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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Kraftfahrzeugkarosserie, welche eine Bodenstruktur im Bereich einer Fahrgastzelle aufweist, wobei eine der Fahrgastzelle zugewandte Bodenfläche der Bodenstruktur die Fahrgastzelle bodenseitig begrenzt, und wobei die Bodenstruktur in Fahrzeugquerrichtung endseitig an jeweils einen Längsschweller angrenzt, und einem Energiespeicher, welcher in Fahrzeughochrichtung gesehen unterhalb des Bodenelements angeordnet ist.
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Kraftfahrzeuge weisen üblicherweise eine selbsttragende
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Kraftfahrzeugkarosserie auf, welche zwei Längsschweller aufweist. Die Längsschweller sind längs unterhalb eines Türeinstiegs auf beiden Seiten des Kraftfahrzeugs angeordnet und dienen insbesondere zur Kräfteaufnahme bei einem Frontal- oder Seitencrash des Kraftfahrzeugs. Zwischen den Längsschwellern ist üblicherweise eine Bodenstruktur angeordnet, welche in Fahrzeugquerrichtung endseitig unmittelbar an die Längsschweller angrenzt und eine Bodenfläche aufweist. Die Bodenfläche bildet einen Boden einer durch die Kraftfahrzeugkarosserie begrenzten Fahrgastzelle.
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Ein derartiges Kraftfahrzeug offenbart beispielsweise die
DE 10 2018 119 087 A1 , wobei das Kraftfahrzeug eine Kraftfahrzeugkarosserie aufweist, welche zwei Längsschweller und eine in Fahrzeugquerrichtung zwischen den Längsschwellern angeordnete Bodenstruktur umfasst. Unterhalb der Bodenstruktur sind mehrere Energiespeicher angeordnet.
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Nachteilig an dem Kraftfahrzeug aus der
DE 10 2018 119 087 A1 ist, dass die Längsschweller den durch die Bodenstruktur bildenden Boden der Fahrgastzelle in Fahrzeughochrichtung überragen, wodurch der Längsschweller von den in das Kraftfahrzeug ein- oder aussteigenden Personen als ein in Fahrzeughochrichtung ragender, breiter Vorsprung wahrgenommen wird und beim Einsteigen in das Kraftfahrzeug oder beim Aussteigen aus dem Kraftfahrzeug über den relativ breiten Längsschweller drübergestiegen werden muss. Dies verursacht bei den in das Kraftfahrzeug ein- oder aussteigenden Personen einen erhöhten Koordinationsaufwand und eine erhöhte Kraftanstrengung.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches den Einstieg und den Ausstieg aus dem Kraftfahrzeug erleichtert.
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Diese Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
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Dadurch, dass die Bodenfläche der Bodenstruktur in Fahrzeughochrichtung bündig mit einem der Fahrgastzelle zugewandten Ende der Längsschweller angeordnet ist, wird der Einstieg in das Kraftfahrzeug und der Ausstieg aus dem Kraftfahrzeug erleichtert, wobei insbesondere Personen, welche in ihrer Bewegungs- oder Koordinationsfähigkeit eingeschränkt sind, einfacher und mit weniger Kraftaufwand in das Kraftfahrzeug einsteigen und aus dem Kraftfahrzeug aussteigen können. Der bündige Anschluss der Bodenfläche an die Längsschweller wird dadurch erzielt, dass die Bodenfläche auf eine Höhe der obersten Kante der Längsschweller angehoben wird. Dabei entspricht die von einer Fahrbahn gemessene Bodenhöhe der Bodenfläche der von der Fahrbahn gemessenen Schwellerhöhe der Längsschweller. Der durch die Erhöhung der Bodenfläche verfügbare Raum unterhalb der Bodenstruktur wird vollständig mit Energiespeichern ausgefüllt.
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Durch den bündigen Anschluss der Bodenfläche an die Längsschweller kann die Breite der Längsschweller erhöht werden und dadurch die mechanischen Eigenschaften der Längsschweller bedarfsgerecht angepasst werden, wobei die Verbreiterung der Längsschweller aufgrund des bündigen Übergangs zwischen der Bodenfläche und den Längsschwellern zu keiner Verschlechterung des Einstiegs- oder Ausstiegskomforts führt.
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Vorzugsweise weist die Bodenstruktur ein Bodenblech, eine Dämmung und einen Teppich auf, wobei der Teppich in Fahrzeughochrichtung bündig mit dem der Fahrgastzelle zugewandten Ende der Längsschweller angeordnet ist. Durch eine derartige Bodenstruktur wird die Fahrgastzelle im Bereich des Bodens thermisch und akustisch gedämmt.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung weisen die Längsschweller jeweils ein Verkleidungselement auf, wodurch die Optik des Kraftfahrzeugs verbessert wird und die Längsschweller vor Beschädigungen geschützt werden.
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Vorzugsweise ist der Energiespeicher eine Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs. Die Traktionsbatterie versorgt mindestens eine elektrische Antriebseinheit mit elektrischer Energie. Die Traktionsbatterie weist üblicherweise eine Vielzahl von Batteriezellen auf, welche in einem Batteriegehäuse oder in einzelnen Batteriemodulgehäusen angeordnet sind. Das Batteriegehäuse oder die einzelnen Batteriemodule sind in Fahrzeughochrichtung unterhalb der gesamten Bodenstruktur angeordnet. Alternativ können die Energiespeicher auch Wasserstoffspeicher eines Brennstoffzellenfahrzeugs oder Speicher eines Kraftfahrzeugs mit einer anderen Antriebsquelle sein.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Energiespeicher auf einer Träger-/Bodenplatte positioniert und befestigt, wobei die Träger-/Bodenplatte am Längsschweller befestigt ist. Die Träger-/Bodenplatte dient der Strukturversteifung und ist derart ausgeführt, dass sie die Energiespeicher trägt. Die Energiespeicher werden im Crashfall über die Rohbaustruktur der Stegbleche und Abstrebungen gesichert und fixiert.
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Vorzugsweise weist die Träger-/Bodenplatte Längselemente und mehrere Querelemente auf, wobei die Längselemente über die Querelemente miteinander verbunden sind. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind mehrere Querstäbe vorgesehen, welche in Fahrzeugquerrichtung symmetrisch angeordnet sind und mit den Längsschwellern, d.h. zum Rohbau des Kraftfahrzeugs, verschraubt sind. Dadurch weist der Verbund aus Träger-/Bodenplatte und Längsschwellern eine hohe Steifigkeit auf, wobei bei einem Seitenaufprall eine Beschädigung der Energiespeicher zuverlässig verhindert werden kann. Je nach Ausgestaltung der Querstäbe kann eine gezielte Deformation im Unterbodenbereich realisiert werden.
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Vorzugsweise ist in Fahrzeughochrichtung unterhalb der Bodenstruktur eine Energiespeicher-Steuerung angeordnet, wobei die Bodenstruktur eine wiederverschließbare Öffnung im Bereich der Energiespeicher-Steuerung aufweist. Die Energiespeicher-Steuerung dient zur Überwachung, Regelung und zum Schutz der Energiespeicher, wobei die Energiespeicher-Steuerung für Servicezwecke des Kraftfahrzeugs und insbesondere des Energiespeichers leicht zugänglich sein sollte. Durch die an der Bodenstruktur vorgesehene wiederverschließbare Öffnung ist die Energiespeicher-Steuerung einfach aus der Fahrgastzelle zugänglich, wobei keine aufwendige Demontage von sperrigen und ein hohes Gewicht aufweisenden Komponenten, wie beispielsweise der Ausbau des Energiespeichers, erforderlich ist, um sich einen Zugang zur Energiespeicher-Steuerung zu verschaffen. Die wiederverschließbare Öffnung ist eine Öffnung in der Bodenstruktur, welche durch einen Deckel verschlossen ist und bedarfsgerecht geöffnet werden kann. Der Deckel ist vorzugsweise schwenkbar an der Bodenstruktur gelagert. Vorzugsweise ist die wiederverschließbare Öffnung unter dem Fondsitzbereich angeordnet, wodurch der Demontageaufwand im Servicefall gering ist.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Träger-/Bodenplatte an ihrer dem Energiespeicher zugewandten Seite Deformationselemente auf, wodurch die Energiespeicher vor Beschädigungen durch von der Fahrbahn hochgeschleuderte Gegenstände geschützt werden. Die Deformationselemente dienen dazu, dass unerwünschte Belastungen und daraus resultierende Verformungen der Träger-/Bodenplatte nicht direkt an den Energiespeicher weitergeleitet werden, sondern bis zu einer gewissen Höhe durch die Deformationselemente aufgenommen werden. Dadurch kann eine Beschädigung des Energiespeichers verhindert werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.
- 1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug, und
- 2 zeigt einen Querschnitt einer Kraftfahrzeugkarosserie des Kraftfahrzeugs aus 1.
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1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug 10. Das Kraftfahrzeug 10 weist eine Fahrgastzelle 18 begrenzende Kraftfahrzeugkarosserie 12, zwei Antriebseinheiten 14 und einen Energiespeicher 40 auf. Die Antriebseinheiten 14 sind als elektrische Antriebseinheit ausgeführt und treiben jeweils eine Achse des Kraftfahrzeugs 10 an, wobei die Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 10 durch einen Pfeil gezeigt ist. Der Energiespeicher 40 ist als Traktionsbatterie ausgeführt und weist exemplarisch vier Batteriemodule 42, 44, 46, 48 auf. Der Energiespeicher 40 dient im Betrieb des als Elektrofahrzeugs ausgeführten Kraftfahrzeugs 10 der bedarfsgerechten Versorgung der elektrischen Antriebseinheit 14 mit elektrischer Energie.
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Das Kraftfahrzeug 10 weist zwei Längsschweller 20, 22 auf, welche in Fahrzeugbreitenrichtung außen angeordnet sind. In Fahrzeugbreitenrichtung zwischen den beiden Längsschwellern 20, 22 ist eine Bodenstruktur 30 angeordnet, wobei der Energiespeicher 40 in Fahrzeughochrichtung unterhalb der Bodenstruktur 30 angeordnet ist.
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Die 2 zeigt einen Querschnitt durch die Kraftfahrzeugkarosserie 12 im Bodenbereich des Kraftfahrzeugs 10. Die Kraftfahrzeugkarosserie 12 umfasst unter anderem die beiden Längsschweller 20, 22 und die Bodenstruktur 30.
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Die Längsschweller 20, 22 sind längs unterhalb jeweils eines nicht gezeigten Türeinstiegs des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet und erstrecken sich in Fahrzeuglängsrichtung. Die Längsschweller 20, 22 sind in Schalenbauweise ausgeführt und weisen einen lastoptimierten Querschnitt auf. An der zur Außenumgebung zugewandten Seite weisen die Längsschweller 20, 22 jeweils ein Verkleidungselement 24, 26 auf. Ein Abschnitt 25, 27 der Verkleidungselemente 24, 26 bildet mit seiner Außenfläche ein der Fahrgastzelle 18 zugewandtes Ende der Längsschweller 20, 22, welches bündig an einer Bodenfläche 33 anschließt.
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In Fahrzeugquerrichtung zwischen den Längsschwellern 20, 22 sind die Bodenstruktur 30 und der Energiespeicher 40 angeordnet.
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Der Energiespeicher 40 mit seinen Batteriemodulen 42, 44, 46, 48 ist an einer Träger-/Bodenplatte 50 befestigt, wobei die Träger-/Bodenplatte 50 mit den Längsschweller 20, 22 verschraubt ist. Die Träger-/Bodenplatte 50 umfasst mehrere Querelemente 56, welche endseitig mit den Längselementen 52, 54 verbunden sind. Die Querelemente 56 sind in Fahrzeuglängsrichtung beabstandet voneinander angeordnet. Zur Versteifung der Kraftfahrzeugkarosserie 12 in Fahrzeugquerrichtung sind Querstäbe 60, 62 vorgesehen, welche endseitig mit den Längsschwellern 20, 22 und der Träger-/Bodenplatte 50 verschraubt sind, wodurch sich ein Schraubenverbund ergibt.
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Zur Gestaltung der Struktur sind an der der Fahrgastzelle 18 zugewandten Seite ein Schutzelement 38 und an der einer Fahrbahn 51 zugewandten Seite die Träger-/Bodenplatte 50 vorgesehen. Die Träger-/Bodenplatte 50 weist an ihrer dem Energiespeicher 40 zugewandten Seite mehrere Deformationselemente 82, 84, 86, 88 auf. Durch die Deformationselemente 82, 84, 86, 88 wird eine Belastung und eine daraus resultierende Verformung der Gesamtstruktur nicht direkt an den Energiespeicher 40 weitergeleitet, sondern bis zu einer gewissen Höhe durch die Deformationselemente 82, 84, 86, 88 ausgeglichen. Dadurch wird eine Beschädigung des Energiespeichers 40 verhindert.
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Die Bodenstruktur 30 ist sandwichartig ausgeführt und weist ein Bodenblech 36, eine Dämmung 34 und einen Teppich 32 auf. Das Bodenblech 36 ist dem Energiespeicher 40 zugewandt. Der Teppich 32 ist der Fahrgastzelle 18 zugewandt und bildet eine Bodenfläche 33 der Bodenstruktur 30, die die Fahrgastzelle 18 bodenseitig begrenzt. Die Dämmung 34 ist zwischen dem Teppich 32 und dem Bodenblech 36 angeordnet und dient zur akustischen und thermischen Dämmung.
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Erfindungsgemäß ist die Bodenfläche 33 der Bodenstruktur 30 in Fahrzeughochrichtung bündig mit dem der Fahrgastzelle 18 zugewandten Ende der Längsschweller 20, 22 angeordnet, so dass die von einer Fahrbahn 51 gemessene Bodenhöhe H1 der Bodenfläche 33 der von der Fahrbahn 51 gemessenen Schwellerhöhe H2 der Längsschweller 20, 22 entspricht. Dadurch bilden die Abschnitte 25, 27 der Verkleidungselemente 24, 26 und die Bodenfläche 33 eine gemeinsame, ebene Horizontalfläche. Auf diese Weise wird der Einstieg in das Kraftfahrzeug 10 und der Ausstieg aus dem Kraftfahrzeug 10 erleichtert, wobei insbesondere Personen, welche in ihrer Bewegungs- oder Koordinationsfähigkeit eingeschränkt sind, einfacher und mit weniger Kraftaufwand in das Kraftfahrzeug 10 einsteigen und aus dem Kraftfahrzeug 10 aussteigen können.
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Zur Steuerung des Energiespeichers 40 weist das Kraftfahrzeug 10 eine Energiespeicher-Steuerung 70 auf, welche zu Wartungszwecken einfach über die Fahrgastzelle zugänglich sein soll. Hierbei weist die Bodenstruktur 30 eine Öffnung 72 im Bereich der Energiespeicher-Steuerung 70 auf, welche im Normalzustand durch ein Deckelement 74 verschlossen ist. Bei einer Wartung des Kraftfahrzeugs 10 wird das Deckelelement 74 in seine Offenstellung bewegt. Anschließend können beispielsweise Informationen über den Energiespeicher 40 aus der Energiespeicher-Steuerung 70 ausgelesen werden.
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Das Schutzelement 38 weist im Bereich der Energiespeicher-Steuerung 70 einen Durchbruch auf. In Fahrzeugquerrichtung betrachtet mittig sind die Querstäbe 60, 62 mit der Träger-/Bodenplatte 50 verschraubt.
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Es sind auch andere konstruktive Ausführungsformen als die beschriebenen Ausführungsformen möglich, die in den Schutzbereich des Hauptanspruchs fallen. Beispielsweise könnten der Energiespeicher 40 oder die Bodenstruktur 30 anders ausgeführt sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018119087 A1 [0003, 0004]
