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Die vorliegende Erfindung betrifft ein batterieelektrisches Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bei dem es sich insbesondere um einen Personenkraftwagen handeln kann.
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Ein gattungsgemäßes batterieelektrisches Fahrzeug ist beispielsweise aus der
US 8 479 858 B2 bekannt und besitzt einen Rohbau, der einen Bodenabschnitt und einen Frontabschnitt aufweist. Ferner ist das Fahrzeug mit einem Batteriesystem ausgestattet, das zumindest ein Batteriemodul mit mehreren Batteriezellen aufweist. Des Weiteren ist das bekannte Fahrzeug mit einer Motoreinheit ausgestattet, die einen Elektromotor aufweist und die im Frontabschnitt angeordnet ist. Der Elektromotor dient zum Antreiben wenigstens eines Fahrzeugrads und ist hierzu mit dem Batteriesystem elektrisch verbunden. Beim bekannten Fahrzeug ist das Batteriemodul in einem Tunnel des Bodenabschnitts untergebracht, der bezüglich der Fahrzeugquerrichtung im Wesentlichen mittig angeordnet ist. Die Motoreinheit ist in der Fahrzeugquerrichtung versetzt zum Tunnel angeordnet, wodurch sich das Batteriemodul bis in den Frontabschnitt hinein erstrecken kann und sich auch mit der Motoreinheit in der Fahrzeugquerrichtung überlappen kann.
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Aus der
DE 10 2010 045 997 A1 ist ein weiteres batterieelektrisches Fahrzeug bekannt, bei dem zumindest ein Batteriemodul des Batteriesystems in einem bezüglich der Fahrzeugquerrichtung mittig angeordneten Tunnel des Bodenabschnitts angeordnet ist. Zum Schutz des Batteriemoduls bei einem Seitencrashfall wird der Tunnel verstärkt ausgeführt. Des Weiteren kann ein Sitzquerträger, der einen Seitenschweller am Tunnel abstützt, so konfiguriert werden, dass er im Seitencrashfall einknickt und so durch Deformation kinetische Energie aufnimmt.
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Aus der
DE 10 2013 001 029 A1 ist ein Fahrzeug bekannt, bei dem eine Abstützanordnung vorgesehen ist, mit der sich ein Antriebsaggregat am Rohbau abstützen lässt. Hierzu ist eine Stützeinrichtung vorgesehen, die eine Tragstruktur umfasst, die an der Unterseite des Fahrzeugbodens befestigt ist und die zumindest eine dem Antriebsaggregat zugeordnete Komponente hält, bei der es sich um eine Batterie handeln kann. Die Stützeinrichtung weist ferner eine Abstützstruktur auf, die sich von der Tragstruktur nach vorn und nach oben erstreckt und die das Antriebsaggregat im Fahrbetrieb und auch bei einem Frontalcrash gegen eine Rückverlagerung abstützt.
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Ein weiteres batterieelektrisches Fahrzeug ist beispielsweise aus der
EP 3 323 653 A1 bekannt.
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Bei batterieelektrischen Fahrzeugen, bei denen es sich insbesondere um Elektrofahrzeuge oder um Hybridfahrzeuge handeln kann, kommen Batteriesysteme zum Einsatz, die mehrere Batteriemodule aufweisen, die jeweils mehrere Batteriezellen enthalten. Ferner kann ein derartiges Batteriesystem auch eine Batteriesteuerungseinrichtung aufweisen, die insbesondere die Leistungsabgabe und das Laden der Batterie kontrolliert bzw. steuert. Bei den Batteriezellen kommen derzeit bevorzugt Lithiumionenzellen zum Einsatz, die insbesondere als Pouchzellen ausgestaltet sein können. Bei Lithiumionenbatterien soll im Crashfall des Fahrzeugs eine Beschädigung der Batteriezellen vermieden werden. Insbesondere soll ein Auslaufen der Batteriezellen vermieden werden, um die Entstehung eines Brands zu vermeiden. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn sich im Bereich der Batteriemodule weitere Hochspannungskomponenten befinden, wie zum Beispiel die Batteriesteuerungseinrichtung.
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Bei batterieelektrischen Fahrzeugen, die als Personenkraftwagen konfiguriert sind, besteht häufig der Wunsch, im Frontabschnitt des Rohbaus eine Motoreinheit, die einen Elektromotor aufweist, zum Antreiben der Fronträder anzuordnen. Die Motoreinheit, die zusätzlich zum Elektromotor auch zugehörige periphere Komponenten, wie zum Beispiel eine Motorsteuerung, ein Kühlaggregat, ein Getriebe und dergleichen, aufweisen kann, bildet im Crashfall einen massiven Block, der im Falle einer Kollision mit einem Batteriemodul zu einer Beschädigung der Batteriezellen führen kann.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Fahrzeug, das eine derartige Konfiguration aufweist, eine verbessert oder zumindest eine andere Ausführungsform aufzuzeigen, bei der die Möglichkeit einer Kollision zwischen der Motoreinheit und einem Batteriemodul reduziert ist.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Bei einem Fahrzeug, bei dem zumindest ein Batteriemodul im Bodenabschnitt bezüglich der Fahrzeuglängsrichtung hinter der Motoreinheit und bezüglich der Fahrzeughöhenrichtung so angeordnet ist, dass eine Projektion der Motoreinheit parallel zur Fahrzeuglängsrichtung auf das jeweilige Batteriemodul trifft, beruht die Erfindung auf dem allgemeinen Gedanken, eine Abstützstruktur vorzusehen und anzubringen, die so konfiguriert ist, dass sie bei einem Frontalcrash dazu führt, dass sich die Motoreinheit bezüglich des jeweiligen Batteriemoduls anhebt und/oder dass sich das jeweilige Batteriemodul bezüglich der Motoreinheit absenkt. Hierdurch können Batteriemodul und Motoreinheit in der Fahrzeughöhenrichtung einander ausweichen und sich in der Fahrzeuglängsrichtung aneinander vorbei bewegen. Die Möglichkeit einer Kollision zwischen Motoreinheit und Batteriemodul wird dadurch erheblich reduziert.
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Im Einzelnen schlägt die Erfindung hierzu vor, die Abstützstruktur so auszugestalten, dass sie bezüglich der Fahrzeughöhenrichtung oberhalb des jeweiligen Batteriemoduls fest mit dem Bodenabschnitt des Rohbaus verbunden ist, wobei die Abstützstruktur außerdem einen Abstützabschnitt ausbildet bzw. aufweist, der in der Fahrzeuglängsrichtung zwischen der Motoreinheit und dem jeweiligen Batteriemodul angeordnet ist. Der Abstützabschnitt ist außerdem bezüglich der Fahrzeughöhenrichtung oberhalb des jeweiligen Batteriemoduls so angeordnet, dass die Projektion der Motoreinheit parallel zur Fahrzeuglängsrichtung auf den Abstützabschnitt trifft. Die gewählte Positionierung des Abstützabschnitts oberhalb des jeweiligen Batteriemoduls bzw. oberhalb des Bodenabschnitts vor dem Batteriemodul führt im Kollisionsfall dazu, dass eine parallel zur Fahrzeuglängsrichtung orientierte Kraft über die Abstützstruktur nach hinten und unten auf den Bodenabschnitt, also auf den Rohbau übertragen wird, wobei gleichzeitig eine nach oben orientierte Reaktionskraft am Abstützabschnitt wirksam wird. Hierdurch kann eine parallel zur Fahrzeuglängsrichtung wirkende Kollisionskraft zumindest teilweise in die Fahrzeughöhenrichtung umgelenkt werden. Gleichzeitig kann dadurch ein Drehmoment um eine parallel zur Fahrzeugquerrichtung orientierte Achse erzeugt werden, das die Motoreinheit nach oben und/oder das jeweilige Batteriemodul nach unten antreibt. Diese Maßnahmen lassen sich zum gewünschten Ausweichvorgang nutzen.
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Im vorliegenden Zusammenhang beziehen sich die relativen Ortsangaben „vorne“, „hinten“, „oben“ und „unten“ auf das Fahrzeug, so dass „vorn“ bezüglich der Fahrzeuglängsrichtung einer Fahrzeugvorderseite zugewandt ist, „hinten“ einer Fahrzeugrückseite zugewandt ist, „oben“ bezüglich der Fahrzeughöhenrichtung einer Fahrzeugoberseite zugewandt ist und „unten“ einer Fahrzeugunterseite zugewandt ist.
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Besonders vorteilhaft ist dementsprechend eine Ausführungsform, bei welcher die Abstützstruktur, die Motoreinheit und das jeweilige Batteriemodul so aufeinander abgestimmt sind, dass die Abstützstruktur bei einem Frontalcrash mit der Motoreinheit in Kontakt ist oder kommt und eine Relativverstellung zwischen der Motoreinheit und dem jeweiligen Batteriemodul in der Fahrzeughöhenrichtung erzwingt. Die erzwungene Relativverstellung erfolgt dabei derart, dass die Motoreinheit nach oben verstellt wird und/oder dass das jeweilige Batteriemodul nach unten verstellt wird. Hierdurch können die Motoreinheit und das jeweilige Batteriemodul beim Frontalcrash im Idealfall aneinander vorbei bewegt werden. Beim hier betrachteten Frontalcrash handelt es sich um einen Crashfall, bei dem sich die Motoreinheit relativ zum jeweiligen Batteriemodul in der Fahrzeuglängsrichtung nach hinten verstellt.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Abstützstruktur so konfiguriert sein, dass sie beim Frontalcrash eine Deformation des Bodenabschnitts im Bereich des jeweiligen Batteriemoduls erzwingt, derart, dass sich der jeweilige Bereich des Bodenabschnitts zusammen mit dem jeweiligen Batteriemodul in der Fahrzeughöhenrichtung nach unten verstellt. Mit anderen Worten, die Abstützstruktur erzwingt beim Frontalcrash ein Ausweichen des Bodenabschnitts, also des Rohbaus, im Bereich des jeweiligen Batteriemoduls, so dass die im Crashfall auftretenden großen Kräfte nicht am Batteriemodul, sondern am Bodenabschnitt abgetragen werden.
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Eine andere Ausführungsform schlägt vor, dass die Motoreinheit bezüglich der Fahrzeugquerrichtung im Wesentlichen mittig im Frontabschnitt angeordnet ist. In der Folge ist dann auch das jeweilige Batteriemodul bezüglich der Fahrzeugquerrichtung zumindest bereichsweise mittig im Bodenabschnitt angeordnet. Der Bodenabschnitt kann nun bezüglich der Fahrzeughöhenrichtung oberhalb des jeweiligen Batteriemoduls einen Tunnel aufweisen. Bei einer derartigen Konfiguration ist die Abstützstruktur zweckmäßig am Tunnel ausgebildet oder befestigt. Hierdurch kann der Tunnel, der einen Bestandteil des Bodenabschnitts und somit des Rohbaus bildet, die im Crashfall auftretenden Kräfte abstützen bzw. aufnehmen. Der Tunnel zeichnet sich gegenüber einem einfachen Bodenblech durch eine erhöhte Steifigkeit aus.
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Eine andere vorteilhafte Ausführungsform schlägt vor, dass die Abstützstruktur einen am Bodenabschnitt befestigten Befestigungsabschnitt und eine Strebe aufweist, die den Befestigungsabschnitt mit dem Abstützabschnitt verbindet. In diesem Fall handelt es sich bei der Abstützstruktur um eine separate bzw. zusätzliche Baugruppe, die am Bodenabschnitt befestigt ist. Hierdurch lässt sich die Abstützstruktur besonders steif konzipieren. Alternativ dazu ist denkbar, die Abstützstruktur zumindest teilweise integral am Bodenabschnitt, insbesondere am Tunnel auszuformen, wodurch sich Bauraum- und Kostenvorteile erzielen lassen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Befestigungsabschnitt eine Scharnierfunktion aufweisen, die zumindest beim Frontalcrash eine Drehverstellung der Strebe relativ zum Bodenabschnitt um eine parallel zur Fahrzeugquerrichtung verlaufende Drehachse ermöglicht. Die Scharnierfunktion kann beispielsweise durch eine Einknickstelle ausgebildet sein, die bei den Belastungen des Frontalcrashs einknickt ohne abzureißen und so die gewünschte Drehbewegung ermöglicht. Ebenso kann die Scharnierfunktion durch ein Scharnier realisiert werden, das den Befestigungsabschnitt bildet und die Strebe mit dem Bodenabschnitt um die Drehachse verschwenkbar verbindet. Durch diese Scharnierfunktion wird beim Frontalcrash demnach eine Drehverstellung der Strebe relativ zum Bodenabschnitt um die Drehachse erzeugt, die dazu führt, dass sich der Abstützabschnitt nach oben und hinten verstellt, wodurch gleichzeitig der Befestigungsabschnitt nach unten gedrückt wird. Demnach unterstützt die Scharnierfunktion das Ausweichen der Motoreinheit und des jeweiligen Batteriemoduls in der Höhenrichtung.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der Abstützabschnitt eine Stirnwand durchdringen, die einen Fahrzeuginnenraum von einem Frontraum trennt. Hierdurch befindet sich der Abstützabschnitt zumindest teilweise im Frontraum, also vergleichsweise nahe an der Motoreinheit. Hierdurch vereinfacht sich der Kontakt zwischen Abstützabschnitt und Motoreinheit.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der Abstützabschnitt als Crashbox ausgestaltet sein oder eine Crashbox aufweisen, die im Crashfall durch Deformation kinetische Energie absorbiert. Mit Hilfe der Crashbox lassen sich die von der Abstützstruktur aufzunehmenden und in die gewünschte Vertikalverstellung umzuwandelnden Kräfte besser beherrschen, was die Funktionssicherheit der Abstützstruktur verbessert.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass in einem Normalzustand zwischen dem Abstützabschnitt und der Motoreinheit in der Fahrzeuglängsrichtung ein Abstand vorhanden ist. In diesem Normalzustand berühren sich die Motoreinheit und der Abstützabschnitt nicht. Hierdurch können störende Einflüsse der Abstützstruktur auf die Motoreinheit während des Normalzustands vermieden werden. Grundsätzlich ist jedoch auch eine andere Ausführungsform denkbar, bei welcher der Abstützabschnitt immer, also auch im Normalzustand, an der Motoreinheit abgestützt ist. Hierdurch ist der Kontakt zwischen Motoreinheit und Abstützabschnitt sicher gewährleistet, was die Funktionssicherheit der Abstützabschnitt verbessert.
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Bei einer anderen Ausführungsform kann die Motoreinheit in einen beim Frontalcrash mit dem Abstützabschnitt in Kontakt stehenden oder kommenden Kontaktbereich ausgesteift sein. Die Aussteifung der Motoreinheit in diesem Kontaktbereich führt dazu, dass die Motoreinheit im Crashfall der erzwungenen Ablenkung nach oben insgesamt besser folgen kann. Insbesondere wird hierdurch eine Disintegration der Motoreinheit im Kontaktbereich vermieden. Beispielsweise kann der Kontaktbereich an einem Tragrahmen der Motoreinheit ausgebildet sein, an dem die Komponenten der Motoreinheit, also insbesondere der Elektromotor, befestigt sind. Ebenso ist denkbar, den Kontaktbereich durch zusätzliche Bleche, und/oder doppelte Bleche, zu versteifen.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Vorstehend genannte und nachfolgend noch zu nennende Bestandteile einer übergeordneten Einheit, wie z.B. einer Einrichtung, einer Vorrichtung oder einer Anordnung, die separat bezeichnet sind, können separate Bauteile bzw. Komponenten dieser Einheit bilden oder integrale Bereiche bzw. Abschnitte dieser Einheit sein, auch wenn dies in den Zeichnungen anders dargestellt ist.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch,
- 1 bis 4: jeweils einen stark vereinfachten Längsschnitt durch einen vorderen Bereich eines Fahrzeugs bei unterschiedlichen Zuständen.
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Entsprechend den 1 bis 4 umfasst ein batterieelektrisches Fahrzeug 1 einen Rohbau 2, der einen Bodenabschnitt 3 und einen Frontabschnitt 4 aufweist. Es ist klar, dass der Rohbau 2 außerdem einen hier nicht gezeigten Heckabschnitt aufweist. Beim Fahrzeug 1 handelt es sich bevorzugt um einen Personenkraftwagen. Das Fahrzeug 1 kann als Elektrofahrzeug oder als Hybridfahrzeug ausgestaltet sein. In den 1 bis 4 ist eine Fahrzeuglängsrichtung X durch einen in der Zeichnungsebene liegenden horizontalen Doppelpfeil angedeutet, während eine Fahrzeughöhenrichtung Z durch einen in der Zeichnungsebene liegenden vertikalen Doppelpfeil angedeutet ist. Eine Fahrzeugquerrichtung Y steht dabei senkrecht auf der Zeichnungsebene.
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Das Fahrzeug 1 weist außerdem ein Batteriesystem 5 auf, das mehrere Batteriemodule 6 umfasst, wobei jedes Batteriemodul 6 mehrere Batteriezellen 7 enthält. Das Batteriesystem 5 kann weitere, hier nicht gezeigte Komponenten aufweisen, wie zum Beispiel eine Batteriesteuereinrichtung und eine Batteriekühleinrichtung. Beim gezeigten Beispiel sind die Batteriemodule 6 bezüglich der Fahrzeuglängsrichtung X hintereinander angeordnet, wobei sich die Batteriemodule 6 in der Fahrzeugquerrichtung Y zumindest im Bereich eines Tunnels 8 des Bodenabschnitts 3 erstrecken. Das Fahrzeug 1 weist außerdem zumindest eine Motoreinheit 9 auf, die einen Elektromotor 10 besitzt. Die Motoreinheit 9 kann außerdem periphere Komponenten des Elektromotors 10 aufweisen, wie zum Beispiel ein Motorsteuergerät 11 und eine Motorkühleinrichtung 12. Innerhalb der Motoreinheit 9 sind die zugehörigen Komponenten 10, 11, 12 fest miteinander verbunden, beispielsweise direkt und/oder über einen hier nicht gezeigten Rahmen. Die Motoreinheit 9 ist im Frontabschnitt 4 des Rohbaus 2 angeordnet. Der Elektromotor 10 ist auf nicht gezeigte, jedoch übliche Weise mit wenigstens einem Rad des Fahrzeugs 1 antriebsverbunden. Zweckmäßig dient der Elektromotor 10 zum Antreiben der Fronträder des Fahrzeugs 1, wobei der Elektromotor 10 dann insbesondere bezüglich der Fahrzeugquerrichtung Y im Wesentlichen mittig angeordnet sein kann.
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Gemäß den 1 bis 4 ist wenigstens eines der Batteriemodule 6 im Bodenabschnitt 3 bezüglich der Fahrzeuglängsrichtung X hinter der Motoreinheit 9 angeordnet. Beim hier gezeigten Beispiel befinden sich alle Batteriemodule 6 hinter der Motoreinheit 9. Des Weiteren sind die Motoreinheit 9 und das jeweilige Batteriemodul 6 bezüglich der Fahrzeughöhenrichtung Z einander überlappend angeordnet. Dies ist gleichbedeutend damit, dass eine Projektion der Motoreinheit 9 parallel zur Fahrzeuglängsrichtung X auf das jeweilige Batteriemodul 6 trifft. Eine zugehörige Projektionsrichtung ist in 1 durch einen Pfeil angedeutet und mit 13 bezeichnet. Die Projektion trifft dabei auf das vorderste Batteriemodul 6. Dieses vorderste Batteriemodul 6 ist daher bei einem Frontalcrash am ehesten durch eine Kollision mit der Motoreinheit 9 gefährdet. Die Anordnung der Motoreinheit 9 und des jeweiligen Batteriemoduls 6 erfolgt bezüglich der Fahrzeughöhenrichtung Z ferner so, dass die fragliche Projektion in einem unteren Bereich auf das jeweilige Batteriemodul 6 trifft.
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Das hier vorgestellte Fahrzeug 1 weist außerdem eine Abstützstruktur 14 auf. Die Abstützstruktur 14 ist bezüglich der Fahrzeughöhenrichtung Z oberhalb des jeweiligen Batteriemoduls 6 fest mit dem Bodenabschnitt 3 verbunden. Die Verbindung erfolgt dabei an einer einem Passagierraum 15 des Fahrzeugs zugewandten Abdeckung 16, die bei den hier gewählten Schnittansichten dem Tunnel 8 entspricht. Die Abstützung erfolgt ferner in einem vorderen Bereich des Bodenabschnitts 3 bzw. des Batteriesystems 5 und vorzugsweise oberhalb des besonders durch die Kollision mit der Motoreinheit 9 gefährdeten ersten oder vorangehenden Batteriemoduls 6. Die Abstützstruktur 14 bildet ferner einen Abstützabschnitt 17 aus, der in der Fahrzeuglängsrichtung X zwischen der Motoreinheit 9 und dem jeweiligen vorderen Batteriemodul 6 angeordnet ist. Außerdem ist dieser Abstützabschnitt 17 oberhalb des jeweiligen Batteriemoduls 6 und oberhalb des Bodenabschnitts 3 angeordnet. Insbesondere befindet sich der Abstützabschnitt 17 oberhalb der Verbindung zwischen Abstützstruktur 14 und Bodenabschnitt 3. Die Anordnung des Abstützabschnitts 17 erfolgt dabei so, dass die vorstehend genannte Projektion der Motoreinheit 9 parallel zur Fahrzeuglängsrichtung X auf diesen Abstützabschnitt 17 trifft. Bei den hier gezeigten Beispielen trifft die fragliche Projektion in einem oberen Bereich auf den Abstützabschnitt 17. Die Abstützstruktur 14 ist so konfiguriert, dass sie das Risiko einer Kollision zwischen der Motoreinheit 9 und dem jeweiligen Batteriemodul 6 bei einem Frontalcrash reduziert.
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Während 1 einen Normalzustand des Fahrzeugs 1 wiedergibt, wie er zeitlich vor einem Frontalcrash vorliegt, zeigen die 2 bis 4 unterschiedliche Zustände, die während oder bei einem Frontalcrash zeitlich nacheinander auftreten.
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Charakterisierend für den Frontalcrash ist, dass sich die Motoreinheit 9 relativ zum jeweiligen Batteriemodul 6 in der Fahrzeuglängsrichtung X nach hinten verstellt, also den Abstand zwischen Motoreinheit 9 und dem vordersten Batteriemodul 6 reduziert.
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Gemäß 1 besitzt die Motoreinheit 9 im Normalzustand, also vor dem nachfolgend betrachteten Frontalcrash vorzugsweise einen in der Fahrzeuglängsrichtung X gemessenen Abstand 18 gegenüber dem Abstützabschnitt 17. In einer ersten Phase des Frontalcrashs bewegt sich die Motoreinheit 9 in der Fahrzeuglängsrichtung X in Richtung der Batteriemodule 6.
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Im Zustand der 2 kommt es zum Kontakt zwischen der Motoreinheit 9 und dem Abstützabschnitt 17. Dieser Kontakt führt dazu, dass parallel zur Fahrzeuglängsrichtung X orientierte Kollisionskräfte 19 von der Abstützstruktur 14 nach unten auf den Bodenabschnitt 3 abgelenkt und daran abgestützt werden. Hierdurch entsteht eine nach unten orientierte Kraftkomponente 20. Als Reaktionskraft dazu wirkt am Abstützabschnitt eine nach oben orientierte Kraftkomponente 21, die im weiteren Verlauf des Frontalcrashs dazu führt, dass die Motoreinheit 9 nach oben abgelenkt wird.
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3 zeigt einen Zustand, bei dem bei fortschreitendem Frontalcrash die Motoreinheit 9 nach oben angehoben ist. Gleichzeitig wird dabei auch der Bodenabschnitt 3 zumindest in einem vorderen Bereich nach unten abgelenkt. Ferner kommt es dabei zu Deformationen am Rohbau 2 bzw. im Bodenabschnitt 3, die kinetische Energie absorbieren.
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In 4 ist der Frontalcrash weiter vorangeschritten und vorzugsweise bereits abgeschlossen. Erkennbar sind zusätzliche Deformationen am Bodenabschnitt 3 bzw. an der Abdeckung 16 bzw. am Tunnel 8, die dazu führen, dass der Bodenabschnitt 3 im Bereich des jeweiligen Batteriemoduls 6 und damit einhergehend das jeweilige Batteriemodul 6 nach unten ausweichen kann. Eine Kollision zwischen der Motoreinheit 9 mit dem jeweiligen Batteriemodul 6 wird hier vermieden.
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Erkennbar erzwingt die Abstützstruktur 14 beim Frontalcrash eine Relativverstellung zwischen der Motoreinheit 9 und dem jeweiligen Batteriemodul 6 in der Fahrzeughöhenrichtung Z. Diese Relativverstellung erfolgt dabei so, dass sich die Motoreinheit 9 nach oben verstellt, während sich gleichzeitig das jeweilige Batteriemodul 6 nach unten verstellt. Außerdem erzwingt die Abstützstruktur 14 beim Frontalcrash gemäß den 3 und 4 eine Deformation des Bodenabschnitts 3 im Bereich des jeweiligen Batteriemoduls 6. Wie erläutert, senkt sich dabei der Bodenabschnitt 3 im fraglichen Bereich nach unten ab und nimmt dabei die darin angeordneten Batteriemodule 6 mit.
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Sofern die Motoreinheit 9 und die Batteriemodule 6 bezüglich der Fahrzeugquerrichtung Y im Wesentlichen mittig angeordnet sind, erfolgt auch eine diesbezüglich mittige Positionierung Abstützstruktur 14. In diesem Fall ist die Abstützstruktur 14 am Tunnel 8 ausgebildet oder befestigt. Grundsätzlich kann die Abstützstruktur 14 durch einen integralen Bestandteil des Tunnels 8 ausgebildet sein. Bevorzugt ist jedoch die hier gezeigte Ausführungsform, bei der die Abstützstruktur 14 bezüglich des Tunnels 8 bzw. bezüglich des Bodenabschnitts 3 eine separate Baugruppe repräsentiert. Die Abstützstruktur 14 weist einen am Bodenabschnitt 3 befestigten Befestigungsabschnitt 22 sowie eine Strebe 23 auf. Die Strebe 23 verbindet den Befestigungsabschnitt 22 mit dem Abstützabschnitt 17. Der Befestigungsabschnitt 22 kann bei einer bevorzugten Ausführungsform eine hier durch einen Punkt angedeutete Scharnierfunktion 24 aufweisen. Diese Scharnierfunktion 24 ermöglicht im Crashfall eine Drehverstellung der Strebe 23 relativ zum Bodenabschnitt 22 um eine Drehachse, die parallel zur Fahrzeugquerrichtung Y verläuft. Die Scharnierfunktion 24 kann zweckmäßig durch eine Einknickstelle innerhalb des Befestigungsabschnitts 22 realisiert werden. Alternativ kann der Befestigungsabschnitt 22 auch ein entsprechendes Scharnier aufweisen bzw. durch ein entsprechendes Scharnier gebildet sein. Die Scharnierfunktion 24 unterstützt die vorstehend beschriebene Kinematik, die beim Frontalcrash dazu führt, dass die Motoreinheit 9 angehoben wird, während gleichzeitig der Bodenabschnitt 3 zumindest im Bereich des oder der vorderen Batteriemodule 6 nach unten abgelenkt wird. Eine entsprechende Drehbewegung ist in den 3 und 4 durch einen Pfeil angedeutet und mit 25 bezeichnet.
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Das Fahrzeug 1 kann außerdem in üblicher Weise mit einer Stirnwand 26 ausgestattet sein, die den Passagierraum 15 von einem Frontraum 27 trennt, in dem sich die Motoreinheit 9 befindet. Der Abstützabschnitt 17 kann nun die Stirnwand 26 durchdringen. Ferner kann der Abstützabschnitt 17 eine Crashbox 28 aufweisen oder als Crashbox 28 ausgestaltet sein. Die Crashbox 28 absorbiert im Crashfall durch Deformation kinetische Energie. Im Zustand der 3 und 4 ist die Crashbox 28 bereits deformiert. Der Abstützabschnitt 17 kann außerdem mit einem Aufpralldämpfer 29 ausgestattet sein, der im Crashfall mit der Motoreinheit 9 in Kontakt kommt. Der Aufpralldämpfer 29 kann beispielsweise aus einem geeigneten Kunststoffmaterial bestehen. Der Aufpralldämpfer 29 bewirkt im Crashfall eine großflächige Abstützung der Motoreinheit 9 am Abstützabschnitt 17 und reduziert Kraftspitzen.
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Die Motoreinheit 9 kann in einem Kontaktbereich 30, der im Crashfall mit dem Abstützabschnitt 17 in Kontakt kommt, ausgesteift sein. Beispielsweise kann der Kontaktbereich 30 eine größere Materialstärke, Wandstärke, Blechstärke oder dergleichen aufweisen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 8479858 B2 [0002]
- DE 102010045997 A1 [0003]
- DE 102013001029 A1 [0004]
- EP 3323653 A1 [0005]
