DE102020105427B3 - Vehicle with an electrical energy storage device - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Karosseriestruktur (1), einem elektrischen Energiespeicher (2), welcher in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) unterhalb eines Ladebodens (3) eines Kofferraums (4) angeordnet ist, und einem den Energiespeicher (2) mit der Karosseriestruktur (1) verbindenden Batteriehalter (5), wobei der Batteriehalter (5) ein Abstützelement (5.1) aufweist, welches zur Abstützung des Ladebodens (3) über den elektrischen Energiespeicher (2) in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) hinausragt.The invention relates to a vehicle with a body structure (1), an electrical energy store (2) which is arranged in the vertical direction of the vehicle (z-direction) below a loading floor (3) of a trunk (4), and an energy store (2) with the The battery holder (5) connecting the body structure (1), the battery holder (5) having a support element (5.1) which projects beyond the electrical energy store (2) in the vertical direction of the vehicle (z-direction) to support the loading floor (3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem elektrischen Energiespeicher, welcher in Fahrzeughochrichtung unterhalb eines Ladebodens eines Kofferraums des Fahrzeugs angeordnet ist.The invention relates to a vehicle with an electrical energy store, which is arranged in the vertical direction of the vehicle below a loading floor of a trunk of the vehicle.

Bei einer Anordnung eines elektrischen Energiespeicher, bspw. einer Traktionsbatterie für eine elektrische Antriebsmaschine eines Hybridfahrzeugs, eines Elektrofahrzeugs oder eines Brennstoffzellenfahrzeugs, unterhalb eines Ladebodens im Hinterwagen eines solchen Fahrzeugs führt dazu, dass bei einer Beladung des Ladebodens mit Ladegut derselbe deformiert wird und es nicht auszuschließen ist, dass dabei der elektrische Energiespeicher durch den Ladeboden kontaktiert und mechanisch belastet wird. Dies muss vermieden werden.In the case of an arrangement of an electrical energy storage device, e.g. a traction battery for an electric drive machine of a hybrid vehicle, an electric vehicle or a fuel cell vehicle, below a loading floor in the rear of such a vehicle, the result is that when the loading floor is loaded with cargo, it is deformed and cannot be excluded is that the electrical energy store is contacted by the loading floor and mechanically stressed. This must be avoided.

Ein Energiespeichersystem für Fahrzeuge ist aus der JP 2014 - 221 622 A bekannt, bei welchem ein elektrischer Energiespeicher in einer Vertiefung eines Kofferraums im Hinterwagen des Fahrzeugs angeordnet ist. Dieser Energiespeicher besteht aus einem Batteriemodul mit mehreren Batteriezellen sowie einem fronseitigen und einem rückseitigen Halteelement, so dass das Batteriemodul sandwichartig zwischen diesen beiden Halteelementen gehalten wird. Die beiden Halteteile weisen jeweils einen mittleren Wandabschnitt auf, wobei jeweils endseitig eines Wandabschnittes die Halteelemente in einen Flansch übergehen, die mit dem Ladeboden verschraubt werden. Ein gleichzeitig als Ladeboden des Kofferraums dienender Deckel des Energiespeichers ist unter Bildung eines Abstandes zum Batteriemodul mit den beiden Halteelementen verbunden. Auch die JP 2013 - 14 312 A beschreibt eine heckseitige Struktur eines Fahrzeugs zur Aufnahme eines elektrischen Energiespeichers in einer Mulde unter einem Ladeboden. Diese Mulde wird frontseitig durch eine von einem Querträger und einer Frontplatte gebildeten Frontwand und rückseitig durch eine Rückwand begrenzt. Über oben und unten angeordnete und in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Verstärkungsprofile wird die Frontwand mit der Rückwand verbunden.An energy storage system for vehicles is from the JP 2014 - 221 622 A known, in which an electrical energy store is arranged in a recess of a trunk in the rear of the vehicle. This energy store consists of a battery module with several battery cells and a front and a rear holding element, so that the battery module is held sandwiched between these two holding elements. The two holding parts each have a central wall section, with the holding elements at each end of a wall section merging into a flange which are screwed to the loading floor. A cover of the energy store, which simultaneously serves as the loading floor of the trunk, is connected to the two holding elements, forming a distance from the battery module. Also the JP 2013 - 14 312 A describes a rear structure of a vehicle for accommodating an electrical energy store in a trough under a loading floor. This trough is bounded on the front by a front wall formed by a cross member and a front plate and on the rear by a rear wall. The front wall is connected to the rear wall via reinforcement profiles arranged above and below and running in the longitudinal direction of the vehicle.

Schließlich beschreibt die DE 20 2014 002 557 U1 ein Heckbodenmodul zur Anordnung in einem Fahrzeug, wobei das Heckbodenmodul eine einen Boden aufweisende Mulde mit einer Rückwand und eine Befestigungsstruktur aufweist, die zumindest eine Befestigungsstelle zur Befestigung einer in der Mulde angeordneten Fahrzeugkomponente, wie bspw. einen elektrischen Energiespeicher, einen Flüssigkeits- oder Gastank aufweist. Mit einer solchen Befestigungsstruktur können fahrzeugkonfigurationsspezifische oder antriebsspezifische Fahrzeugkomponenten vorkonfiguriert im Heckbodenmodul angeordnet werden.Finally describes the DE 20 2014 002 557 U1 a rear floor module for arrangement in a vehicle, the rear floor module having a trough having a floor with a rear wall and a fastening structure which has at least one fastening point for fastening a vehicle component arranged in the trough, such as an electrical energy store, a liquid or gas tank . With such a fastening structure, vehicle configuration-specific or drive-specific vehicle components can be arranged preconfigured in the rear floor module.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Fahrzeug mit einem in Fahrzeughochrichtung unterhalb eines Ladebodens eines Kofferraums angeordneten elektrischen Energiespeicher anzugeben, bei welchem ein Krafteintrag auf den elektrischen Energiespeicher durch den Ladeboden vermieden wird.It is the object of the invention to specify a vehicle with an electrical energy store arranged in the vertical direction of the vehicle below a loading floor of a trunk, in which an application of force to the electrical energy store through the loading floor is avoided.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved by a vehicle with the features of claim 1.

Ein solches Fahrzeug umfasst

  • - eine Karosseriestruktur,
  • - einen elektrischen Energiespeicher mit einem Deckel, welcher in Fahrzeughochrichtung unterhalb eines Ladebodens des Fahrzeugs angeordnet ist, und
  • - einen den Energiespeicher mit einem Quer- oder Längsträger der Karosseriestruktur verbindenden Batteriehalter mit einem Abstützelement, wobei
  • - das Abstützelement ausgebildet ist, zur Abstützung des Ladebodens mit einer Länge a in Fahrzeughochrichtung über den Deckel des Energiespeichers in Fahrzeughochrichtung hinaus zu ragen.
Such a vehicle includes
  • - a body structure,
  • - An electrical energy store with a cover, which is arranged in the vertical direction of the vehicle below a loading floor of the vehicle, and
  • - A battery holder that connects the energy store with a transverse or longitudinal member of the body structure and has a support element, wherein
  • - The support element is designed to support the loading floor with a length a in the vertical direction of the vehicle to protrude beyond the cover of the energy storage device in the vertical direction of the vehicle.

Erfindungsgemäß weist der den elektrischen Energiespeicher mit der Karosseriestruktur verbindende Batteriehalter ein Abstützelement zur Realisierung einer Abstützfunktion für den Ladeboden auf, so dass der Ladeboden unter Bildung eines Zwischenraums auf dem Abstützelement aufliegt. Damit werden auf den Ladeboden wirkende Kräfte über das Abstützelement des Batteriehalters in die Karosseriestruktur abgeleitet, ohne dass der elektrische Energiespeicher mechanisch druckbeaufschlagt wird.According to the invention, the battery holder connecting the electrical energy store to the body structure has a support element for realizing a support function for the loading floor, so that the loading floor rests on the support element with the formation of an intermediate space. In this way, forces acting on the loading floor are diverted into the body structure via the support element of the battery holder without the electrical energy store being mechanically pressurized.

Mit dem Maß, mit welchem die Halteplatte über den elektrischen Energiespeicher hinausragt, ist der elektrische Energiespeicher in Fahrzeughochrichtung beabstandet zum Ladeboden angeordnet.To the extent that the retaining plate protrudes beyond the electrical energy store, the electrical energy store is arranged at a distance from the loading floor in the vertical direction of the vehicle.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Abstützelement eine Halteplatte
und der Batteriehalter weist ein Verbindungselement zur Verbindung der Halteplatte mit dem Quer- oder Längsträger auf. Ein solches Verbindungselement kann bspw. als Winkel in O-Form oder in Z-Form ausgeführt werden.According to a preferred development of the invention, the support element is a holding plate
and the battery holder has a connecting element for connecting the holding plate to the transverse or longitudinal beam. Such a connecting element can, for example, be designed as an angle in an O-shape or in a Z-shape.

Der Batteriehalter kann paarig an einer Seitenfläche des elektrischen Energiespeichers angeordnet werden. Ferner ist es auch möglich, auf gegenüberliegenden Seiten des elektrischen Energiespeichers solche Batteriehalter paarig vorzusehen.The battery holder can be arranged in pairs on a side surface of the electrical energy store. Furthermore, it is also possible to provide such battery holders in pairs on opposite sides of the electrical energy store.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der einzigen 1, die eine schematische Darstellung eines Hinterwagens eines Fahrzeugs mit einem unterhalb eines Ladebodens angeordneten elektrischen Energiespeicher zeigt.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred embodiments and on the basis of the only one 1 which shows a schematic representation of a rear end of a vehicle with an electrical energy store arranged below a loading floor.

Die 1 zeigt eine schematisch dargestellte Karosseriestruktur 1 mit einem Ladeboden 3 eines im Hinterwagen der Karosseriestruktur 1 sich befindenden Kofferraums 4.The 1 shows a body structure shown schematically 1 with a loading floor 3 one in the rear of the body structure 1 located trunk 4th .

In Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) ist unterhalb des Ladebodens 3 ein bspw. als Traktionsbatterie ausgeführter elektrischer Energiespeicher 2 mit einem Deckel 2.1 angeordnet. Dieser elektrische Energiespeicher 2 weist eine quaderförmige Form auf.In the vertical direction of the vehicle (z-direction) is below the loading floor 3 an electrical energy storage device designed, for example, as a traction battery 2 with a lid 2.1 arranged. This electrical energy store 2 has a cuboid shape.

Zur Integration des elektrischen Energiespeichers 2 in die Karosseriestruktur 1 dient ein Batteriehalter 5, welcher eine Verbindung des elektrischen Energiespeichers 2 mit einem Querträger 6 der Karosseriestruktur 1 herstellt.For the integration of the electrical energy storage 2 into the body structure 1 a battery holder is used 5 , which is a connection of the electrical energy storage 2 with a cross member 6th the body structure 1 manufactures.

Dieser Batteriehalter 5 umfasst ein Abstützelement 5.1, welches als Halteplatte 5.10 ausgeführt ist, sowie ein Verbindungselement 5.2 welches den Querträger 6 mit dem Abstützelement 5.1 verbindet.This battery holder 5 comprises a support element 5.1 , which is used as a holding plate 5.10 is executed, as well as a connecting element 5.2 which is the cross member 6th with the support element 5.1 connects.

Die Halteplatte 5.10 liegt flächig an einer Seitenfläche des quaderförmigen Energiespeichers 2 an und ragt dabei mit einer Länge a in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) über den Energiespeicher 2, also über dessen obere Hauptfläche hinaus, so dass ein schmaler Zwischenraum Z zwischen dem Ladeboden 3 und dem Energiespeicher 2 entsteht. Dadurch dass der Ladeboden 3 auf der Halteplatte 5.10 aufliegt, wird dieser von dem Batteriehalter 5 abgestützt. Wird Ladegut im Bereich des Batteriehalters 5 auf dem Ladeboden 3 abgelegt, wird eine Deformation verhindert und damit auch verhindert, dass der Ladeboden 3 derart deformiert wird, dass dieser auf dem elektrischen Energiespeicher 2 aufliegen und dadurch einen Krafteintrag auf denselben erzeugen würde.The holding plate 5.10 lies flat on a side surface of the cuboid energy store 2 and protrudes with a length a in the vertical direction of the vehicle (z-direction) via the energy storage device 2 , so beyond its upper main surface, so that a narrow space Z between the loading floor 3 and the energy storage 2 arises. This means that the loading floor 3 on the holding plate 5.10 rests, this is taken from the battery holder 5 supported. Will be charged in the area of the battery holder 5 on the loading floor 3 stored, a deformation is prevented and thus also prevents the loading floor 3 is deformed in such a way that it is on the electrical energy store 2 rest and thereby generate an application of force on the same.

Auf der zum Batteriehalter 5 gegenüberliegenden Seite des Energiespeichers 2 wird der Ladeboden 3 von einem Karosserieelement 1.1 abgestützt. Somit ist zwischen der Halteplatte 5.10 als Abstützelement 5.1 und dem Abstützpunkt des Karosserieelementes 1.1 eine Deformation des Ladebodens 3 durch Ladegut nahezu ausgeschlossen mit der Folge, dass aufgrund des Abstandes a ein Kontakt des Ladebodens mit dem elektrischen Energiespeicher 2 ausgeschlossen ist.On the to the battery holder 5 opposite side of the energy store 2 becomes the loading floor 3 from a body element 1.1 supported. Thus is between the holding plate 5.10 as a support element 5.1 and the support point of the body element 1.1 a deformation of the loading floor 3 almost impossible due to cargo with the result that due to the distance a a contact of the loading floor with the electrical energy storage 2 is excluded.

Das Verbindungselement 5.2 des Batteriehalters 5 ist als Winkel in O-Form oder in Z-Form ausgebildet.The connecting element 5.2 of the battery holder 5 is designed as an O-shape or Z-shape angle.

Der Batteriehalter 5 kann anstatt mit dem Querträger 6 alternativ auch mit einem Längsträger der Karosseriestruktur 1 verbunden werden.The battery holder 5 can instead of using the cross member 6th alternatively also with a side member of the body structure 1 get connected.

Der Batteriehalter 5 kann paarig an einer Seitenfläche des elektrischen Energiespeichers 2 angeordnet werden. Ferner ist es auch möglich, auf gegenüberliegenden Seiten des elektrischen Energiespeichers 2 anstelle des Karosserieelementes 1.1 solche Batteriehalter 5 paarig vorzusehen.The battery holder 5 can be in pairs on a side surface of the electrical energy store 2 to be ordered. Furthermore, it is also possible on opposite sides of the electrical energy store 2 instead of the body element 1.1 such battery holder 5 to be provided in pairs.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
KarosseriestrukturBody structure
1.11.1
KarosserieelementBody element
22
elektrischer Energiespeicherelectrical energy storage
2.12.1
Deckel des elektrischen Energiespeichers 2Lid of the electrical energy store 2
33
LadebodenLoading floor
44th
KofferraumTrunk
55
BatteriehalterBattery holder
5.15.1
Abstützelement des Batteriehalters 5Support element of the battery holder 5
5.105.10
Halteplatte des Batteriehalters 5Battery holder retaining plate 5
5.25.2
Verbindungselement des Batteriehalters 5Battery holder connector 5
66th
Längs- oder Querträger der Karosseriestruktur 1 Longitudinal or cross member of the body structure 1
aa
Längelength
ZZ
ZwischenraumSpace

Claims (2)

Fahrzeug, umfassend - eine Karosseriestruktur (1), - einen elektrischen Energiespeicher (2) mit einem Deckel (2.1), welcher in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) unterhalb eines Ladebodens (3) eines Kofferraums (4) angeordnet ist, und - einen den Energiespeicher (2) mit einem Quer- oder Längsträger (6) der Karosseriestruktur (1) verbindenden Batteriehalter (5) mit einem Abstützelement (5.1), wobei - das Abstützelement (5.1) ausgebildet ist, zur Abstützung des Ladebodens (3) mit einer Länge (a) in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) über den Deckel (2.1) des elektrischen Energiespeichers (2) in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) hinaus zu ragen.Vehicle, comprehensive - a body structure (1), - An electrical energy store (2) with a cover (2.1) which is arranged in the vertical direction of the vehicle (z-direction) below a loading floor (3) of a trunk (4), and - A battery holder (5) which connects the energy store (2) to a transverse or longitudinal member (6) of the body structure (1) and has a support element (5.1), wherein - The support element (5.1) is designed to support the loading floor (3) with a length (a) in the vertical direction of the vehicle (z-direction) beyond the cover (2.1) of the electrical energy store (2) in the vertical direction of the vehicle (z-direction) protrude. Fahrzeug nach Anspruch 1, bei welchem - das Abstützelement (5.1) eine Halteplatte (5.10) ist, und - der Batteriehalter (5) ein Verbindungselement (5.2) zur Verbindung der Halteplatte (5.10) mit dem Quer- oder Längsträger (6) aufweist.Vehicle after Claim 1 , in which - the support element (5.1) is a retaining plate (5.10), and - the battery holder (5) has a connecting element (5.2) for connecting the holding plate (5.10) to the transverse or longitudinal beam (6).
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