteriehalterung und eine elektrische Batterieverkabelung, wobei die Batteriehalterung in einem Vorbaubereich des Fahrzeugs und unterhalb einer Fronthaube des Fahrzeugs an einer einen im Vorbaubereich vorgesehenen Bauraum zu einer Fahrgastzelle hin begrenzenden Stirnwand des Fahrzeugs angeordnet ist. Die Batteriehalterung ist derart steif ausgebildet, dass ein innerhalb der Batteriehalterung gebildeter Batterieschutzraum bei der Krafteinwirkung in Folge eines Frontalunfalls des Fahrzeugs intakt bleibt. Die Stirnwand des Fahrzeugs ist dazu eingerichtet und angeordnet, bei Überschreitung einer vorgebbaren Grenzkraft derart verformbar zu sein, dass die Batteriehalterung entgegen einer Fahrzeugfahrtrichtung und in Richtung der Stirnwand verlagerbar ist, vorzugsweise wird die Stirnwand entgegen der Fahrzeugfahrtrichtung - mittels der Batteriehalterung - verdrängt und/oder verformt, insbesondere ist die Batteriehalterung durch die Stirnwand des Fahrzeugs hindurch in einen Batterieunfallschutzraum verlagerbar. Die elektrische Batterieverkabelung, welche eine in der Batteriehalterung anordenbare Batterie mit wenigstens einer elektrischen Fahrzeugkomponente, insbesondere einem Kabelbaum des Fahrzeugs, verbindet, ist derart ausgelegt, dass es bei einer crashbedingten Rückverlagerung der Batteriehalterung in Richtung der Fahrgastzelle zu keiner elektrischen Verbindungstrennung zwischen der in der Batteriehalterung anordenbaren Batterie und der wenigstens einen elektrischen Fahrzeugkomponente kommt. Hierdurch kann insbesondere der Vorteil erzielt werden, dass die Batterie, insbesondere die Niedervolt-Batterie, vorzugsweise inklusive aller Anschlüsse, für die Montage zugänglich ist, da nach Einbau der Niedervolt-Batterie die Batteriehalterung, insbesondere eine Prallplatte der Batteriehalterung, das heißt das zuletzt einbaubare und/oder einzubauende Teil der Batteriehalterung, zum Schluss montiert werden kann und die vorzugsweise mehrteilige Konstruktion der Batteriehalterung aus Prallplatte, Streben und Batteriegrundplatte, einen Batterieschutzraum bildet, welcher die Batterie schützt.
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Die Batteriehalterung, insbesondere eine Prallplatte der Batteriehalterung, schützt die Batterie, insbesondere inklusive aller Anschlüsse und Leitungen, bei einem Unfall, vorzugsweise bei einem Unfall von vorne, das heißt entgegen der Fahrzeugfahrtrichtung, vor einer direkten Beaufschlagung mit Kraft durch - in Fahrzeugfahrtrichtung - vor der Stirnwand, wobei dieser Bereich manchmal auch als Motorraum bezeichnet wird, angeordneten Bauteilen, wie beispielsweise einem Motor, sonstige Teile des Fahrzeugantriebs, Aggregate, insbesondere Kühler oder dergleichen und/oder Hochvoltkomponenten für ein Elektrofahrzeug. Dabei bildet die Batteriehalterung einen Batterieschutzraum für die Batterie, wodurch die Batterie vor der Beaufschlagung mit einer Kraft bei einem Unfall geschützt ist, indem die Batteriehalterung, insbesondere die Prallplatte, eine Struktur der Stirnwand verformt und/oder nach hinten in Richtung der Fahrgastzelle drückt.
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Die Batteriehalterung hat insbesondere den Vorteil, dass die Batterie inklusive aller Anschlüsse und Leitungen für eine Montage - wie schon erwähnt - und/oder Reparatur zugänglich bleibt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Batteriehalterung eine Prallplatte und/oder mindestens eine Strebe und/oder eine Batteriegrundplatte aufweist, oder die Batteriehalterung aus einer Prallplatte, mindestens einer Strebe und einer Batteriegrundplatte gebildet ist. Durch den modularen Aufbau der Batteriehalterung ist es insbesondere möglich, besonders effektiv bei geringem Packmaß eine hohe Stabilität bei einer zudem guten Zugänglichkeit, insbesondere bei oder während der Montage der Batterie, zu ermöglichen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Prallplatte dazu eingerichtet und angeordnet ist, bei einer Montage der Batteriehalterung als letztes Bauteil montiert zu werden. Hierdurch ist es insbesondere möglich, auf einfache Art und Weise die Batterie zu montieren, jedoch gleichzeitig das Packmaß der Batteriehalterung so gering wie möglich zu halten.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Prallplatte mindestens drei Seiten einer in der Batteriehalterung anordenbare Batterie überdeckt. Dies erhöht den Schutz durch die Batteriehalterung, insbesondere durch die Prallplatte, für die Batterie, welche innerhalb der Batteriehalterung anordenbar ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Prallplatte in Fahrzeugfahrtrichtung die Vorderseite und/oder die linke Seite und/oder die rechte Seite einer in der Batteriehalterung anordenbaren Batterie überdeckt. Für die anordenbare Batterie kann hierdurch individuell der notwendige Schutz, welcher sich durch die die Batteriehalterung umgebenden Bauteile ergibt, bereitgestellt werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Batteriehalterung zur Aufnahme einer 12-Volt Batterie eingerichtet ist. Insbesondere 12-Volt Batterien sind für den Einsatz in Personenkraftwagen besonders geeignet. Selbstverständlich sind auch andere Batterien mittels der Batteriehalterung im Fahrzeug sicher unterbringbar, beispielsweise eine 24-Volt Batterie.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Batteriehalterung aus einem Kunststoff, insbesondere einem faserverstärktem Kunststoff, oder aus einem ultrahochfesten, insbesondere warmumgeformten beziehungsweise presshärtbaren Stahl gebildet ist. Hierdurch wird auf insbesondere einfache Art und Weise eine hohe Stabilität der Batteriehalterung erzielt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Prallplatte aus einem Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, oder aus einem ultrahochfesten, insbesondere warmumgeformten beziehungsweise presshärtbaren Stahl gebildet ist. Hierdurch wird auf insbesondere einfache Art und Weise eine hohe Stabilität der Prallplatte erzielt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Strebe und/oder die Batteriegrundplatte aus einem ultrahochfesten Stahl gebildet ist/sind.
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Hierdurch wird auf insbesondere einfache Art und Weise eine hohe Stabilität der mindestens einen Strebe und/oder der Batteriegrundplatte erzielt.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 in einer schematischen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel des Fahrzeugs, wobei insbesondere die Batteriehalterung und die verformbare Stirnwand gezeigt sind,
- 2 in zwei schematischen Darstellungen das Ausführungsbeispiel gemäß 1, wobei in beiden schematischen Darstellungen von 2 das Fahrzeug in einer Draufsicht gezeigt ist, wobei insbesondere in der rechten Darstellung der 2 zu erkennen ist, wie die Batteriehalterung bei einem Frontalunfall entgegen der Fahrzeugfahrtrichtung in Richtung der Stirnwand verlagert und die Stirnwand entsprechend deformiert wird.
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Der 1 ist in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel des Fahrzeugs 1 zu entnehmen, aufweisend eine Batteriehalterung 3 und eine elektrische Batterieverkabelung 5, wobei die Batteriehalterung 3 in einem Vorbaubereich 7 und in geodätischer Hinsicht unterhalb einer Fronthaube (in den Figuren nicht gezeigt) sowie an einer zwischen einem Frontraum, insbesondere Motor- und/oder Aggregateraum, und einem Innenraum, insbesondere Fahrgastraum, angeordneten Stirnwand 9 des Fahrzeugs 1 angeordnet ist. Zu erkennen ist in 2, dass die Batteriehalterung 3 in dem Freiraum zwischen zwei Federbeinaufnahmen, welche auch als Dämpferbeindome bezeichnet werden, angeordnet ist.
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Die Batteriehalterung 3 ist derart steif ausgebildet, dass ein innerhalb der Batteriehalterung 3 gebildeter Batterieschutzraum 11 bei der Krafteinwirkung eines Frontalunfalls des Fahrzeugs 1 intakt bleibt, wobei die Stirnwand 9 des Fahrzeugs 1 dazu eingerichtet und angeordnet ist, bei Überschreitung einer vorgebbaren, insbesondere durch entsprechende bauliche und/oder konstruktive Maßnahmen und/oder dem Einsatz entsprechender Materialien gezielt definierbaren beziehungsweise einstellbaren Grenzkraft derart in Richtung der Fahrgastzelle verformbar zu sein, dass die Batteriehalterung 3 entgegen einer Fahrzeugfahrtrichtung 13, insbesondere Vorwärtsfahrtrichtung, in Richtung der Stirnwand 9 verlagerbar ist, vorzugsweise die Stirnwand 9 entgegen der Fahrzeugfahrtrichtung 13 verformt und/oder gedrückt wird. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass durch die crashbedingte Rückverlagerung der Batteriehalterung 3 diese die Stirnwand 9 des Fahrzeugs 1 durchdringt. Wichtig ist, dass die elektrische Batterieverkabelung 5, welche eine in der Batteriehalterung 3 anordenbare Batterie 15 mit wenigstens einer elektrischen Fahrzeugkomponente (in den Figuren nicht gezeigt) verbindet, derart ausgelegt ist, dass es bei einer Verlagerung der Batteriehalterung 3 gegen beziehungsweise durch die Stirnwand hindurch zu keiner elektrischen Verbindungstrennung zwischen der in der Batteriehalterung 3 anordenbaren Batterie 15 und der wenigstens einen elektrischen Fahrzeugkomponente kommt.
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Ferner ist insbesondere der 1 zu entnehmen, dass die Batteriehalterung 3 eine Prallplatte 17, zumindest eine Strebe 19, vorzugsweise auf beiden Seiten der Prallplatte 17 jeweils eine Strebe 19 und eine Batteriegrundplatte 21 aufweist, die hier aus jeweiligen Einzelteilen bestehen und zur Herstellung der Batteriehalterung 3 zusammengesetzt werden. Die Batteriegrundplatte 21 weist hier an ihren Seiten und an ihrer der Stirnwand 9 zugewandten Seite jeweils einen nach oben abgestellten Flansch auf. An den seitlichen Flanschen sind die Streben 19 einenends befestigt, während deren anderes Ende an der Stirnwand 9 befestigt wird. Die Streben 19 verlaufen von vorne unten nach hinten oben in Richtung der Stirnwand 9 ansteigend.
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Die Batteriegrundplatte 21 ist in einer gedachten, sich in x-y-Richtung des Fahrzeugkoordinatensystems aufspannenden Ebene, das heißt Horizontalebene angeordnet, während die Prallplatte 17 in einer sich in y-z-Richtung des Fahrzeugkoordinatensystems aufspannenden Ebene, das heißt Vertikalebene befindet. Das heißt, die Prallplatte 17 steht senkrecht oder zumindest aber im Wesentlichen senkrecht zur beziehungsweise auf der Batteriegrundplatte 21 und ist auch an dieser mittels eines abgestellten Flansches daran befestigt. Alle vorstehend genannten Befestigungsstellen sind vorzugsweise lösbar, das heißt zerstörungsfrei ausgebildet, insbesondere als jeweilige Schraubverbindung.
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Alternativ ist es möglich, die Batteriehalterung 3 einteilig auszubilden, beispielsweise als Gußbauteil.
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Darüber hinaus ist bevorzugt vorgesehen, dass die Prallplatte 17 dazu eingerichtet und angeordnet ist, bei einer Montage der Batteriehalterung 3 als letztes Bauteil montiert zu werden. Das heißt, es werden zunächst die Batteriegrundplatte 21 und die Streben 19 an der Stirnwand 9 montiert sowie die Batterie 15 auf die Batteriegrundplatte 21 positioniert. Nach Anbringen der Verkabelung kann dann die Prallplatte 17 abschließend angebracht werden.
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Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Prallplatte 17 mindestens drei Seiten einer in der Batteriehalterung 3 anordenbare Batterie15 überdeckt.
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Ferner ist insbesondere der 1 zu entnehmen, dass die Prallplatte 17 in Fahrzeugfahrtrichtung 13 die Vorderseite des die Batterie 15 aufnehmenden Batterieschutzraums 11 überdeckt, wobei sich an die Prallplatte seitliche Wände in Form von Wangen anschließen beziehungsweise von dieser abstehen, welche ihrerseits die linke Seite beziehungsweise die rechte Seite der in der Batteriehalterung 3 anordenbaren Batterie 15 überdecken. Die seitlichen Wände/Wangen der Prallplatte 17 überdecken bei dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel teilweise die Streben 19 nach vorne hin und sind vorzugsweise im Bereich der Stirnwand 9 an dieser und/oder an den Streben 19 befestigt, wie in den Figuren angedeutet. Die vorstehend beschriebene Prallplatte 17 weist also einen - im Horizontalschnitt beziehungsweise im Draufsicht gemäß 2 gesehen - einen U-förmigen Querschnitt beziehungsweise eine U-Form auf.
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Im Übrigen ist bevorzugt vorgesehen, dass die Batteriehalterung 3 zur Aufnahme einer 12-Volt Batterie 15 eingerichtet ist.
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Darüber hinaus ist bevorzugt vorgesehen, dass die Batteriehalterung 3 aus einem Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, oder aus einem ultrahochfesten Stahl, vorzugsweise einem Martensitphasenstahl, gebildet ist.
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Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Prallplatte 17 aus einem Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, oder aus einem ultrahochfesten Stahl gebildet ist.
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Im Übrigen ist bevorzugt vorgesehen, dass die mindestens eine Strebe 19 und/oder die Batteriegrundplatte 21 aus einem ultrahochfesten Stahl gebildet ist.
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Insbesondere der 2 ist in jeweils zwei schematischen Darstellungen gegenübergestellt, wie die Batteriehalterung 3 in einem Vorbaubereich 7 des Fahrzeugs 1 bei einem Frontalunfall des Fahrzeugs 1 verlagert wird. Im Vorbaubereich 7 ist in Vorwärtsfahrtrichtung gesehen vor der Batteriehalterung 3 und in zumindest teilweiser Überdeckung mit dieser ein kurz eATS genannter elektrischer Antriebsstrang angeordnet, der eine an der Karosserie befestigte Konsole zur Halterung beispielsweise eines Elektromotors und gegebenenfalls weiterer Komponenten des Antriebsstrangs umfasst. Bei einem entsprechend heftigen Anprall eines Kollisionspartners an der Frontseite des Fahrzeugs wird die Karosserie im Vorbaubereich so weit verformt, dass es zu einer Rückverlagerung des eATS in Richtung auf die Stirnwand und somit auf die Batteriehalterung 3 kommt. Der rechten Darstellung der 2 ist insbesondere zu entnehmen wie die Batteriehalterung 3 entgegen der Fahrzeugfahrtrichtung 13 in Richtung der Stirnwand 9 des Fahrzeugs 1 unter Verformung derselben in Richtung des Fahrgastraumes gedrängt wird. Dabei kann es gegebenenfalls auch zu einem Durchstoßen der Stirnwand 9 kommen. Wichtig ist, dass durch die Verformung der Stirnwand 9 Platz für die Batteriehalterung 3 geschaffen wird, die unter Beibehaltung ihrer Strukturintegrität die Batterie 15 weiterhin schützt und die Stromversorgung dadurch aufrechterhält. Wie vorstehend bereits beschrieben, ist die elektrische Batterieverkabelung so ausgebildet, insbesondere mit so einer Längenreserve versehen, dass durch die crashbedingte Rückverlagerung der Batteriehalterung 3 es nicht zu einer Unterbrechung der Stromversorgung kommt.
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Bei dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung für die Batterie 15 ist eine Anordnung der Batteriehalterung 3 - in Frontalansicht auf die Stirnwand 9 gesehen- in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung im Fahrzeugkoordinatensystem) in der Mitte beziehungsweise in etwa in der Mitte der Stirnwand 9 in einem oberen Bereich derselben vorgesehen, jedoch noch unterhalb einer Querträgerstruktur, insbesondere eines Windschutzscheibenquerträgers. In diesem Bereich weist die Stirnwand 9 keine feste Strukturen auf, ist also relativ „weich“ beziehungsweise ist mit verhältnismäßig geringen Kräften leicht deformierbar. In diesem Bereich der Stirnwand 9 sind auch höhere Intrusionen in Richtung des Fahrgastraums zulässig, da diese keine negativen Auswirkungen auf Pedal- und Lenkungsintrusion und damit Insassenbelastungen haben. Auch Stirnwandstrukturen als Widerlager für die Längsträger sind nicht in diesem Bereich angeordnet. Die Stirnwand 9 kann daher, insbesondere in diesem Bereich, allein schon aus Kosten und Gewichtgründen aus duktilen, weichen und dünnen Blechen bestehen (zum Beispiel St14 mit 0,7 mm Dicke) und ist damit entsprechen nachgiebig, auch bei bereits relativ geringen Kräften. Somit muss die Batteriehalterung 3 nicht übermäßig massiv ausgestaltet werden, vielmehr ist eine gewichtssparende Bauweise möglich, ohne dass die Schutzfunktion für die Batterie 15 dadurch beeinträchtigt wird. Wichtig ist, dass die Batteriehalterung 15 stabiler ist als die Stirnwand 9 in diesem Bereich, sodass sich die Stirnwand 9 in gewünschter Weise verformen lässt, ohne dass der die Batterie 15 aufnehmende Schutzraum 11 der Batteriehalterung 15 in kritischen Maße beeinträchtigt beziehungsweise verkleinert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008059680 A1 [0004]
