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Die Erfindung betrifft eine Energiespeicher-Bodengruppe für einen elektrisch antreibbaren Kraftwagen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Speichergehäuse für eine derartige Energiespeicher-Bodengruppe.
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Gerade ein Seitenaufprall, insbesondere ein Pfahlanprall, stellt für die Sicherheit eines Energiespeichers eines elektrisch antreibbaren Kraftwagens in Unterflor-Anordnung eine große Herausforderung dar. Insbesondere gilt es dabei zu vermeiden, dass die Hochvolt-Speicherzellen mit einer übermäßigen Kraft beaufschlagt werden beziehungsweise die Hochvolt-Zellen sowie Hochvolt-Speicherdruckplatten, über welche die Speicherzellen miteinander verbunden sind, nicht in Kontakt mit dem Speichergehäuse kommen. Vielmehr soll seitlich des Speichergehäuses auch nach einem Seitenaufprall beziehungsweise Pfahlanprall ein hinreichender Zwischenraum beziehungsweise Abstand zu den Speicherzellen beziehungsweise Speicherdruckplatten verbleiben. So sind üblicherweise Crashprofile oder dergleichen Energieabsorptionselemente beziehungsweise Aussteifungselemente vorgesehen, welche das Speichergehäuse beziehungsweise Speicherzellen und Speicher-Druckplatten vor einer übermäßigen Kraftbeaufschlagung schützen. Beispielsweise sind jeweilige Längsprofile vorgesehen, welche sich an Längsseiten des Speichergehäuses, also entlang der jeweiligen Fahrzeugaußenseite und unterseitig eines jeweiligen Seitenschwellers der Bodengruppe der Kraftwagenkarosserie angeordnet sind.
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Da in jeweiligen Bereichen der Seitenschweller Funktionsbauteile wie insbesondere Wagenheberaufnahmen vorgesehen sind, an welchen der Kraftwagen auf den Längsträgern auf einer Hebebühne oder durch einen Wagenheber angehoben können werden soll, sind in diesem Bereich entsprechende Freiräume unterhalb der Seitenschweller vorzusehen. Hierzu müssen die Längsprofile, welche sich unterseitig der Seitenschweller erstrecken, entsprechende Aussparungen aufweisen. Diese Aussparungen jedoch beeinträchtigen das Unfallverhalten des Kraftwagens bei einem Seitenaufprall beziehungsweise einem Pfahlanprall.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Energiespeicher-Bodengruppe sowie ein Speichergehäuse der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchen sich bei einem Seitenaufprall beziehungsweise Pfahlanprall ein verbessertes Unfallverhalten realisieren lässt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Energiespeicher-Bodengruppe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Speichergehäuse für eine derartige Energiespeicher-Bodengruppe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Die Energiespeicher-Bodengruppe gemäß der Erfindung weist ein einen Energiespeicher aufnehmendes Speichergehäuse auf, welches an Seitenschwellern einer Bodengruppe der Kraftwagenkarosserie befestigt ist und an dessen Längsseiten sich jeweilige, seitlich zugeordnete Längsprofile erstrecken, welche unterseitig des jeweils zugeordneten Seitenschwellers angeordnet sind und jeweilige Aussparungen - beispielsweise und insbesondere für Wagenheberaufnahmen - aufweisen. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass in diesen Aussparungen jeweils zugehörige Längsprofil-Einsatzteile lösbar angeordnet sind. Kern der vorliegenden Erfindung ist es demzufolge, die notwendigerweise vorhandenen Aussparungen, welche beispielsweise und insbesondere für Wagenheberaufnahmen vorgesehen sind, durch lösbare Längsprofil-Einsatzteile auszufüllen, um somit auch im Bereich dieser Aussparungen hinreichend starke Längsprofile bereitzustellen, sodass bei einem Seitenaufprall, insbesondere einem Pfahlanprall, im Bereich einer dieser Aussparungen eine hinreichende Deformationsstruktur beziehungsweise Aussteifungsstruktur vorhanden ist, um das in Anprallrichtung hinter der jeweiligen Aussparung liegende Speichergehäuse beziehungsweise die Komponenten des sich darin befindenden Energiespeichers, insbesondere die Hochvolt-Speicherzellen sowie Hochvolt-Speicherdruckplatten vor einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung beziehungsweise einem Kontakt mit dem Speichergehäuse zu schützen. Die Längsprofil-Einsatzteile sind dabei lösbar in den jeweils zugehörigen Aussparungen angeordnet, damit die Zugänglichkeit zum oberhalb der Längsprofile angeordneten jeweiligen Seitenschweller, insbesondere zu den im Bereich des jeweiligen Seitenschwellers angeordneten Wagenheberaufnahmen oder anderer Funktionsbauteile, jederzeit gegeben ist. Im Ergebnis wird demzufolge durch die Einsatzteile ein homogener Steifigkeitsverlauf der Längsprofile des Speichergehäuses erreicht und gleichzeitig die Zugänglichkeit beispielsweise zu den Wagenheberaufnahmen gewährleistet.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Längsprofil-Einsatzteile in ihrer Form an die der zugeordneten Aussparungen angepasst sind. Somit ergibt sich zum einen eine besonders günstige Abstützung der Längsprofil-Einsatzteile innerhalb der zugehörigen Aussparungen, und andererseits ergibt sich ein homogener Steifigkeitsverlauf des Längsträgerprofils insgesamt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Längsprofil-Einsatzteile in ihrem Querschnitt an den des Längsprofils angepasst sind. Somit ergibt sich über die gesamte Länge des Längsprofils ein vorzugsweise zumindest im Wesentlichen einheitliches Querschnittsprofil, was wiederum zu einem besonders homogenen Steifigkeitsverlauf über die gesamte Länge des Längsprofils beiträgt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Längsprofil-Einsatzteile an dem zugehörigen Längsprofil und/oder am Seitenschweller lösbar befestigt. Mit anderen Worten kann das jeweilige Längsprofil-Einsatzteil demzufolge über jeweilige, lösbare Verbindungsmittel sowohl mit dem Längsprofil als auch mit den Seitenschwellern, als auch mit beiden Bauteilen, befestigt sein.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Längsprofil-Einsatzteile in die Längsprofile eingesteckt und fixiert sind. Beispielsweise können die Längsprofil-Einsatzteile in jeweilige Hohlkammern der Längsprofile eingesteckt und über Schraubverbindungen oder dergleichen in ihrer Position gesichert sein. Hierdurch ergibt sich eine besonders günstige, formschlüssige Verbindung zwischen den Längsprofil-Einsatzteilen und dem Längsprofil.
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Weiterhin hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Längsprofil-Einsatzteile sich an einem inneren Profilbereich des Längsprofils des Speichergehäuses abstützen. Da ein derartiger innerer Profilbereich des Längsprofils selbst relativ steif ist, ergibt sich eine besonders günstige Abstützung des Längsprofil-Einsatzteils.
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Das Speichergehäuse gemäß Patentanspruch 8 weist dieselben Merkmale und Vorteile auf wie die zuvor erläuterte Energiespeicher-Bodengruppe.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine ausschnittsweise Unteransicht auf eine Energiespeicher-Bodengruppe für einen elektrisch antreibbaren Personenkraftwagen gemäß der Erfindung mit einem Speichergehäuse, in welchem ein Energiespeicher aufgenommen ist und welches an Seitenschwellern einer Bodengruppe der Kraftwagenkarosserie befestigt ist, wobei an den Längsseiten des Speichergehäuses sich erstreckende Längsprofile vorgesehen sind, welche unterseitig des jeweils zugeordneten Seitenschwellers angeordnet sind und jeweilige Aussparungen für Wagenheberaufnahmen aufweisen, und
- 2 eine Unteransicht auf den elektrisch antreibbaren Kraftwagen gemäß 1, wobei die jeweiligen Aussparungen innerhalb der Längsprofile des Speichergehäuses durch jeweilige Längsprofil-Einsatzteile ausgefüllt sind, welche lösbar in den Aussparungen angeordnet sind, und wobei Längsprofil-Einsatzteile in ihrer Anordnung innerhalb der jeweiligen Aussparung im Detail vergrößert dargestellt sind.
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In 1 ist in einer ausschnittsweisen Unteransicht eine Energiespeicher-Bodengruppe für einen elektrisch antreibbaren Personenkraftwagen dargestellt. Von einer Bodengruppe 1 der Kraftwagenkarosserie ist im vorliegenden Fall insbesondere ein Seitenschweller 2 erkennbar, welcher sich zwischen einem vorderen Radhaus 3 und einem hinteren Radhaus 4 erstreckt. Im vorderen Radhaus 3 ist ein Vorderrad 5 einer Vorderachse 6 untergebracht, an welcher außerdem ein elektrischer Antrieb 7 des Fahrzeugs angeordnet ist. In dem hinteren Radhaus 4 ist ein Hinterrad 8 einer Hinterachse 9 erkennbar.
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Zwischen den Seitenschwellern 2 auf beiden Fahrzeugseiten erstreckt sich in einer Unterflur-Anordnung unterhalb eines nicht erkennbaren Bodens der Bodengruppe 1 beziehungsweise der Fahrgastzelle des Kraftwagens ein Speichergehäuse 10, in welchem ein Energiespeicher 11 zur Versorgung des Antriebs 7 mit elektrischer Energie untergebracht ist. Der Energiespeicher 11 umfasst dabei üblicherweise jeweilige Batteriemodule mit Batteriezellen, welche durch Speicherdruckplatten miteinander verbunden sind.
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Das Speichergehäuse 10 weist an seinen Längsseiten, welche sich entlang der Fahrzeugaußenseiten des Personenkraftwagens erstrecken, jeweilige, seitlich zugeordnete Längsprofile 12 auf. Diese Längsprofile 12 können ein- oder mehrteilig mit dem Speichergehäuse 10 beziehungsweise insbesondere mit einem Gehäuseunterteil 13 des Speichergehäuses ausgebildet sein. Die Längsprofile 12 sind hierbei beispielsweise als Aluminium-Strangpressprofile oder als Stahl-Rollprofile oder in anderen, gängigen Bauweisen ausgebildet.
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Außerdem ist das Speichergehäuse 10 über jeweilige Schraubverbindungen 14 oder auf andersartige Weise mit dem jeweiligen Seitenschweller 12 der Bodengruppe 1 verbunden. Die Verbindung des Speichergehäuses 10 kann dabei unter Vermittlung des jeweiligen Längsprofils 12 oder aber unter Umgehung dieses Längsprofils 12 erfolgen. In 1 ist zudem erkennbar, dass sich das Längsprofil 12 über einen erheblichen Längenbereich unterseitig des seitlich korrespondierenden Seitenschwellers 2 erstreckt.
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An einer Unterseite 15 des Seitenschwellers 12 sind in einem vorderen und hinteren Endbereich 16, 17 jeweilige Wagenheberaufnahmen 18, 19 angeordnet, sodass der Kraftwagen im Servicefall beispielsweise mittels einer Hebebühne oder eines Wagenhebers angehoben werden kann, wobei sich jeweilige Stützelemente des Wagenhebers oder der Hebebühne an der Unterseite 15 des Seitenschwellers 2 abstützen. Aus diesem Grund weist das jeweilige Längsprofil 12 unterhalb des seitlich korrespondierenden Seitenschwellers 2 im Bereich dieser Wagenheberaufnahmen 18, 19 jeweilige Aussparungen 20, 21 auf, damit die Unterseite 15 des Seitenschwellers 2 von unten her zugänglich ist. Die Aussparungen 20, 21 sind dabei zur Fahrzeugmitte hin mit einer jeweiligen Schräge 22 ausgebildet, die einen Freiraum für den jeweiligen Tragarm einer Hebebühne zulässt. Weiterhin sind in 1 zwei mit Kreisen 23, 24 symbolisierte Pfähle dargestellt, welche bei einem Seitenaufprall auf den Kraftwagen, insbesondere einem Pfahlanprall, mit einer Kraft F die Bodengruppe 1 und auch das Speichergehäuse 10 mit dem seitlichen Längsprofil 12 mit einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung beziehungsweise zu einer Deformation und Intrusion in die Energiespeicher-Bodengruppe führen.
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Infolge der Aussparungen 20, 21 stellt ein jeweiliger Pfahlanprall, wie dieser durch einen jeweiligen Pfahl 23, 24 symbolisiert ist und welcher im Bereich der Aussparungen 20, 21 auf die Energiespeicher-Bodengruppe auftrifft, eine erhebliche Herausforderung dar, da in diesem Bereich das schützende Längsprofil 12 zumindest partiell fehlt. Dies bedeutet, dass ein im Bereich der Aussparungen 20, 21 anprallender Pfahl 23, 24 weitaus weniger Widerstand bei der Intrusion in die Energiespeicher-Bodengruppe erfährt beziehungsweise dass in diesen Bereichen zumindest ein Teil des seitlich zugeordneten Längsprofils 12 fehlt, um Aufprallenergie zu absorbieren oder die Energiespeicher-Bodengruppe, insbesondere das Speichergehäuse 10, auszusteifen und damit insbesondere zu verhindern, dass das Speichergehäuse 10 mit Speicherzellen und/oder Speicherdruckplatten des Energiespeichers in Kontakt kommt.
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Aus diesem Grund weist im vorliegenden Fall die Energiespeicher-Bodengruppe - wie dies aus 2 anhand einer weiteren Unteransicht auf den Personenkraftwagen mit der Energiespeicher-Bodengruppe gemäß 1 und anhand von zwei ausschnittsweise vergrößerten Details des vorderen beziehungsweise hinteren Endbereichs 16, 17 des Seitenschwellers 2 beziehungsweise des darüber jeweils angeordneten Bereichs des Speichergehäuses 10 dargestellt ist - jeweilige Längsprofil-Einsatzteile 25, 26 auf, welche im Bereich der jeweils korrespondierenden Aussparung 20, 21 angeordnet sind. Die beiden Einsatzteile 25, 26 sind dabei vorliegend in ihrer Form an diejenige der korrespondierenden Aussparung 20, 21 angepasst. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist im Unterschied zur Ausführungsform gemäß 1 anstelle der Schräge 22 ein jeweiliger Stufenverlauf mit den Stufen 27 und 28 vorgesehen, um auch hier eine entsprechende Aussparung für jeweilige Stützen einer Hebebühne bereitstellen zu können.
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Durch die in ihrer Form an die jeweilige Aussparung 20, 21 angepassten Längsprofil-Einsatzteile 25, 26 ergeben sich insgesamt pro Fahrzeugseite jeweilige Längsprofile 12 außenseitig des Speichergehäuses 10, welche mit einer zumindest annähernd einheitlichen und homogenen Breite über die annähernd gesamte Länge des Speichergehäuses 10 verlaufen. Außerdem sind im vorliegenden Fall die Längsprofil-Einsatzteile 25, 26 auch in ihrem Querschnitt bezogen auf die Fahrzeughochrichtung beziehungsweise auf die Fahrzeugquerrichtung an denjenigen des Längsprofils 12 angepasst sind. Hierdurch ergibt sich über den gesamten Längenverlauf des Längsprofils 12 beziehungsweise der Längsprofil-Einsatzteile 25, 26 ein homogenes Gesamtprofil, welches das Speichergehäuse 10 beziehungsweise den Energiespeicher 11 bei einem wiederum durch die Kreise 23, 24 symbolisierten Pfahlanprall im Bereich der Aussparung 20, 21 genauso schützt wie in einem Bereich zwischen diesen Aussparungen 20, 21 beziehungsweise Längsprofil-Einsatzteilen 25, 26.
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Demzufolge sorgen die Längsprofil-Einsatzteile 25, 26 insbesondere im Bereich der jeweils korrespondierenden Aussparung 20, 21 dafür, dass bei einem Pfahlanprall (Kreise 23, 24) mit einer jeweiligen Kraft F das dahinterliegende Speichergehäuse 10 genauso geschützt ist wie bei einem Pfahlanprall unmittelbar auf das Längsprofil 12 selbst. Die Substitution der beiden Längsprofil-Einsatzteile 25, 26 pro Fahrzeugseite führt somit zu einem homogenen Steifigkeitsverlauf des Gesamt-Längsprofils entlang der jeweiligen Außenseite des Speichergehäuses 10 beziehungsweise unterseitig des Seitenschwellers 2. Hierdurch ergibt sich über die gesamte Länge des Seitenschwellers 2 gleichermaßen Schutz bei einem Pfahlanprall.
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Damit die Wagenheberaufnahmen 18, 19 im Servicefall zugänglich sind, sind die Einsatzteile 25, 26 lösbar angeordnet, insbesondere lösbar mit dem Längsprofil 12 und/oder dem Speichergehäuse 10 verbunden. Natürlich können die Einsatzteile 25, 26 auch lösbar an dem Seitenschweller 2 angeordnet sein. Insbesondere denkbar ist auch eine Lösung, bei der die Längsprofil-Einsatzteile 25, 26 in die Längsprofile 12 beziehungsweise deren Hohlkammern eingesteckt und dort fixiert sind. Dies ist insbesondere denkbar, wenn es sich bei den Längsprofilen 12 um Bauteile mit Hohlkammern handelt, wie dies beispielsweise bei Strangpressprofilen der Fall ist.
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Um eine besonders günstige Abstützung der Längsprofil-Einsatzteile 25, 26 zur Fahrzeugmitte beziehungsweise in Fahrzeugquerrichtung hin zu erhalten, stützen sich die Einsatzteile 25, 26 vorzugsweise an einem inneren Profilbereich 30 des Längsprofils 12 ab, welcher sich jeweils auch im Bereich der jeweiligen Aussparung 20, 21 erstreckt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bodengruppe
- 2
- Seitenschweller
- 3
- vorderes Radhaus
- 4
- hinteres Radhaus
- 5
- Vorderrad
- 6
- Vorderachse
- 7
- Antrieb
- 8
- Hinterrad
- 9
- Hinterachse
- 10
- Speichergehäuse
- 11
- Energiespeicher
- 12
- Längsprofil
- 13
- Gehäuseunterteil
- 14
- Schraubverbindungen
- 15
- Unterseite
- 16
- Endbereich
- 17
- Endbereich
- 18
- Wagenheberaufnahme
- 19
- Wagenheberaufnahme
- 20
- Aussparung
- 21
- Aussparung
- 22
- Schräge
- 23
- Kreis
- 24
- Kreis
- 25
- Einsatzteil
- 26
- Einsatzteil
- 27
- Stufe
- 28
- Stufe
- 29
- Profilbereich
- F
- Kraft
