DE102022125713A1

DE102022125713A1 - Elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102022125713A1
Application number: DE102022125713.4A
Authority: DE
Inventors: Marcus RAEPPLE; Joerg KUTZSCHBACH
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2022-10-05
Filing date: 2022-10-05
Publication date: 2024-04-11

Abstract

Ein elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug (2) mit einer Fahrzeugkarosserie (20) und einem zumindest bereichsweise unter der Fahrzeugkarosserie (20) angeordneten Batteriespeichergehäuse (3), das einen elektrischen Stromspeicher (39), vorzugsweise einen Hochvoltspeicher, aufnimmt, wobei zwischen einer Unterbodenwandung (22) der Fahrzeugkarosserie (20) und einer oberen Gehäusewand (31) des Batteriespeichergehäuses (3) ein Spaltraum (1) gebildet ist, zeichnet sich dadurch aus, dass in der Unterbodenwandung (22) der Fahrzeugkarosserie (20) zumindest eine Unterbodenöffnung (24) vorgesehen ist, dass an oder in der oberen Gehäusewand (31) des Batteriespeichergehäuses (3) zumindest eine elektrische Anschlusseinrichtung (35) des Stromspeichers (32) und/oder zumindest eine Batteriespeichergehäuseöffnung (36) vorgesehen ist, die der zumindest einen Unterbodenöffnung (24) gegenüber gelegen ist, und dass im Spaltraum (1) eine Dichtungsanordnung (1) vorgesehen ist, die an der oberen Gehäusewand (31) des Batteriespeichergehäuses (3) und an der Unterbodenwandung (22) abdichtend anliegt und die sowohl die zumindest eine elektrische Anschlusseinrichtung (35) und/oder die zumindest eine Batteriespeichergehäuseöffnung (36) als auch die zumindest eine Unterbodenöffnung (24) abdichtend umgibt.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen, die ein zumindest bereichsweise unter der Fahrzeugkarosserie angeordnetes Batteriespeichergehäuse, beispielsweise für einen Hochvoltspeicher, aufweisen, ist zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Batteriespeichergehäuse toleranzbedingt und zur Vermeidung eines großflächigen Kontakts des Batteriespeichergehäuses, nämlich der oberen Gehäusewand des Batteriespeichergehäuses, mit der Unterbodenwandung der Fahrzeugkarosserie ein von einem Montagespalt bestimmter Spaltraum ausgebildet. Dieser Spaltraum ist Umgebungseinflüssen ausgesetzt, da er außerhalb des umschlossenen Fahrzeuginnenraums und außerhalb des umschlossenen Inneren des Batteriespeichergehäuses liegt. Außerdem kann sich in diesem Spaltraum Kondenswasser auf der oberen Gehäusewand des Batteriespeichergehäuses sammeln.
Am Batteriespeichergehäuse vorgesehene Anschlusseinrichtungen für elektrische Versorgungs- und Steuerleitungen, die vom wasserdicht geschlossenen Batteriespeichergehäuse durch den Spaltraum in den Fahrzeuginnenraum führen, sowie in den Fahrzeuginnenraum führende antsprechende elektrische Leitungen müssen daher am jeweiligen Übertritt in den Spaltraum, also in der oberen Gehäusewand des Batteriespeichergehäuses und in der Unterbodenwandung der Fahrzeugkarosserie aufwändig abgedichtet werden. Außerdem muss das Batteriespeichergehäuse für Kontaktierungs-, Wartungs- und Reparaturarbeiten an den elektrischen Anschlüssen und gegebenenfalls auch für Wartungsarbeiten an elektronischen Komponenten im Inneren des Batteriespeichergehäuses zunächst von der Fahrzeugkarosserie abgenommen werden, um Zugang zu den elektrischen Anschlüssen zu erhalten und gegebenenfalls auch durch Entfernen der oberen Gehäusewand des Batteriespeichergehäuses einen Zugang zu den elektronischen Komponenten zu erhalten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug so zu verbessern, dass die Wartungskosten reduziert sind.
Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Ein elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie und einem zumindest bereichsweise unter der Fahrzeugkarosserie angeordneten Batteriespeichergehäuse, das einen elektrischen Stromspeicher, vorzugsweise einen Hochvoltspeicher, aufnimmt, wobei zwischen einer Unterbodenwandung der Fahrzeugkarosserie und einer oberen Gehäusewand des Batteriespeichergehäuses ein Spaltraum gebildet ist, zeichnet sich dadurch aus, dass in der Unterbodenwandung der Fahrzeugkarosserie zumindest eine Unterbodenöffnung vorgesehen ist, dass an oder in der oberen Gehäusewand des Batteriespeichergehäuses zumindest eine elektrische Anschlusseinrichtung des Stromspeichers und/oder zumindest eine Batteriespeichergehäuseöffnung vorgesehen ist, die der zumindest einen Unterbodenöffnung gegenüber gelegen ist, und dass im Spaltraum eine Dichtungsanordnung vorgesehen ist, die an der oberen Gehäusewand des Batteriespeichergehäuses und an der Unterbodenwandung abdichtend anliegt und die sowohl die zumindest eine elektrische Anschlusseinrichtung und/oder die zumindest eine Batteriespeichergehäuseöffnung als auch die zumindest eine Unterbodenöffnung, vorzugsweise im Bereich von deren Rändern, abdichtend umgibt.
Der von der Dichtungsanordnung umgebene Bereich des Spaltraums bildet einen Trockenraum, der vom restlichen, einen Nassraum bildenden Spaltraum abgeschottet ist. Es können daher elektrische Leitungen, beispielsweise Versorgungs- und Steuerleitungen, die zwischen der zumindest einen Anschlusseinrichtung beziehungsweise dem Batteriespeichergehäuse und dem Fahrzeuginnenraum verlaufen, durch diesen Trockenraum geführt werden, ohne dass es gesonderter Abdichtungen bedarf. Auch ist mit der Unterbodenöffnung und der Batteriespeichergehäuseöffnung durch diesen Trockenraum hindurch ein Zugang von der Fahrzeugkabine zum Inneren des Batteriespeichergehäuses geschaffen, der für Service- und Reparaturarbeiten genutzt werden kann. Diese einander gegenüber gelegenen Öffnungen können in einer horizontalen Ebene, einer vertikalen Ebene oder einer schrägen Ebene liegen oder sie können gewölbt oder abgestuft verlaufen.
Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 10.
Vorzugsweise weist die Dichtungsanordnung eine ringförmige Dichtungswandung aufweist, die als Ziehharmonikawand ausgebildet ist. Auf diese Weise bildet die Dichtungswandung einen Faltenbalg, der die Unterbodenöffnung und die Batteriespeichergehäuseöffnung umgibt.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung weist die Dichtungsanordnung eine ringförmige Dichtungswandung aufweist, die als Schlauchdichtung ausgebildet ist. Eine solche Schlauchdichtung ist - wie auch die Ziehharmonikadichtung - in der Lage, sowohl vertikalen als auch horizontalen Relativbewegungen des Batteriespeichergehäuses und der Fahrzeugkarosserie zu folgen, ohne dass dabei die Dichtungswirkung aufgehoben wird.
Diese Relativbewegungsanpassung der Dichtungsvorrichtung wird vorzugsweise dadurch verbessert, dass die Dichtungswandung, insbesondere das Material der Dichtungswandung, elastisch und/oder flexibel ist.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform der Erfindung, die mit anderen Ausführungsformen kombinierbar ist, bei der die Dichtungsanordnung sowohl mit der oberen Gehäusewand des Batteriespeichergehäuses als auch mit der Unterbodenwandung der Fahrzeugkarosserie verbunden ist. Dadurch wird verhindert, dass sich die Dichtungsvorrichtung bei extremen Relativbewegungen von der oberen Gehäusewand des Batteriespeichergehäuses und/oder von der Unterbodenwandung löst und dadurch eine Undichtigkeit entsteht.
Dabei ist es besonders von Vorteil, wenn die Dichtungsanordnung einen unteren Montageflansch aufweist, der mit der oberen Gehäusewand des Batteriespeichergehäuses mechanisch verbunden, vorzugsweise verschraubt, ist, wenn die Dichtungsanordnung einen oberen Montageflansch aufweist, der mit der Unterbodenwandung der Fahrzeugkarosserie mechanisch verbunden, vorzugsweise verschraubt, ist, und wenn sich die Dichtungswandung zwischen den beiden Montageflanschen erstreckt und vorzugsweise integral mit diesen ausgebildet ist.
Schließlich ist es bei allen Ausführungsformen auch vorteilhaft, wenn die Unterbodenöffnung in der Unterbodenwandung der Fahrzeugkarosserie mittels eines Unterbodendeckels verschließbar ist. Dadurch wird eine Abschottung des Trockenraums im Spaltraum zum Fahrzeuginnenraum geschaffen.
Ebenfalls ist es bei allen Ausführungsformen vorteilhaft, wenn die Batteriespeichergehäuseöffnung in der oberen Gehäusewand des Batteriespeichergehäuses mittels eines Batteriespeichergehäusedeckels verschließbar ist. Dadurch wird eine zusätzliche Abschottung des Inneren des Batteriespeichergehäuses zum Trockenraum geschaffen.
Bevorzugterweise wird die Erfindung derart realisiert, dass die Batteriespeichergehäuseöffnung in einem Bereich des Batteriespeichergehäuses vorgesehen ist, in dem im Batteriespeichergehäuse elektrische Anschlüsse des Stromspeichers und/oder elektronische Komponenten vorgesehen sind. Durch diese einfache Zugänglichkeit des Inneren des Batteriespeichergehäuses wird die Wartung der im Batteriespeichergehäuse enthaltenen Komponenten und elektrischen Anschlüsse deutlich vereinfacht.
Auch besonders vorteilhaft ist die Erfindung realisierbar, wenn das Batteriespeichergehäuse eine oberhalb des elektrischen Stromspeichers angeordnete Elektronikbox aufweist und wenn die in der oberen Gehäusewand des Batteriespeichergehäuses vorgesehene Batteriespeichergehäuseöffnung in einem Gehäusewandabschnitt der Elektronikbox ausgebildet ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit zusätzlichen Ausgestaltungsdetails und weiteren Vorteilen sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben und erläutert.
Es zeigt:

1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs;
2 eine perspektivische Draufsicht auf einen Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs und
3 eine perspektivische Draufsicht auf einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.

1 zeigt ein elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug 2 mit einer Fahrzeugkarosserie 20, die einen Fahrzeuginnenraum 21 bestimmt, und einem zumindest bereichsweise unter der Fahrzeugkarosserie 20 angeordneten Batteriespeichergehäuse 3, das von einem Kollisionsschutzrahmen 30 umgeben ist. Im Inneren des hermetisch wasserdicht geschlossenen Batteriespeichergehäuses 3 sind zumindest ein Stromspeicher 39 und diesem zugeordnete elektronische Komponenten 38, beispielsweise ein Steuergerät, vorgesehen. Zwischen einer Unterbodenwandung 22 der Fahrzeugkarosserie 20 und einer davon beabstandeten oberen Gehäusewand 31 des Batteriespeichergehäuses 3 ist ein Spaltraum 1 gebildet. Im Spaltraum 1 ist eine Dichtungsanordnung 10 mit einer ringförmig geschlossenen Dichtungswandung 11 in Form einer ziehharmonikaartigen Faltenbalgdichtung 12 mit einer Ziehharmonikawand 13 vorgesehen.
Die Dichtungsanordnung 10 weist einen oberen ringförmig geschlossenen Montageflansch 14 und einen unteren ringförmig geschlossenen Montageflansch 16 auf, zwischen denen sich die Dichtungswandung 11 erstreckt. Der jeweilige Montageflansch 14, 16 ist mit Befestigungsmitteln 15, 17 versehen, die im gezeigten Beispiel durch entlang des jeweiligen Umfangs angeordnete Gewindebolzen gebildet sind. Der obere Montageflansch 14 ist mittels seiner Gewindebolzen 15 mit der Unterbodenwandung 22 der Fahrzeugkarosserie 20 abdichtend verschraubt und der untere Montageflansch 16 ist mittels seiner Gewindebolzen 17 mit der oberen Gehäusewand 31 des Batteriespeichergehäuses 3 verschraubt. Der obere Montageflansch 14 umgibt dabei, wie es in 2 und 3 zu erkennen ist, eine in der Unterbodenwandung 22 der Fahrzeugkarosserie 20 vorgesehene Unterbodenöffnung 24.
Wie es in 2 zu sehen ist, ist die Unterbodenöffnung 24 mit einem Unterbodendeckel 26 verschließbar. Der Unterbodendeckel 26 kann als schwenkbare Klappe ausgebildet sein oder er kann am Rand der Unterbodenöffnung 24 fixierbar, beispielsweise mit dem Rand verschraubbar, sein.
Der untere Montageflansch 16 umgibt in einer ersten Ausführungsform gemäß 2 eine auf der oberen Gehäusewand 31 des Batteriespeichergehäuses 3 vorgesehene elektrische Anschlusseinrichtung 32, die abdichtend mit dem Stromspeicher 39 und/oder den diesem zugeordneten elektronischen Komponenten 38 über elektrische Versorgungsleitungen 33 und/oder Steuerleitungen 34 elektrisch leitend verbunden ist. Die elektrische Anschlusseinrichtung 32 ist mit einer in den Fahrzeuginnenraum 21 führenden elektrischen Verbindungsleitung 35 elektrisch leitend koppelbar und in der Darstellung der 2 gekoppelt. Der Unterbodendeckel 26 weist eine Kabeldurchführungsöffnung auf, durch die elektrische Verbindungsleitung 35 in den Fahrzeuginnenraum geführt ist. Die elektrischen Verbindungsleitung 35 kann elektrische Versorgungsleitungen 33' und/oder Steuerleitungen 34' umfassen.
In einer in 3 dargestellten zweiten Ausführungsform umgibt der untere Montageflansch 16 eine in der oberen Gehäusewand 31 des Batteriespeichergehäuses 3 vorgesehene Batteriespeichergehäuseöffnung 36. Auf diese Weise wird ein innerer Bereich des Spaltraums 1 vom verbleibenden äußeren Teil des Spaltraums 1 abdichtend abgetrennt und bildet so einen Trockenraum 18, der eine von der Umgebung des Fahrzeugs abgeschottete Verbindung zwischen der Unterbodenöffnung 24 und der Batteriespeichergehäuseöffnung 36 herstellt.
Wie es in 3 zu erkennen ist, ist die Batteriespeichergehäuseöffnung 36 mit einem Batteriespeichergehäusedeckel 37 verschließbar. Der jeweilige Deckel 26, 37 kann als schwenkbare Klappe ausgebildet sein oder er kann am jeweiligen Rand der zugeordneten Öffnung 24, 36 fixierbar, beispielsweise mit dem Rand verschraubbar, sein. Der jeweilige Deckel 26, 37 kann auch Kabeldurchführungsöffnungen aufweisen, durch die elektrische Versorgungsleitungen und/oder Steuerleitungen vom Inneren des Batteriespeichergehäuses 36 in den Fahrzeuginnenraum geführt sind.
Die Erfindung ist nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt, das lediglich der allgemeinen Erläuterung des Kerngedankens der Erfindung dient. Im Rahmen des Schutzumfangs kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vielmehr auch andere als die oben beschriebenen Ausgestaltungsformen annehmen. Die Vorrichtung kann hierbei insbesondere Merkmale aufweisen, die eine Kombination aus den jeweiligen Einzelmerkmalen der Ansprüche darstellen.
Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.
Bezugszeichenliste

1: Spaltraum
2: Kraftfahrzeug
3: Batteriespeichergehäuse
10: Dichtungsanordnung
11: Dichtungswandung
12: Faltenbalgdichtung
13: Ziehharmonikawand
14: oberer ringförmig geschlossener Montageflansch
15: Befestigungsmittel / Gewindebolzen
16: unterer ringförmig geschlossener Montageflansch
17: Befestigungsmittel / Gewindebolzen
18: Trockenraum
20: Fahrzeugkarosserie
21: Fahrzeuginnenraum
22: Unterbodenwandung
24: Unterbodenöffnung
26: Unterbodendeckel
30: Kollisionsschutzrahmen
31: obere Gehäusewand
32: elektrische Anschlusseinrichtung
33: elektrische Versorgungsleitung
33': elektrische Versorgungsleitung
34: Steuerleitung
34': Steuerleitung
35: elektrischen Verbindungsleitung
36: Batteriespeichergehäuseöffnung
37: Batteriespeichergehäusedeckel
38: elektronische Komponente
39: Stromspeicher

Claims

Elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug (2) mit einer Fahrzeugkarosserie (20) und einem zumindest bereichsweise unter der Fahrzeugkarosserie (20) angeordneten Batteriespeichergehäuse (3), das einen elektrischen Stromspeicher (39), vorzugsweise einen Hochvoltspeicher, aufnimmt, wobei zwischen einer Unterbodenwandung (22) der Fahrzeugkarosserie (20) und einer oberen Gehäusewand (31) des Batteriespeichergehäuses (3) ein Spaltraum (1) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Unterbodenwandung (22) der Fahrzeugkarosserie (20) zumindest eine Unterbodenöffnung (24) vorgesehen ist, dass an oder in der oberen Gehäusewand (31) des Batteriespeichergehäuses (3) zumindest eine elektrische Anschlusseinrichtung (35) des Stromspeichers (39) und/oder zumindest eine Batteriespeichergehäuseöffnung (36) vorgesehen ist, die der zumindest einen Unterbodenöffnung (24) gegenüber gelegen ist, und dass im Spaltraum (1) eine Dichtungsanordnung (10) vorgesehen ist, die an der oberen Gehäusewand (31) des Batteriespeichergehäuses (3) und an der Unterbodenwandung (22) abdichtend anliegt und die sowohl die zumindest eine elektrische Anschlusseinrichtung (35) und/oder die zumindest eine Batteriespeichergehäuseöffnung (36) als auch die zumindest eine Unterbodenöffnung (24) abdichtend umgibt.
Elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnung (10) eine ringförmige Dichtungswandung (11) aufweist, die als Ziehharmonikawand (13) ausgebildet ist.
Elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnung (10) eine ringförmige Dichtungswandung (11) aufweist, die als Schlauchdichtung ausgebildet ist.
Elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungswandung (11) elastisch und/oder flexibel ist.
Elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnung (10) sowohl mit der oberen Gehäusewand (31) des Batteriespeichergehäuses (3) als auch mit der Unterbodenwandung (22) der Fahrzeugkarosserie (20) verbunden ist.
Elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnung (10) einen unteren Montageflansch (16) aufweist, der mit der oberen Gehäusewand (31) des Batteriespeichergehäuses (3) mechanisch verbunden, vorzugsweise verschraubt, ist, dass die Dichtungsanordnung (10) einen oberen Montageflansch (14) aufweist, der mit der Unterbodenwandung (22) der Fahrzeugkarosserie (20) mechanisch verbunden, vorzugsweise verschraubt, ist, und dass sich die Dichtungswandung (11) zwischen den beiden Montageflanschen (14, 16) erstreckt und vorzugsweise integral mit diesen ausgebildet ist.
Elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbodenöffnung (24) in der Unterbodenwandung (22) der Fahrzeugkarosserie (20) mittels eines Unterbodendeckels (26) verschließbar ist.
Elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriespeichergehäuseöffnung (36) in der oberen Gehäusewand (31) des Batteriespeichergehäuses (3) mittels eines Batteriespeichergehäusedeckels (37) verschließbar ist.
Elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriespeichergehäuseöffnung (36) in einem Bereich des Batteriespeichergehäuses (3) vorgesehen ist, in dem im Batteriespeichergehäuse (3) elektronische Komponenten (38) vorgesehen sind.
Elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriespeichergehäuse (3) eine oberhalb des elektrischen Stromspeichers (39) angeordnete Elektronikbox aufweist und dass die in der oberen Gehäusewand (31) des Batteriespeichergehäuses (3) vorgesehene Batteriespeichergehäuseöffnung (36) in einem Gehäusewandabschnitt der Elektronikbox ausgebildet ist.