DE102021208212A1

DE102021208212A1 - Aufprallenergie-Absorptionssystem für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102021208212A1
Application number: DE102021208212.2A
Authority: DE
Inventors: Seung Min Jeong
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2020-09-29
Filing date: 2021-07-29
Publication date: 2022-03-31
Also published as: US11840278B2; CN114312364A; US20220097767A1; KR20220043778A

Abstract

Eine Ausführungsform eines Fahrzeugaufprallenergie-Absorptionssystems umfasst ein Paar von vorderen Längsträgern, eine Batterieanordnung, die unter einem Mittelboden eines Fahrzeugs angeordnet ist, einen vorderen Hilfsrahmen, der unter dem Paar von vorderen Längsträgern angeordnet ist und sich vor der Batterieanordnung befindet, wobei der vordere Hilfsrahmen mit dem Paar von vorderen Längsträgern durch ein Paar von Tragarmen und ein Paar von Halterungen verbunden ist, wobei jeder Tragarm des Paars von Tragarmen an dem vorderen Hilfsrahmen vorgesehen ist und jeder Stützbügel des Paars von Stützbügeln jeweils an jedem vorderen Seitenelement des Paars von vorderen Seitenelementen vorgesehen ist, und einen Elektromotor, der an dem vorderen Hilfsrahmen angebracht ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein System zur Absorption der Aufprallenergie von Fahrzeugen.
HINTERGRUND
In den letzten Jahren hat die Wahrnehmung der Umweltkrise und der Erschöpfung der Erdölressourcen dazu geführt, dass Forschung und Entwicklung von umweltfreundlichen Elektrofahrzeugen aktiv betrieben werden. Zu den Elektrofahrzeugen gehören Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEV), batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (BEV), Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge (FCEV), usw.
Ein Elektrofahrzeug umfasst einen Elektromotor, der sich in einem vorderen Bereich des Fahrzeugs befindet, und eine Batterieanordnung, die am Boden des Fahrzeugs angebracht ist. Der Elektromotor kann die Vorderräder des Fahrzeugs antreiben, und die Batterieanordnung kann den Elektromotor und andere elektrische/elektronische Komponenten mit Strom versorgen. Die Batterieanordnung umfasst eine oder mehrere Batteriezellen (oder Batteriemodule), den Batteriezellen zugeordnete elektrische/elektronische Komponenten, ein Batteriegehäuse, in dem die Batteriezellen und die elektrischen/elektronischen Komponenten untergebracht sind, und eine Abdeckung, mit der die Oberseite des Batteriegehäuses abgedeckt ist.
In der Batterieanordnung des Elektrofahrzeugs kann das Austreten von Kühlflüssigkeit aus einer Kühlleitung aufgrund äußerer Stöße oder einer Störung zwischen den Batteriezellen zu einem Brand führen. Um die Batterieanordnung auch im Falle eines Fahrzeugaufpralls/einer Kollision sicher zu schützen, wurden Gesetze (Vorschriften) zum Schutz der Batterie erlassen. Bei einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor wird nur die Absorption der Aufprallenergie berücksichtigt, aber bei einem Elektrofahrzeug muss nicht nur die Absorption der Aufprallenergie, sondern auch der Schutz der Batterieeinheit gemäß dem Batterieschutzgesetz berücksichtigt werden.
Um die Reichweite des Elektrofahrzeugs zu vergrößern, wird die Kapazität der Batterieeinheit erhöht. Dementsprechend kann mit zunehmender Größe der Batterieanordnung die Batterieanordnung zur Vorderseite des Fahrzeugs hin vorstehen. Daher ist es notwendig, den Schutz der Batterieanordnung bei der Konstruktion des Fahrzeugs stärker zu berücksichtigen.
In einem herkömmlichen Elektrofahrzeug ist der Elektromotor derart starr zwischen einem Fahrgestell und einem vorderen Hilfsrahmen angebracht, dass der Elektromotor und der vordere Hilfsrahmen im Falle eines Fahrzeugaufpralls/einer Kollision als starre Körper dienen, wodurch die Energieaufnahme des vorderen Hilfsrahmens erheblich reduziert wird. Der vordere Hilfsrahmen wird wahrscheinlich auf einen vorderen Endabschnitt der Batterieanordnung treffen. Infolgedessen ist die Batterie möglicherweise nicht sicher geschützt.
Die in diesem Hintergrundabschnitt beschriebenen Informationen sollen helfen, den Hintergrund des erfinderischen Konzepts zu verstehen, und können jedes technische Konzept umfassen, das nicht zum Stand der Technik gehört, der dem Fachmann bereits bekannt ist.
ÜBERBLICK
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein System zur Absorption von Aufprallenergie in Fahrzeugen. Besondere Ausführungsformen betreffen ein Fahrzeugaufprallenergie-Absorptionssystem, das in der Lage ist, eine Batterieanordnung zu schützen und im Falle eines Fahrzeugaufpralls/einer Kollision Aufprallenergie zu absorbieren. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können Probleme lösen, die im Stand der Technik auftreten, während die durch den Stand der Technik erzielten Vorteile erhalten bleiben.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform stellt ein System zur Absorption der Aufprallenergie eines Fahrzeugs bereit, das es ermöglicht, einen Elektromotor von einem vorderen Hilfsrahmen zu trennen und den vorderen Hilfsrahmen im Falle eines Fahrzeugaufpralls/einer Kollision nach oben zu drehen, wodurch verhindert wird, dass der vordere Hilfsrahmen mit einer Batterieanordnung kollidiert, und die Verteilung und Absorption der Aufprallenergie maximiert werden.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann ein Fahrzeugaufprallenergie-Absorptionssystem ein Paar von vorderen Längsträgern, eine Batterieanordnung, die unter einem Mittelboden eines Fahrzeugs angeordnet ist, einen vorderen Hilfsrahmen, der unter dem Paar von vorderen Längsträgern angeordnet ist und sich vor der Batterieanordnung befindet, und einen auf dem vorderen Hilfsrahmen angebrachten Elektromotor umfassen. Der vordere Hilfsrahmen kann mit dem Paar von vorderen Längsträgern durch ein Paar von Tragarmen und ein Paar von Halterungen verbunden sein, wobei jeder Tragarm am vorderen Hilfsrahmen und jede Halterung an dem jeweiligen vorderen Längsträger vorgesehen sein kann.
Der Tragarm kann über einen Schwenkzapfen schwenkbar mit der Halterung verbunden sein.
Das Paar von Tragarmen und das Paar von Halterungen kann derart hinter einem vorderen Befestigungsabschnitt des vorderen Hilfsrahmens angeordnet sein, dass das Paar von Tragarmen und das Paar von Halterungen verhindern kann, dass ein hinterer Abschnitt des vorderen Hilfsrahmens im Falle eines Frontalaufpralls/einer Kollision des Fahrzeugs verformt wird.
Der vordere Hilfsrahmen kann ein Paar Längselemente, einen vorderen Querträger, der die vorderen Teile des Paars von Längselementen verbindet, und einen hinteren Querträger, der die hinteren Teile des Paars von Längselementen verbindet, umfassen. Der Tragarm kann von dem jeweiligen Längselement vorstehen, die Halterung kann von dem jeweiligen vorderen Längsträger in Richtung des Tragarms vorstehen, und der Schwenkzapfen kann sich durch den Tragarm und die Halterung erstrecken.
Die Halterung kann eine der Fahrzeugfront zugewandte Vorderwand, ein Paar Seitenwände, die sich von beiden Rändern der Frontwand zum Heck des Fahrzeugs hin erstrecken, und eine der Vorderwand gegenüberliegende hintere Öffnung aufweisen. Der Schwenkzapfen kann sich durch das Paar von Seitenwänden und den Tragarm erstrecken.
Das Längselement kann eine Aussparung aufweisen, die bei einem Frontalaufprall/einer Kollision des Fahrzeugs eine V-förmige Verformung des Längselements bewirkt.
Die Aussparung kann von der Oberseite des Längselements zur Unterseite des Fahrzeugs hin vertieft sein.
Die Aussparung kann sich vor dem Tragarm befinden.
Eine Vorderkante des Elektromotors kann über einen vorderen Verbindungsabschnitt mit einem vorderen Querträger des vorderen Hilfsrahmens verbunden sein.
Eine Hinterkante des Elektromotors kann über einen hinteren Verbindungsabschnitt schwenkbar mit einem hinteren Querträger des vorderen Hilfsrahmens verbunden sein.
Das Paar Tragarme kann zwischen dem vorderen Verbindungsabschnitt und dem hinteren Verbindungsabschnitt in Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet sein.
Der hintere Verbindungsabschnitt kann einen hinteren Schwenkarm, der von der Hinterkante des Elektromotors in Richtung des Fahrzeughecks vorsteht, ein Paar hintere Gelenkstützen, die vom hinteren Querträger des vorderen Hilfsrahmens nach oben vorstehen, und einen hinteren Schwenkzapfen, der sich durch den hinteren Schwenkarm und das Paar hintere Schwenkzapfen erstreckt, umfassen.
Der hintere Schwenkarm kann bei einem Frontalaufprall/einer Kollision des Fahrzeugs von dem Paar hinterer Gelenkstützen getrennt werden.
Jede hintere Gelenkstütze kann eine Durchgangsbohrung aufweisen, durch die der hintere Schwenkzapfen verläuft, sowie einen Schlitz, der sich von der Durchgangsbohrung zum Heck des Fahrzeugs hin erstreckt, wobei die Breite des Schlitzes geringer sein kann als der Durchmesser der Durchgangsbohrung.
Figurenliste
Die obigen und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile von erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungsfiguren deutlicher, in denen:

1 eine Draufsicht auf ein Fahrzeugaufprallenergie-Absorptionssystem nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
2 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie A-A von 1;
3 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Teils B von 2;
4 zeigt eine Ansicht eines Aufprallenergie-Absorptionssystems für Fahrzeuge von unten nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform;
5 zeigt eine linke Seitenansicht eines Fahrzeugaufprallenergie-Absorptionssystems nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform;
6 zeigt eine perspektivische Ansicht der linken Seite eines Fahrzeugaufprallenergie-Absorptionssystems nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform
7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Tragarms und einer Halterung in einem Fahrzeugaufprallenergie-Absorptionssystem nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform;
8 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Struktur, bei der ein oberes Ende eines Tragarms über einen Schwenkzapfen mit einer Halterung in einem Fahrzeugaufprallenergie-Absorptionssystem nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform verbunden ist;
9 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C von 8;
10 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Aussparung, die sich vor einem Tragarm in einem Fahrzeugaufprallenergie-Absorptionssystem nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform befindet; und
11 zeigt eine Draufsicht auf ein Fahrzeugaufprallenergie-Absorptionssystem nach einer anderen beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Nachfolgend werden beispielhafte erfindungsgemäße Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren im Detail beschrieben. In den Zeichnungsfiguren werden durchgängig dieselben Bezugsziffern verwendet, um gleiche oder gleichwertige Elemente zu bezeichnen. Darüber hinaus wird auf eine detaillierte Beschreibung bekannter Techniken, die mit der vorliegenden Offenbarung in Zusammenhang stehen, verzichtet, um den Kern der vorliegenden Erfindung nicht unnötig zu verschleiern.
Begriffe wie „erste“, „zweite“, „A“, „B“, „(a)“ und „(b)“ können zur Beschreibung der Elemente in beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsformen verwendet werden. Diese Begriffe werden nur verwendet, um ein Element von einem anderen Element zu unterscheiden, und die inhärenten Merkmale, die Reihenfolge oder Rangordnung und dergleichen der entsprechenden Elemente werden durch die Begriffe nicht eingeschränkt. Sofern nicht anders definiert, haben alle hierin verwendeten Begriffe, einschließlich technischer oder wissenschaftlicher Begriffe, die gleiche Bedeutung, wie sie allgemein von Fachleuten auf diesem technischen Gebiet, zu dem die vorliegende Offenbarung gehört, verstanden wird. Solche Begriffe, wie sie in einem allgemein gebräuchlichen Wörterbuch definiert sind, sind dahingehend auszulegen, dass sie eine Bedeutung haben, die den kontextuellen Bedeutungen auf dem betreffenden Gebiet der Technik entspricht, und nicht derart, dass sie eine ideale oder übermäßig formale Bedeutung haben, es sei denn, sie wären in der vorliegenden Anmeldung eindeutig als solche definiert.
1 zeigt den Aufbau eines Fahrzeugaufprallenergie-Absorptionssystems nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform, das vor einem Armaturenbrett 2 angeordnet ist. Das Armaturenbrett 2 kann als Trennwand dienen, die einen Vorderraum von einem Fahrgastraum trennt, und ein Elektromotor 70, ein Getriebe, ein Wärmetauscher und dergleichen können im Vorderraum angeordnet sein.
Wie in 1 dargestellt, kann ein Paar von vorderen Längsträgern 3 an der Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet sein. Das Paar vorderer Längsträger 3 kann in Breitenrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandet sein, und jeder vordere Längsträger 3 kann sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstrecken. Jeder vordere Längsträger 3 kann sich durch einen unteren Teil des Armaturenbretts 2 erstrecken. Ein Paar von vorderen Säulen (nicht dargestellt) kann mit beiden Kanten des Armaturenbretts 2 verbunden sein. Ein Paar Kotflügelschürzenelemente 5 kann in der Breitenrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandet sein, und jedes Kotflügelschürzenelement 5 kann sich von der entsprechenden vorderen Säule zu einem vorderen Ende des entsprechenden vorderen Seitenelements 3 erstrecken. Wie in 4 dargestellt, können beide Enden eines vorderen Stoßfängerträgers 7 über ein Paar von Crashboxen 8 an einem Paar von Stoßfängerträgerhalterungen 6 befestigt werden. Wie in 1 dargestellt, können ein vorderes Ende des Kotflügelschürzenelements 5 und das vordere Ende des vorderen Längsträgers 3 an der entsprechenden Stoßfängerträgerhalterung 6 durch Schweißen, mit Befestigungsmitteln und/oder dergleichen befestigt werden.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 4 kann ein vorderer Hilfsrahmen 10 unterhalb des Paars von vorderen Längsträgern 3 angeordnet sein. Der vordere Hilfsrahmen 10 kann ein Paar Längselement 11, einen vorderen Querträger 12, der die vorderen Abschnitte des Paars von Längselementen 11 verbindet, einen hinteren Querträger 13, der die hinteren Abschnitte des Paars von Längselementen 11 verbindet, und ein Paar vordere Verlängerungsabschnitte 14, die sich von dem Paar von Längselementen 11 zur Vorderseite des Fahrzeugs hin erstrecken, umfassen. Jedes Längselement 11 kann sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstrecken, und das Längselement 11 kann unterhalb des entsprechenden vorderen Längsträgers 3 angeordnet sein. Der vordere Querträger 12 und der hintere Querträger 13 können sich in der Breitenrichtung des Fahrzeugs erstrecken, und die vorderen Verlängerungsabschnitte 14 können sich von den Längselementen 11 jeweils in Richtung der Fahrzeugfront erstrecken.
Wie in den 4 und 6 dargestellt, kann ein Paar von Befestigungsarmen 18 jeweils aus dem Paar von Längselementen 11 herausragen, und jeder Befestigungsarm 18 kann aus dem Längselement 11 in Richtung des vorderen Längsträgers 3 herausragen. Ein Paar unterer Querlenker 15 kann jeweils mit dem Paar der Längselemente 11 verbunden sein. Ein vorderes Ende des unteren Querlenkers 15 kann an einem mittleren Abschnitt des Längselements 11 über eine Halterung 15a angebracht werden, und ein hinteres Ende des unteren Querlenkers 15 kann am hinteren Abschnitt des Längselements 11 angebracht werden.
Bezugnehmend auf die 1 bis 4 kann der vordere Hilfsrahmen 10 ein Paar vordere Befestigungsabschnitte 51, die an einem Paar Hilfsrahmen-Halterungen 9 angebracht sind, ein Paar mittlere Befestigungsabschnitte 52, die an mittleren Abschnitten des Paars von vorderen Längsträgern 3 angebracht sind, und ein Paar hintere Befestigungsabschnitte 53, die an hinteren Verlängerungsabschnitten 3a des Paars von vorderen Längsträgern 3 angebracht sind, umfassen. Jeder vordere Befestigungsabschnitt 51 kann an einem vorderen Abschnitt des vorderen Verlängerungsabschnitts 14 vorgesehen sein, jeder mittlere Befestigungsabschnitt 52 kann an einem oberen Ende des Befestigungsarms 18 vorgesehen sein, und jeder hintere Befestigungsabschnitt 53 kann an einem hinteren Ende des Längselements 11 vorgesehen sein.
Wie in 4 dargestellt, kann sich eine Batterieanordnung 66 hinter dem vorderen Hilfsrahmen 10 befinden, und die Batterieanordnung 66 kann unter einem Mittelboden 1 angeordnet sein.
Wie in 6 dargestellt, kann das Paar von Hilfsrahmenhalterungen 9 an dem Paar der Stoßfängerträgerhalterungen 6 befestigt werden. Jeder vordere Längsträger 3 kann einen hinteren Verlängerungsabschnitt 3a aufweisen, der sich in Richtung des Fahrzeughecks erstreckt, und der hintere Verlängerungsabschnitt 3a kann von einem hinteren Ende des vorderen Längsträgers 3 in Richtung des Fahrzeughecks gebogen sein.
Wie in den 1 und 4 gezeigt, kann der Elektromotor 70 am vorderen Hilfsrahmen 10 angebracht werden. Eine Vorderkante des Elektromotors 70 kann mit dem vorderen Querträger 12 des vorderen Hilfsrahmens 10 verbunden sein, und eine Hinterkante des Elektromotors 70 kann mit dem hinteren Querträger 13 des vorderen Hilfsrahmens 10 verbunden sein.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann die Vorderkante des Elektromotors 70 über einen oder mehrere vordere Verbindungsabschnitte 21 und 22 mit dem vorderen Hilfsrahmen 10 verbunden sein. Insbesondere kann die Vorderkante des Elektromotors 70 über einen ersten vorderen Verbindungsabschnitt 21 und einen zweiten vorderen Verbindungsabschnitt 22 schwenkbar mit dem vorderen Querträger 12 des vorderen Hilfsrahmens 10 verbunden sein, und der erste vordere Verbindungsabschnitt 21 und der zweite vordere Verbindungsabschnitt 22 können in der Breitenrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandet sein. Wie in 1 dargestellt, kann sich der erste vordere Verbindungsabschnitt 21 an der linken Seite des Fahrzeugs und der zweite vordere Verbindungsabschnitt 22 an der rechten Seite des Fahrzeugs befinden.
Bezugnehmend auf 1 kann der erste vordere Verbindungsabschnitt 21 einen ersten vorderen Schwenkarm 31, der von der Vorderkante des Elektromotors 70 in Richtung des vorderen Querträgers 12 des vorderen Hilfsrahmens 10 vorsteht, ein Paar erster vorderer Gelenkstützen 32, die von dem vorderen Querträger 12 des vorderen Hilfsrahmens 10 nach oben vorstehen, und einen ersten vorderen Schwenkzapfen 33, der sich durch den ersten vorderen Schwenkarm 31 und das Paar erster vorderer Gelenkstützen 32 erstreckt, umfassen. Der erste vordere Schwenkarm 31 kann zwischen dem Paar der ersten vorderen Gelenkstützen 32 angeordnet sein, und der erste vordere Schwenkzapfen 33 kann durch das Paar der ersten vorderen Gelenkstützen 32 und den ersten vorderen Schwenkarm 31 hindurchgehen. Der erste vordere Schwenkzapfen 33 kann sich in der Breitenrichtung des Fahrzeugs erstrecken, und der erste vordere Schwenkarm 31 und/oder die ersten vorderen Gelenkstützen 32 können um den ersten vorderen Schwenkzapfen 33 schwenken.
Bezugnehmend auf 1 kann der zweite vordere Verbindungsabschnitt 22 einen zweiten vorderen Schwenkarm 35, der vom vorderen Querträger 12 des vorderen Hilfsrahmens 10 in Richtung des Elektromotors 70 vorsteht, ein Paar zweiter vorderer Gelenkstützen 36, die von der Vorderkante des Elektromotors 70 nach unten vorstehen, und einen zweiten vorderen Schwenkzapfen 37, der sich durch den zweiten vorderen Schwenkarm 35 und das Paar zweiter vorderer Gelenkstützen 36 erstreckt, umfassen. Der zweite vordere Schwenkarm 35 kann zwischen dem Paar von zweiten vorderen Gelenkstützen 36 angeordnet sein, und der zweite vordere Schwenkzapfen 37 kann durch das Paar von zweiten vorderen Gelenkstützen 36 und den zweiten vorderen Schwenkarm 35 hindurchgehen. Der zweite vordere Schwenkzapfen 37 kann sich in Breitenrichtung des Fahrzeugs erstrecken, und der zweite vordere Schwenkarm 35 und/oder die zweiten vorderen Gelenkstützen 36 können um den zweiten vorderen Schwenkzapfen 37 schwenken.
Da der erste vordere Schwenkarm 31 aus der Vorderkante des Elektromotors 70 und der zweite vordere Schwenkarm 35 aus dem vorderen Querträger 12 des vorderen Hilfsrahmens 10 herausragt, kann die Vorderkante des Elektromotors 70 fest mit dem vorderen Querträger 12 des vorderen Hilfsrahmens 10 verbunden werden.
Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann die Vorderkante des Elektromotors 70, wie in 11 dargestellt, starr mit dem vorderen Querträger 12 des vorderen Hilfsrahmens 10 über einen ersten vorderen Verbindungsabschnitt 210 und einen zweiten vorderen Verbindungsabschnitt 220 verbunden sein. Der erste vordere Verbindungsabschnitt 210 kann einen ersten vorderen Befestigungsbügel 215 umfassen, der die Vorderkante des Elektromotors 70 und den vorderen Querträger 12 des vorderen Hilfsrahmens 10 starr verbindet. Ein Ende des ersten vorderen Befestigungsbügels 215 kann an der Vorderkante des Elektromotors 70 befestigt werden, und das andere Ende des ersten vorderen Befestigungsbügels 215 kann am vorderen Querträger 12 befestigt werden. Der zweite vordere Verbindungsabschnitt 220 kann einen zweiten vorderen Befestigungsbügel 225 umfassen, der die Vorderkante des Elektromotors 70 und den vorderen Querträger 12 des vorderen Hilfsrahmens 10 starr verbindet. Ein Ende des zweiten vorderen Befestigungsbügels 225 kann an der Vorderkante des Elektromotors 70 befestigt werden, und das andere Ende des zweiten vorderen Befestigungsbügels 225 kann am vorderen Querträger 12 befestigt werden. Der erste vordere Verbindungsabschnitt 210 und der zweite vordere Verbindungsabschnitt 220 können in der Breitenrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandet sein. Wie in 11 dargestellt, kann der erste vordere Verbindungsabschnitt 210 an der rechten Seite des Fahrzeugs und der zweite vordere Verbindungsabschnitt 220 an der linken Seite des Fahrzeugs liegen.
Nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform kann die Hinterkante des Elektromotors 70 über einen hinteren Verbindungsabschnitt 23 schwenkbar mit dem vorderen Hilfsrahmen 10 verbunden sein.
Bezugnehmend auf die 1 und 2 kann der hintere Verbindungsabschnitt 23 einen hinteren Schwenkarm 41, der von der Hinterkante des Elektromotors 70 zum Heck des Fahrzeugs hin vorsteht, ein Paar hintere Gelenkstützen 42, die vom hinteren Querträger 13 des vorderen Hilfsrahmens 10 nach oben vorstehen, und einen hinteren Schwenkzapfen 43 umfassen, der sich durch den hinteren Schwenkarm 41 und das Paar hinterer Gelenkstützen 42 erstreckt. Ein oberes Ende 42a jeder hinteren Gelenkstütze 42 kann in Richtung des Elektromotors 70 gebogen sein, und der hintere Schwenkarm 41 kann zwischen den beiden hinteren Gelenkstützen 42 angeordnet sein. Der hintere Schwenkzapfen 43 kann durch das Paar hinterer Gelenkstützen 42 und den hinteren Schwenkarm 41 hindurchgeführt werden. Der hintere Schwenkzapfen 43 kann sich in der Breitenrichtung des Fahrzeugs erstrecken, und der hintere Schwenkarm 41 und/oder die hinteren Gelenkstützen 42 können um den hinteren Schwenkzapfen 43 schwenken.
Wie in 4 dargestellt, können der erste vordere Verbindungsabschnitt 21 und der zweite vordere Verbindungsabschnitt 22 in Fahrzeuglängsrichtung hinter dem vorderen Befestigungsabschnitt 51 des vorderen Hilfsrahmens 10 angeordnet sein, und der hintere Verbindungsabschnitt 23 kann in Fahrzeuglängsrichtung vor dem hinteren Befestigungsabschnitt 53 des vorderen Hilfsrahmens 10 angeordnet sein.
Gemäß den 5 bis 10 kann der vordere Hilfsrahmen 10 mit dem Paar vorderer Längsträger 3 über ein Paar Tragarme 61 und ein Paar Halterungen 62 verbunden sein, und jeder Tragarm 61 kann über einen Schwenkzapfen 63 schwenkbar mit der entsprechenden Halterung 62 verbunden sein. Das Paar von Tragarmen 61 und das Paar von Halterungen 62 können bewirken, dass sich der vordere Hilfsrahmen 10 im Falle eines Frontalaufpralls/einer Kollision des Fahrzeugs nach oben dreht.
Jeder Tragarm 61 kann sich von dem entsprechenden Längselement 11 des vorderen Hilfsrahmens 10 in Richtung des entsprechenden vorderen Seitenträgers 3 erstrecken, und jede Halterung 62 kann von einer unteren Fläche des vorderen Seitenträgers 3 in Richtung des Tragarms 61 vorstehen. Ein oberes Ende 61a des Tragarms 61 kann in der Halterung 62 aufgenommen werden, und der Schwenkzapfen 63 kann sich durch das obere Ende 61a des Tragarms 61 und die Halterung 62 erstrecken. Bezugnehmend auf 9 kann die Halterung 62 eine Vorderwand 62a, die der Vorderseite des Fahrzeugs zugewandt ist, ein Paar Seitenwände 62b, die sich von beiden Rändern der Vorderwand 62a aus erstrecken, und eine hintere Öffnung 62c gegenüber der Vorderwand 62a umfassen. Der Schwenkzapfen 63 kann sich in der Breitenrichtung des Fahrzeugs erstrecken, und der Tragarm 61 und/oder die Halterung 62 können sich um den Schwenkzapfen 63 drehen. Insbesondere kann der Schwenkzapfen 63 durch das Paar von Seitenwänden 62b und das obere Ende 61a des Tragarms 61 hindurch greifen, die Vorderwand 62a und das Paar von Seitenwänden 62b können einen Raum definieren, der das obere Ende 61a des Tragarms 61 aufnimmt, und die hintere Öffnung 62c kann zum Heck des Fahrzeugs weisen. Während des Frontalaufpralls/der Kollision des Fahrzeugs, wenn eine Last auf den vorderen Hilfsrahmen 10 übertragen wird, kann sich der vordere Hilfsrahmen 10 in Richtung des Fahrzeughecks bewegen, und die Tragarme 61 können sich um die Schwenkzapfen 63 drehen. Insbesondere kann sich der Tragarm 61 durch die hintere Öffnung 62c des Stützbügels 62 nach oben drehen (siehe die durch Pfeil R in 7 angegebene Richtung). Wenn sich der vordere Hilfsrahmen 10 nach oben dreht, kann der vordere Hilfsrahmen 10 mit dem Armaturenbrett 2 kollidieren, und somit kann der vordere Hilfsrahmen 10 eine Kollision mit der Batterieanordnung 66 vermeiden.
Wie in den 4 bis 6 dargestellt, kann sich der Tragarm 61 vom mittleren Teil des Längselements 11 des vorderen Hilfsrahmens 10 erstrecken. Der Tragarm 61 und die Halterung 62 können zwischen dem mittleren Befestigungsabschnitt 52 und dem hinteren Befestigungsabschnitt 53 des vorderen Hilfsrahmens 10 in Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet sein. Das Paar von Tragarmen 61 und das Paar von Halterungen 62 können hinter dem vorderen Teil des vorderen Hilfsrahmens 10 angeordnet sein, und das Paar von Tragarmen 61 und das Paar von Halterungen 62 können vor dem hinteren Teil des vorderen Hilfsrahmens 10 angeordnet sein. Insbesondere können die Tragarme 61 und die Halterungen 62 zwischen dem ersten und zweiten vorderen Verbindungsabschnitt 21 und 22 und dem hinteren Verbindungsabschnitt 23 angeordnet sein. Bezugnehmend auf 4 kann der Tragarm 61 vom vorderen Befestigungsabschnitt 51 in Richtung des Fahrzeughecks um einen ersten Spalt t1 beabstandet sein, und der Tragarm 61 kann vom ersten und zweiten vorderen Verbindungsabschnitt 21 und 22 in Richtung des Fahrzeughecks um einen zweiten Spalt t2 beabstandet sein. Der Tragarm 61 kann von dem hinteren Befestigungsabschnitt 53 in Richtung der Fahrzeugfront durch einen dritten Spalt t3 beabstandet sein, und der Tragarm 61 kann von dem hinteren Verbindungsabschnitt 23 in Richtung der Fahrzeugfront durch einen vierten Spalt t4 beabstandet sein.
Jedes Längselement 11 kann eine Aussparung 65 aufweisen, die bewirkt, dass das Längselement 11 bei einem Frontalaufprall/einer Kollision des Fahrzeugs in eine V-Form verformt wird. Insbesondere kann die Aussparung 65 von der Oberseite des Längselements 11 zur Unterseite des Fahrzeugs hin vertieft sein, und die Aussparung 65 kann sich vor dem Tragarm 61 befinden. Wie in 10 dargestellt, kann die Aussparung 65 zwischen dem Tragarm 61 und der Halterung 15a zur Befestigung des vorderen Endes des unteren Lenkers 15 angeordnet sein. Wenn die Last während des Frontalaufpralls/der Kollision des Fahrzeugs auf das Längselement 11 übertragen wird, kann das Längselement 11 durch die Aussparung 65 in eine V-ähnliche Form verformt werden (siehe Abschnitt 11a, der in 5 durch eine zweipunktig-unterbrochene Strichlinie angezeigt wird).
Wenn die Festigkeit des Tragarms 61 ausreicht, kann der hintere Verbindungsabschnitt 23 zerstört werden, bevor der vordere Teil des vorderen Hilfsrahmens 10 im Falle eines Frontalaufpralls/einer Kollision des Fahrzeugs verformt wird, und somit kann der Elektromotor 70 vom vorderen Hilfsrahmen 10 getrennt werden. Ist jedoch die Festigkeit des Tragarms 61 unzureichend und der hintere Verbindungsabschnitt 23 wird auch nach der Verformung des vorderen Abschnitts des vorderen Hilfsrahmens 10 nicht zerstört, so kann der Elektromotor 70 möglicherweise nicht vom vorderen Hilfsrahmen 10 getrennt werden, und die Aufwärtsdrehung des vorderen Hilfsrahmens 10 kann nicht ausgelöst werden, und daher kann sich der vordere Hilfsrahmen 10 linear in Richtung des Fahrzeughecks bewegen und auf ein vorderes Ende der Batterieanordnung 66 treffen. Um den Elektromotor 70 vom vorderen Hilfsrahmen 10 zu trennen, bevor der vordere Teil des vorderen Hilfsrahmens 10 im Falle eines Frontalaufpralls/einer Kollision des Fahrzeugs verformt wird, kann es notwendig sein, den Bruch des hinteren Verbindungsabschnitts 23 zu verursachen. Wie in 3 dargestellt, kann jede hintere Gelenkstütze 42 eine Durchgangsbohrung 45 aufweisen, durch die der hintere Schwenkzapfen 43 hindurchgeführt wird, sowie einen Schlitz 46, der sich von der Durchgangsbohrung 45 in Richtung des Fahrzeughecks erstreckt. Die Breite des Schlitzes 46 kann geringer sein als der Durchmesser der Durchgangsbohrung 45. Wird die Aufpralllast bei einem Frontalaufprall/einer Kollision des Fahrzeugs auf den Elektromotor 70 übertragen, so kann sich der Elektromotor 70 in Richtung des Fahrzeughecks bewegen, und dementsprechend kann der hintere Schwenkzapfen 43 auf den Schlitz 46 treffen, und die hintere Gelenkstütze 42 kann entlang des Schlitzes 46 gebrochen werden. Das heißt, wenn der Frontalaufprall/Kollision des Fahrzeugs auftritt, kann die hintere Gelenkstütze 42 durch den Schlitz 46 gebrochen werden, und der hintere Verbindungsabschnitt 23 kann vollständig gebrochen werden. Aufgrund des Bruchs des hinteren Verbindungsabschnitts 23 kann die Hinterkante des Elektromotors 70 vollständig vom hinteren Querträger 13 des vorderen Hilfsrahmens 10 getrennt werden.
Nach den oben beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen können das Paar von Tragarmen 61 und das Paar von Halterungen 62 hinter dem vorderen Befestigungsabschnitt 51 des vorderen Hilfsrahmens 10 und/oder dem ersten und zweiten vorderen Verbindungsabschnitt 21 und 22 angeordnet sein. Dementsprechend können das Paar von Tragarmen 61 und das Paar von Halterungen 62 bei einem Frontalaufprall/einer Kollision des Fahrzeugs eine erste Verformung des vorderen Teils des vorderen Hilfsrahmens 10 bewirken und eine Verformung des hinteren Teils des vorderen Hilfsrahmens 10 oder eine Bewegung des vorderen Hilfsrahmens 10 zum Heck des Fahrzeugs hin verhindern.
Wenn die bei einem Frontalaufprall/einer Kollision des Fahrzeugs erzeugte Last entlang der Längselemente 11 und des Elektromotors 70 übertragen wird, können die Längselemente 11 durch die Aussparungen 65 derart in die V-Form gebogen (verformt) werden, dass die Aufprallenergie absorbiert werden kann, und der hintere Verbindungsabschnitt 23 kann derart gebrochen werden, dass die Hinterkante des Elektromotors 70 vom hinteren Querträger 13 des vorderen Hilfsrahmens 10 getrennt werden kann. Auf diese Weise kann der Elektromotor 70 mit dem Armaturenbrett 2 kollidieren, und die Aufprallenergie kann abgeleitet werden.
Wird die Last während des Frontalaufpralls/der Kollision des Fahrzeugs auf den vorderen Hilfsrahmen 10 übertragen, so kann sich der vordere Hilfsrahmen 10 in Richtung des Fahrzeughecks bewegen, und die Tragarme 61 können sich um die Schwenkzapfen 63 drehen. Insbesondere können sich die Tragarme 61 durch die hinteren Öffnungen 62c der Halterungen 62 nach oben drehen (siehe die durch Pfeil R in 7 angegebene Richtung). Dreht sich der vordere Hilfsrahmen 10 nach oben, so kann der vordere Hilfsrahmen 10 eine Kollision mit der Batterieanordnung 66 vermeiden.
Wie oben dargelegt, kann das Fahrzeugaufprallenergie-Absorptionssystem nach beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsformen es ermöglichen, den Elektromotor vom vorderen Hilfsrahmen zu trennen und den vorderen Hilfsrahmen im Falle eines Fahrzeugaufpralls/einer Kollision nach oben drehen zu lassen, wodurch verhindert wird, dass der vordere Hilfsrahmen mit der Batterieanordnung kollidiert, und die Verteilung und Absorption der Aufprallenergie maximiert wird.
Obwohl die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen und die beigefügten Zeichnungsfiguren beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt, sondern kann von Fachleuten, die auf dem Gebiet der vorliegenden Offenbarung bewandert sind, in verschiedener Weise modifiziert und abgeändert werden, ohne von der Erfindungsidee oder dem erfindungsgemäßen Schutzumfang abzuweichen, wie er in den sich anschließenden Ansprüchen beansprucht ist.

1: Mittelboden
2: Armaturenbrett
3: Vorderer Längsträger
5: Kotflügelschürzenelement
6: Halterung für den Stoßfängerträger
7: vorderer Stoßfängerträger
8: Crashbox
9: Halterung für den Hilfsrahmen
10: vorderer Hilfsrahmen
11: Längselement
12: vorderer Querträger
13: hinterer Querträger
14: vorderer Verlängerungsteil
21: erster vorderer Anschlussbereich
22: zweiter vorderer Anschlussbereich
23: hinterer Anschlussbereich
31: erster vorderer Schwenkarm
32: erste vordere Gelenkstütze
33: erster vorderer Schwenkzapfen
35: zweiter vorderer Schwenkarm
36: zweite vordere Gelenkstütze
37: zweiter vorderer Schwenkzapfen
41: hinterer Schwenkarm
42: hintere Gelenkstütze
43: hinterer Schwenkzapfen
51: vorderer Befestigungsabschnitt
52: mittlerer Befestigungsabschnitt
53: hinterer Befestigungsabschnitt
61: Tragarm
62: Halterung
63: Schwenkzapfen
66: Batterieanordnung
70: Elektromotor

Claims

System zur Absorption der Aufprallenergie eines Fahrzeugs, wobei das System Folgendes umfasst: ein Paar vorderer Längsträger; eine Batterieanordnung, die unter einem Mittelboden eines Fahrzeugs angeordnet ist; einen vorderen Hilfsrahmen, der unter dem Paar von vorderen Längsträgern angeordnet ist und sich vor der Batterieanordnung befindet, wobei der vordere Hilfsrahmen mit dem Paar von vorderen Längsträgern durch ein Paar von Tragarmen und ein Paar von Halterungen verbunden ist, wobei jeder Tragarm des Paars von Tragarmen an dem vorderen Hilfsrahmen vorgesehen ist und jede Halterung des Paars von Halterungen an dem jeweiligen vorderen Längsträger des Paars von vorderen Längsträgern vorgesehen ist; und einen Elektromotor, der an dem vorderen Hilfsrahmen angebracht ist.
System nach Anspruch 1, wobei jeder Tragarm des Paars von Tragarmen mit der jeweiligen Halterung des Paars von Halterungen jeweils über ein Paar von Schwenkzapfen schwenkbar verbunden ist.
System nach Anspruch 2, wobei: der vordere Hilfsrahmen ein Paar von Längselementen, einen vorderen Querträger, der die vorderen Abschnitte des Paars von Längselementen verbindet, und einen hinteren Querträger, der die hinteren Abschnitte des Paars von Längselementen verbindet, umfasst; jeder Tragarm des Paars von Tragarmen von dem jeweiligen Längselement des Paars von Längselementen vorsteht; jede Halterung des Paars von Halterungen von dem jeweiligen vorderen Längsträger des Paars von vorderen Längselementen zu dem jeweiligen Tragarm des Paars von Tragarmen hin vorsteht; und jeder Schwenkzapfen des Paares von Schwenkzapfen sich durch den jeweiligen Tragarm des Paares von Tragarmen bzw. die jeweilige Halterung des Paares von Halterungen erstreckt.
System nach Anspruch 3, wobei jedes Längselement des Paares von Längselementen eine Aussparung aufweist, die bewirkt, dass das Längselement bei einem Frontalaufprall oder einer Kollision des Fahrzeugs in eine V-Form verformt wird.
System nach Anspruch 4, wobei die Aussparung von der Oberseite des Längselements zum Boden des Fahrzeugs hin vertieft ist.
System nach Anspruch 4, wobei sich die Aussparung vor dem Tragarm befindet.
System nach Anspruch 2, wobei: jede der Halterungen eine Vorderwand, die einer Vorderseite des Fahrzeugs zugewandt ist, ein Paar von Seitenwänden, die sich von beiden Rändern der Vorderwand zu einem Heck des Fahrzeugs hin erstrecken, und eine hintere Öffnung gegenüber der Vorderwand aufweist; und jeder der Schwenkzapfen sich durch das Paar von Seitenwänden und den jeweiligen Tragarm erstreckt.
System nach Anspruch 1, wobei das Paar von Tragarmen und das Paar von Halterungen hinter einem vorderen Montageabschnitt des vorderen Hilfsrahmens angeordnet sind, wobei das Paar von Tragarmen und das Paar von Halterungen eingerichtet sind, zu verhindern, dass ein hinterer Abschnitt des vorderen Hilfsrahmens bei einem Frontalaufprall oder Kollisionsereignis des Fahrzeugs verformt wird.
System zur Absorption der Aufprallenergie eines Fahrzeugs, wobei das System Folgendes umfasst: ein Paar von vorderen Längsträgern; eine Batterieanordnung, die unter dem mittleren Boden eines Fahrzeugs angeordnet ist; einen vorderen Hilfsrahmen, der unter dem Paar von vorderen Längsträgern angeordnet ist und sich vor der Batterieanordnung befindet, wobei der vordere Hilfsrahmen mit dem Paar von vorderen Längsträgern durch ein Paar von Tragarmen und ein Paar von Halterungen verbunden ist, wobei jeder Tragarm des Paars von Tragarmen an dem vorderen Hilfsrahmen vorgesehen ist und jede Halterung des Paars von Halterungen an dem jeweiligen vorderen Längsträger des Paars von vorderen Längsträgern vorgesehen ist; und einen Elektromotor, der an dem vorderen Hilfsrahmen angebracht ist, wobei eine Vorderkante des Elektromotors mit einem vorderen Querträger des vorderen Hilfsrahmens durch einen vorderen Verbindungsabschnitt verbunden ist.
System nach Anspruch 9, wobei eine Hinterkante des Elektromotors über einen hinteren Verbindungsabschnitt schwenkbar mit einem hinteren Querträger des vorderen Hilfsrahmens verbunden ist.
System nach Anspruch 10, wobei das Paar Tragarme zwischen dem vorderen Verbindungsabschnitt und dem hinteren Verbindungsabschnitt in Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet ist.
System nach Anspruch 10, wobei der hintere Verbindungsabschnitt einen hinteren Schwenkarm, der von der hinteren Kante des Elektromotors in Richtung eines Hecks des Fahrzeugs vorsteht, ein Paar hintere Gelenkstützen, die von dem hinteren Querträger des vorderen Hilfsrahmens nach oben vorstehen, und einen hinteren Schwenkzapfen, der sich durch den hinteren Schwenkarm und das Paar hinterer Gelenkstützen erstreckt, umfasst.
System nach Anspruch 12, wobei der hintere Schwenkarm bei einem Frontalaufprall oder einer Kollision des Fahrzeugs von dem Paar hinterer Gelenkstützen getrennt wird.
System nach Anspruch 12, wobei: jeder hintere Gelenkstütze eine Durchgangsbohrung, durch das der hintere Schwenkzapfen greift, und einen Schlitz aufweist, der sich von der Durchgangsbohrung in Richtung des Fahrzeughecks erstreckt; und eine Breite des Schlitzes kleiner ist als der Durchmesser der Durchgangsbohrung.
Fahrzeug, umfassend: einen Mittelboden; eine Batterieanordnung, die unter dem Mittelboden angeordnet ist; ein Paar von vorderen Längsträgern; einen vorderen Hilfsrahmen, der unter dem Paar von vorderen Längsträgern angeordnet ist und sich vor der Batterieanordnung befindet, wobei der vordere Hilfsrahmen mit dem Paar von vorderen Längsträgern durch ein Paar von Tragarmen und ein Paar von Halterungen verbunden ist, wobei jeder Tragarm des Paars von Tragarmen an dem vorderen Hilfsrahmen vorgesehen ist und jede Halterung des Paars von Halterungen an dem jeweiligen vorderen Längsträger des Paars von vorderen Längsträgern vorgesehen ist; und einen Elektromotor, der an dem vorderen Hilfsrahmen angebracht ist, wobei eine Vorderkante des Elektromotors mit einem vorderen Querträger des vorderen Hilfsrahmens durch einen vorderen Verbindungsabschnitt verbunden ist und eine Hinterkante des Elektromotors mit einem hinteren Querträger des vorderen Hilfsrahmens durch einen hinteren Verbindungsabschnitt schwenkbar verbunden ist.
Fahrzeug nach Anspruch 15, bei dem jeder Tragarm des Paars von Tragarmen mit der jeweiligen Halterung des Paars von Halterungen jeweils über ein Paar von Schwenkzapfen schwenkbar verbunden ist.
Fahrzeug nach Anspruch 16, wobei: der vordere Hilfsrahmen ein Paar von Längselementen, einen vorderen Querträger, der vordere Abschnitte des Paares von Längselementen verbindet, und einen hinteren Querträger, der hintere Abschnitte des Paares von Längselementen verbindet, umfasst; jeder Tragarm des Paars von Tragarmen von dem jeweiligen Längselement des Paars von Längselementen vorsteht; jede Halterung des Paars von Halterungen von dem jeweiligen vorderen Längsträger des Paars von vorderen Längsträgern zu dem jeweiligen Tragarm des Paars von Tragarmen hin vorsteht; und jeder Schwenkzapfen des Paares von Schwenkzapfen sich durch den jeweiligen Tragarm des Paares von Tragarmen bzw. die jeweilige Halterung des Paares von Halterungen erstreckt.
Fahrzeug nach Anspruch 17, wobei jedes Längselement des Paares von Längselementen eine Aussparung aufweist, die bewirkt, dass das Längselement bei einem Frontalaufprall oder einer Kollision des Fahrzeugs in eine V-Form verformt wird.
Fahrzeug nach Anspruch 18, wobei die Aussparung von der Oberseite des Längselements zum Boden des Fahrzeugs hin vertieft ist.
Fahrzeug nach Anspruch 18, wobei sich die Aussparung vor dem Tragarm befindet.