WO2012025166A1 - Crashenergieabsorbierende anordnung für ein kraftfahrzeug mit hybridantrieb oder elektromaschine - Google Patents

Crashenergieabsorbierende anordnung für ein kraftfahrzeug mit hybridantrieb oder elektromaschine Download PDF

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WO2012025166A1
WO2012025166A1 PCT/EP2011/002346 EP2011002346W WO2012025166A1 WO 2012025166 A1 WO2012025166 A1 WO 2012025166A1 EP 2011002346 W EP2011002346 W EP 2011002346W WO 2012025166 A1 WO2012025166 A1 WO 2012025166A1
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deformation element
traction battery
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vehicle
cross member
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PCT/EP2011/002346
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Norbert Enning
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Audi Ag
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    • B60Y2306/01—Reducing damages in case of crash, e.g. by improving battery protection

Definitions

  • the invention relates to a crash energieabsorb Schlierende arrangement, in particular for a body stem, for a motor vehicle with hybrid drive or electric drive according to the preamble of claim 1.
  • a generic body stem for motor vehicles shows, for example, FR 2 684 624 A1, in the stem of an electric driven motor vehicle, the relatively bulky traction battery is arranged in the form of a plurality of aligned in the vehicle longitudinal direction of the battery cells between the side walls and in front of a vehicle interior delimiting splashboard.
  • a large-volume deformation element is arranged in front of the traction battery and behind the front apron that extends within two longitudinal members of the body structure. The deformation element acts in an accidental deformation as an air cushion with pressure relief valve and thus reduces deformation energy.
  • the object of the invention is to develop the crash energieabsorb Schlierende arrangement of the generic type such that, including the deformation element, a targeted introduction of force in the structure of Motor vehicle allows and a favorable arrangement of adjacent Vorbaumaschine and internals can be achieved.
  • a crash energieabsorb Schlierende arrangement for a motor vehicle with hybrid drive or electric drive which has at least one arranged in a free space of at least one traction battery and a body shell outer deformation element.
  • the deformation element absorbs impact energy in the event of an impact and is supported over a large area on the traction battery.
  • the deformation element in the vehicle vertical axis direction as a Z-direction of a two longitudinal beams of the vehicle body, in particular a stem, connecting bumper cross member to an above lying cross member, in particular a windscreen cross member, and in the vehicle longitudinal direction extends rearwardly to at least a subsequent traction battery.
  • the deformation element is thus not located as in the prior art between the two relatively rigid side rails, but is integrated at least over the two said cross member in the body-side support structure over the In a frontal crash of the motor vehicle effectively impact energy is absorbed.
  • the deformation element is supported in the assembly or ground state on the cross members and / or on the at least one traction battery or rests there in a planar contact connection.
  • a preferred width extension or width dimensioning of the traction battery provides that, viewed in the vehicle transverse direction, it preferably extends between two body-side spring strut mountings. As a result, the two-dimensional distribution of the impact forces is also supported in the vehicle transverse direction.
  • the deformation element advantageously extends in the vehicle transverse direction between the opposite longitudinal members, preferably in the direction of travel before the respective strut mount.
  • the deformation element can be made of a foam material, for example a metal or plastic foam, and / or by a component having a honeycomb structure, in particular by a thin-walled, honeycomb-shaped component. be formed shaped metal sheets formed component, be formed filling the space between the cross members and the traction battery positioned behind it.
  • the deformation element may be formed by at least one in the event of a crash, preferably pyrotechnic triggerable, airbag, which is arranged in the adjoining the cross member and the traction battery clearance and designed so that it fills this space after its ignition and deployment accordingly.
  • a shield-like or plate-shaped component for example, a metal shield, be arranged with repellent function , which counteracts penetration of, for example, pointed collision objects or shields the deformation element accordingly.
  • the shield is preferably fixedly connected to the two cross beams and optionally with lateral, vertical supports or adjacent side walls.
  • a plate-shaped deformation element may be provided which comes in a crash-related displacement of the traction battery back to the action and also degrades deformation energy.
  • the preferred plate-shaped deformation element can also be in a dual function at the same time to the body side panels then as Be carried out sandwich panel with carrier function and thus the bulkhead with stiffen.
  • the bumper coating forming a bumper extends from the bumper cross member, substantially upwards to a pane region, in particular to a windshield region, of the vehicle and a vehicle flap, such as a bonnet cover. or a bonnet, replaced. Alternatively or additionally, it may be provided that the bumper cover at least partially replaced the side fenders.
  • a bumper coating is preferably formed by a provided with a deformation layer or relined body shell.
  • This provides a structure in which a deformation element optimally designed for a pedestrian impact is provided under the entire bodywork outer skin, in which case in particular the combination with the previously described deformation element arranged in the free space between the bodywork outer skin and the traction battery is advantageous, This results in the total amount of deformation elements an excellent energy absorption in the event of a crash.
  • the one-piece or multi-part bumper cover which preferably forms a front end cover, can thus also replace the fenders and / or a front or bonnet according to this embodiment variant.
  • This creates a manufacturing technology favorable, so-called soft nose, which offers improved protection against injury, especially in collisions with pedestrians.
  • the bumper cross member below the bumper cross member another, lower-lying and with the Longitudinal members and / or the cross member firmly connected cross member may be provided which carries at least one functional module, in particular at least one air-water heat exchanger (radiator) and / or an electrically driven fan of the cooling system of the motor vehicle.
  • at least one functional module in particular at least one air-water heat exchanger (radiator) and / or an electrically driven fan of the cooling system of the motor vehicle.
  • the cooler and / or the fan can be arranged in a shaft of a lower apron attached to the bumper cross member, wherein it is preferably provided that the shaft substantially a horizontal portion and an angle away from this, for example in the direction of travel Having below rear portion extending and / or wherein it is preferably provided that the radiator is oriented substantially perpendicular to the horizontal air flow and the fan is seated in the obliquely downwardly directed shaft part.
  • the frontal inflowing cooling air is discharged to the rear and under the floor of the motor vehicle in a favorable flow dynamic manner.
  • the deformation element is not designed as an airbag, can be embedded or integrated into this structurally favorable functional parts, such as headlights, sensors, a horn or other front-side components of the motor vehicle.
  • the deformation element form an assembly unit with these components.
  • the traction battery receiving body space in the vehicle vertical axis direction can be designed so open down in a particularly convenient assembly way that the traction battery after loosening fasteners in just this direction downwards expandable or in production can be installed upwards.
  • the one axis for example a front axle of the motor vehicle, driving, at least one electric machine in vehicle vertical axis direction can be positioned below the traction battery. So that in heavier vehicle collisions with high impact energy, the traction battery can be advantageously integrated into the energy reduction, it is further proposed that it is installed in the vehicle so that their greater compliance is aligned with a crash application in the vehicle longitudinal direction.
  • the supporting structure has two laterally extending side members 12 (it is only a longitudinal member 12 indicated), which connected via a central bumper cross member 14 and interposed deformation elements 16 in a known manner are.
  • the outer skin of the stem 10 is formed by a bumper 18, a front apron 20, a front hood 22 extending to the rear and not hinged or swiveling, and side fenders (not shown) extending inwardly toward wheel arches of the stem 10 connect delimiting side walls.
  • the components bumper 18, front skirt 20 and bonnet 22 are provided in sandwich construction with a soft under the outer skin, soft deformation layer (denoted by 26), the is designed in particular as pedestrian protection.
  • the deformation layer 26 is made of a plastic foam (for example PP) of defined thickness.
  • the side fenders can be included in this preferably one-piece, but possibly also multi-part construction.
  • windscreen cross member 28 is provided, which is connected to the said side walls (not shown).
  • a flat plate 30, for example, a metal plate 30 is attached, that is arranged between the two side walls and immediately behind the front apron 20 and the deformation layer 26.
  • a traction battery for example, a high-voltage battery
  • the deformation element 32 engages or engages behind the cross members 14, 28 and abuts against these, and preferably also on the traction battery 34, in a planar contact connection.
  • the traction battery 34 connects with its rear wall 34 b to a sandwich plate 36, which acts in a dual function as a deformation element and as a cross member and directly to the vehicle interior adjoins the front bounding splashboard 38.
  • the sandwich plate 36 preferably has a thin-walled, metallic frame which is filled with a plastic foam and which is connected laterally to the said side walls of the stem 10.
  • the space receiving the traction battery 34 is open at the bottom, so that the traction battery can be easily removed or installed.
  • the traction battery 34 is disposed in the stem 10 with respect to its internal rigidity so that it is more compliant in the longitudinal direction (impact direction in a frontal crash) than in the transverse direction thereto. This can be effected, for example, by virtue of the fact that the battery cells 34c located within the traction battery 34 (partially illustrated in a plan view) are aligned in their longitudinal extent not in the vehicle longitudinal direction, but transversely thereto. Below the traction battery 34, the front axle (not shown) of the motor vehicle driving electric machine 40 is arranged below the traction battery 34.
  • a lower cross member 44 is attached via downwardly projecting, attached to the longitudinal beams 12 supports 42, the u.a. an air-water heat exchanger or radiator 46 and an electrically driven fan 48 carries.
  • the radiator 46 and the fan 48 are disposed in a well 50 of a front apron 52 open to the front adjacent to the bumper 18 on the cross member 14 and on other body parts (not shown) is attached.
  • the shaft 50 formed in the lower skirt 52 has a horizontal portion 50a and an obliquely downwardly extending portion 50b, in which the radiator 46 and the fan 48 are each disposed perpendicular to the inflowing cooling air.
  • the horizontally inflowing air is directed obliquely downwards behind the not shown, further underbody of the motor vehicle.
  • the three transverse members 14, 28, 44 described form a front support composite which, in cooperation with the metal shield 30 and the deformation element 32, ensures a targeted force introduction and absorption of impact energy in a frontal crash or offset crash.
  • the deformation element 32 may be formed from a plastic foam (for example PP) or from a sandwich construction combined with deformable metal honeycombs or, if appropriate, by one or more airbags.
  • a plastic foam for example PP
  • a sandwich construction combined with deformable metal honeycombs or, if appropriate, by one or more airbags.
  • the deformation element 32 provided on the stem 10 of the motor vehicle components such as headlights 54 (only indicated), sensors, a horn, etc. may be integrated.
  • the drive of the motor vehicle can be designed purely electrically or as a hybrid drive with a second drive source, for example a rear-mounted internal combustion engine.
  • the invention has been described and explained in detail in connection with a vehicle stem. In principle, however, such a structure could also be used on the rear side.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine crashenergieabsorbierende Anordnung für ein Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb oder Elektroantrieb, mit wenigstens einem in einem Freiraum zwischen wenigstens einer Traktionsbatterie und einer Karosserie-Außenhaut angeordneten Deformationselement. Erfindungsgemäß nimmt das Deformationselement (32) bei einem Aufprall Aufprallenergie auf und setzt sich großflächig an der Traktionsbatterie (34) ab.

Description

Beschreibung
Crashenergieabsorbierende Anordnung für ein Kraftfahrzeug mit Hvbridantrieb oder Elektromaschine
Die Erfindung betrifft eine crashenergieabsorbierende Anordnung, insbesondere für einen Karosserie-Vorbau, für ein Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb oder Elektroantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Einen gattungsgemäßen Karosserie-Vorbau für Kraftfahrzeuge zeigt beispielsweise die FR 2 684 624 A1 , bei der im Vorbau eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeuges die relativ voluminöse Traktionsbatterie in Form von mehreren, in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichteten Batteriezellen zwischen den Seitenwänden und vor einer den Fahrzeuginnenraum abgrenzenden Spritzwand angeordnet ist. Zur Vermeidung von Schäden an der Traktionsbatterie im Falle eines Frontalcrashs des Kraftfahrzeuges ist vor der Traktionsbatterie und hinter der Frontschürze ein großvolumiges Deformationselement angeordnet, dass sich innerhalb zweier Längsträger des Karosserie-Aufbaus erstreckt. Das Deformationselement wirkt bei einer unfallbedingten Verformung wie ein Luftkissen mit Überdruckventil und baut somit Verformungsenergie ab.
Aufgabe der Erfindung ist es, die crashenergieabsorbierende Anordnung der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass unter Einbeziehung des Deformationselementes eine gezielte Krafteinleitung in den Aufbau des Kraftfahrzeuges ermöglicht und eine günstige Anordnung angrenzender Vorbauteile und Einbauten erzielbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte und besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt.
Gemäß Anspruch 1 wird eine crashenergieabsorbierende Anordnung für ein Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb oder Elektroantrieb vorgeschlagen, das wenigstens ein in einem Freiraum wenigstens einer Traktionsbatterie und einer Karosserie-Außenhaut angeordneten Deformationselement aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Deformationselement bei einem Aufprall Aufprallenergie aufnimmt und sich großflächig an der Traktionsbatterie abstützt. Durch eine derartige mittelbare oder unmittelbare großflächige Abstützung des Deformationselementes an der wenigstens einen Traktionsbatterie wird eine besonders vorteilhafte Energieabsorption durch das Deformationselement bei gleichzeitiger gleichmäßiger Kräfteverteilung auf den Fahrzeug-Aufbau und/oder die mit diesem verbundenen Bauteile möglich. Dadurch lassen sich gegebenenfalls bei einem Crashfall auftretende Kraftspitzen vorteilhaft in crashoptimierter Weise aufteilen bzw. abstützen.
Besonders bevorzugt ist ein Aufbau, bei dem sich das Deformationselement in Fahrzeughochachsenrichtung als Z-Richtung von einem zwei Längsträger des Fahrzeug-Aufbaus, insbesondere eines Vorbaus, verbindenden Stoßfänger- Querträger zu einem oberhalb dazu liegenden Querträger, insbesondere einen Windfang-Querträger, und in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten bis zu zumindest einer anschließenden Traktionsbatterie erstreckt. Das Deformationselement sitzt damit nicht wie beim Stand der Technik zwischen den zwei relativ starren Längsträgern, sondern ist zumindest über die beiden besagten Querträger in den aufbauseitigen Tragverbund integriert, über den bei einem Frontalcrash des Kraftfahrzeuges wirksam Aufprallenergie absorbiert wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass sich das Deformationselement im Montage- bzw. Grundzustand an den Querträgern und/oder an der wenigstens einen Traktionsbatterie abstützt bzw. dort in einer flächigen Anlageverbindung anliegt. Dadurch ist auf einfache und funktionssichere Weise ein optimierter Abbau der Crashenergie sichergestellt, da die Kräfte unmittelbar nach dem Anprall in das Deformationselement und über das Deformationselement auf die Traktionsbatterie übertragen werden können. Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang auch ein Aufbau, bei dem das Deformationselement wenigstens einen der Querträger wenigstens bereichsweise oder wenigstens abschnittsweise um- und/oder hintergreift. Damit ist eine funktionssichere Positionierung bzw. Halterung des Deformationselementes im Bereich der Querträger möglich. Insbesondere kann dadurch gegebenenfalls auch der Bauteilaufwand sowie der Montageaufwand reduziert werden.
Eine bevorzugte Breitenerstreckung bzw. Breitenauslegung der Traktions- batterie sieht vor, dass sich diese in Fahrzeugquerrichtung gesehen vorzugsweise zwischen zwei aufbauseitigen Federbeinaufnahmen erstreckt. Dadurch wird die flächige Verteilung der Aufprall kräfte auch in Fahrzeugquerrichtung unterstützt. Das Deformationselement erstreckt sich vorteilhaft in Fahrzeugquerrichtung zwischen den gegenüberliegenden Längsträgern, und zwar vorzugsweise in Fahrtrichtung gesehen vor der jeweiligen Federbeinaufnahme.
Das Deformationselement kann aus einem Schaummaterial, zum Beispiel einem Metall- oder Kunststoffschaum, und/oder durch ein eine Wabenstruktur aufweisendes Bauteil, insbesondere durch ein aus dünnwandigen, waben- förmig gestalteten Metallblechen ausgebildetes Bauteil, gebildet sein, die den Freiraum zwischen den Querträgern und der dahinter positionierten Traktionsbatterie ausfüllen. Alternativ dazu kann das Deformationselement durch zumindest einen im Crashfall bevorzugt pyrotechnisch auslösbaren, Airbag gebildet sein, der in dem an die Querträger und die Traktionsbatterie anschließenden Freiraum angeordnet und so gestaltet ist, dass er diesen Freiraum nach dessen Zündung und Entfaltung entsprechend ausfüllt.
In besonders vorteilhafter Weise kann im Bereich vor dem Deformationselement, auf der der Traktionsbatterie abgewandten Vorderseite des Deformationselementes, insbesondere zwischen den beiden Querträgern und/oder im Wesentlichen über die Breite des Deformationselementes ein schildartiges oder plattenförmiges Bauteil, zum Beispiel ein Metallschild, mit Abweisfunktion angeordnet sein, das einem Eindringen von zum Beispiel spitzen Kollisionsgegenständen entgegenwirkt bzw. das Deformationselement entsprechend abschirmt. Das Schild ist bevorzugt mit den beiden Querträgern und gegebenenfalls mit seitlichen, vertikalen Stützen oder angrenzenden Seitenwänden fest verbunden.
Des Weiteren kann in vorteilhafter Weise zwischen einer Rückwand der Traktionsbatterie und einer angrenzenden Wand, insbesondere einer Spritzwand des Fahrzeugaufbaus ein weiteres, vorzugsweise plattenförmiges Deformationselement vorgesehen sein, das bei einer crashbedingten Verlagerung der Traktionsbatterie nach hinten zur Wirkung kommt und ebenfalls Verformungsenergie abbaut.
Das bevorzugt plattenförmige Deformationselement kann ferner in einer Doppelfunktion zugleich an die Karosserie-Seitenteile anschließend als Sandwichplatte mit Trägerfunktion ausgeführt sein und somit die Spritzwand mit aussteifen.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass sich der einen Stoßfänger ausbildende Stoßfänger-Überzug vom Stoßfänger-Querträger ausgehend, im Wesentlichen nach oben bis zu einem Scheibenbereich, insbesondere zu einem Windschutzscheibenbereich, des Fahrzeugs erstreckt und eine Fahrzeugklappe, wie beispielsweise eine Fronthaube- oder eine Motorhaube, ersetzt. Alternativ oder zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, dass der Stoßfänger-Überzug die seitlichen Kotflügel wenigstens bereichsweise ersetzt. Ein derartiger Stoßfänger-Überzug ist bevorzugt durch eine mit einer Deformationsschicht versehene bzw. unterfütterte Karosserie-Außenhaut gebildet. Dadurch wird ein Aufbau zur Verfügung gestellt, bei dem unter der gesamten Karosserie-Außenhaut ein optimal auf einen Fußgängeraufprall ausgelegtes Deformationselement vorgesehen ist, wobei insbesondere auch die Kombination mit dem zuvor geschilderten im Freiraum zwischen der Karosserie-Außenhaut und der Traktionsbatterie angeordneten Deformationselement vorteilhaft ist, das sich hiermit in der Gesamtsumme der Deformationselemente eine hervorragende Energieabsorption im Crashfall ergibt. Das heißt somit mit anderen Worten, dass der Ein- oder mehrteilig ausgebildete Stoßfänger- Überzug, der bevorzugt einen Frontendüberzug ausbildet, somit gemäß dieser Ausführungsvariante auch die Kotflügel und/oder eine Front- bzw. Motorhaube ersetzen kann. Damit wird eine fertigungstechnisch günstige, sogenannte Softnose geschaffen, die insbesondere bei Kollisionen mit Fußgängern einen verbesserten Schutz gegen Verletzungen bietet.
In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann unterhalb des Stoßfänger-Querträgers ein weiterer, tiefer liegender und mit den Längsträgern und/oder dem Querträger fest verbundener Querträger vorgesehen sein, der wenigstens ein Funktionsmodul, insbesondere wenigstens einen Luft-Wasser-Wärmetauscher (Kühler) und/oder einen elektrisch angetriebenen Lüfter des Kühlsystems des Kraftfahrzeuges trägt.
Dabei können besonders bevorzugt der Kühler und/oder der Lüfter in einem Schacht einer an den Stoßfänger-Querträger angebauten Unterschürze angeordnet sein, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass der Schacht im Wesentlichen einen horizontalen Abschnitt und einen schräg von diesem weg, zum Beispiel in Fahrtrichtung nach unten hinten verlaufenden Abschnitt aufweist und/oder wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass der Kühler im Wesentlichen senkrecht zur horizontalen Luftströmung ausgerichtet ist und der Lüfter im schräg verlaufenden nach unten gerichteten Schachtteil sitzt. Dadurch wird strömungsdynamisch günstig die frontal einströmende Kühlluft nach hinten und unter den Boden des Kraftfahrzeuges abgeleitet.
Sofern das Deformationselement nicht als Airbag ausgeführt ist, können in dieses baulich günstige Funktionsteile, wie zum Beispiel Scheinwerfer, Sensoren, eine Hupe oder andere, frontseitige Bauteile des Kraftfahrzeuges eingebettet bzw. integriert sein. Dabei kann das Deformationselement eine Montageeinheit mit diesen Bauteilen bilden.
Ferner kann in besonders montagegünstiger Weise der die Traktionsbatterie aufnehmende Karosserieraum in Fahrzeughochachsenrichtung derart nach unten offen ausgeführt sein, dass die Traktionsbatterie nach Lösen von Befestigungsmitteln in eben dieser Richtung nach unten ausbaubar bzw. in der Fertigung nach oben einbaubar ist. Dabei kann des Weiteren die eine Achse, zum Beispiel eine Vorderachse des Kraftfahrzeuges antreibende, zumindest eine Elektromaschine in Fahrzeughochachsenrichtung gesehen unterhalb der Traktionsbatterie positioniert sein. Damit bei schwereren Fahrzeugkollisionen mit hoher Aufprallenergie die Traktionsbatterie in den Energieabbau vorteilhaft integrierbar ist, wird des Weiteren vorgeschlagen, dass diese derart in das Fahrzeuge eingebaut ist, dass deren größere Nachgiebigkeit bei einer Crashbeaufschlagung in Fahrzeug-Längsrichtung ausgerichtet ist. Dies kann bei prismatischer oder rechteckförmiger Ausbildung der Batteriezellen der Traktionsbatterie dadurch bewirkt werden, dass diese in Querrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichtet sind, also eine geringere, innere Steifigkeit aufweisen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die nur skizzenhafte Zeichnung zeigt einen senkrechten Mittellängsschnitt durch den Vorbau eines Personenkraftfahrzeuges mit einem hinter zwei Querträgern angeordneten Deformationselement und einer dahinter positionierten Traktionsbatterie.
In der Zeichnung ist mit 10 der Vorbau eines Personenkraftfahrzeuges grob schematisch dargestellt, dessen tragender Aufbau zwei seitlich verlaufende Längsträger 12 (es ist nur ein Längsträger 12 angedeutet) aufweist, die über einen mittleren Stoßfänger-Querträger 14 und dazwischengeschaltete Deformationselemente 16 in bekannter Weise miteinander verbunden sind.
Die Außenhaut des Vorbaus 10 ist gebildet durch einen Stoßfänger 18, eine Frontschürze 20, eine bis zu einer Windschutzscheibe 24 nach hinten verlaufende und nicht klapp- bzw. schwenkbare Fronthaube 22 und seitliche Kotflügel (nicht ersichtlich), die an Radläufe des Vorbaus 10 nach innen begrenzende Seitenwände anschließen.
Die Bauteile Stoßfänger 18, Frontschürze 20 und Fronthaube 22 sind in Sandwichbauweise mit einer unter der Außenhaut nachgiebigen, weichen Deformationsschicht (einheitlich mit 26 bezeichnet) versehen, die insbesondere als Fußgängerschutz ausgebildet ist. Die Deformationsschicht 26 ist aus einem Kunststoffschaum (zum Beispiel PP) definierter Dicke hergestellt. In nicht dargestellter Weise können auch die seitlichen Kotflügel in diese bevorzugt einteilige, gegebenenfalls aber auch mehrteilige Konstruktion mit einbezogen sein.
Oberhalb des mittleren Querträgers 14 ist ein weiterer Windfang-Querträger 28 vorgesehen, der an die besagten Seitenwände (nicht ersichtlich) angeschlossen ist.
An den beiden Querträgern 14, 28 ist ein flächiges Schild 30, zum Beispiel ein Metallschild 30 befestigt, dass zwischen den beiden Seitenwänden und unmittelbar hinter der Frontschürze 20 und der Deformationsschicht 26 angeordnet ist.
Hinter dem Schild 30 ist ein sich zwischen den Seitenwänden des Vorbaus 10 erstreckendes, großvolumiges Deformationselement 32 aus zum Beispiel PP- Schaum angeordnet, das sich ferner nach unten bis zu den Längsträgern 12, nach oben bis zur Fronthaube 22 mit der Deformationsschicht 26 und nach hinten bis zur Vorderwand 34a einer Traktionsbatterie (zum Beispiel einer Hochvoltbatterie) 34 erstreckt. Ersichtlich untergreift bzw. hintergreift das Deformationselement 32 die Querträger 14, 28 und liegt an diesen sowie bevorzugt auch an der Traktionsbatterie 34 in einer flächigen Anlageverbindung an.
Die Traktionsbatterie 34 schließt mit ihrer Rückwand 34b an eine Sandwichplatte 36 an, die in einer Doppelfunktion als Deformationselement und als Querträger wirkt und die unmittelbar an die den Fahrzeuginnenraum nach vorne begrenzende Spritzwand 38 anschließt. Die Sandwichplatte 36 weist dazu bevorzugt einen dünnwandigen, metallischen Rahmen auf, der mit einem Kunststoffschaum befüllt ist und der seitlich an die besagten Seitenwände des Vorbaus 10 angeschlossen ist.
Der die Traktionsbatterie 34 aufnehmende Raum ist nach unten offen ausgeführt, so dass die Traktionsbatterie in einfacher Weise aus- bzw. einbaubar ist. Die zur Befestigung der Traktionsbatterie 34 insbesondere an den Längsträgern 12 dienenden Befestigungsmittel sind der Einfachheit halber nicht dargestellt.
Die Traktionsbatterie 34 ist hinsichtlich ihrer inneren Steifigkeit so im Vorbau 10 angeordnet, dass sie in Längsrichtung (Aufprallrichtung bei einem Frontalcrash) nachgiebiger als in Querrichtung dazu ist. Dies kann zum Beispiel dadurch bewirkt werden, dass die innerhalb der Traktionsbatterie 34 befindlichen Batteriezellen 34c (teilweise dargestellt in einer Draufsicht) in ihrer Längserstreckung nicht in Fahrzeuglängsrichtung, sondern quer dazu ausgerichtet sind. Unterhalb der Traktionsbatterie 34 ist die die Vorderachse (nicht dargestellt) des Kraftfahrzeuges antreibende Elektromaschine 40 angeordnet.
Des Weiteren ist über nach unten ragende, an den Längsträgern 12 befestigte Stützen 42 ein unterer Querträger 44 befestigt, der u.a. einen Luft-Wasser- Wärmetauscher bzw. Kühler 46 und einen elektrisch angetriebenen Lüfter 48 trägt.
Der Kühler 46 und der Lüfter 48 sind in einem Schacht 50 einer nach vorne offenen Unterschürze 52 angeordnet, die an den Stoßfänger 18 angrenzend am Querträger 14 und an weiteren Karosserieteilen (nicht ersichtlich) befestigt ist.
Der in der Unterschürze 52 ausgebildete Schacht 50 weist einen horizontalen Abschnitt 50a und einen schräg nach unten hinten verlaufenden Abschnitt 50b auf, in denen der Kühler 46 und der Lüfter 48 jeweils senkrecht zur einströmenden Kühlluft angeordnet sind. Über den Schacht 50 wird die horizontal einströmende Luft schräg nach unten hinten unter den nicht dargestellten, weiteren Unterboden des Kraftfahrzeuges geleitet.
Die drei beschriebenen Querträger 14, 28, 44 bilden einen vorderen Tragverbund, der im Zusammenwirken mit dem Metallschild 30 und dem Deformationselement 32 eine gezielte Krafteinleitung und Absorbierung von Aufprallenergie bei einem Frontalcrash oder Offsetcrash sicherstellt.
Das Deformationselement 32 kann aus einem Kunststoffschaum (zum Beispiel PP) oder aus einer Sandwichbauweise kombiniert mit verformbaren Metallwaben oder gegebenenfalls durch einen oder mehrere Airbags gebildet sein.
In das Deformationselement 32 können am Vorbau 10 des Kraftfahrzeuges vorgesehene Bauteile wie Scheinwerfer 54 (nur angedeutet), Sensoren, eine Hupe, etc. integriert sein. Der Antrieb des Kraftfahrzeuges kann rein elektrisch oder als Hybridantrieb mit einer zweiten Antriebsquelle, zum Beispiel einer heckseitig angeordneten Brennkraftmaschine ausgeführt sein. Vorstehend wurde die Erfindung in Verbindung mit einem Fahrzeug-Vorbau näher beschrieben und erläutert. Grundsätzlich könnte ein derartiger Aufbau jedoch auch heckseitig zum Einsatz kommen.

Claims

Ansprüche
Crashenergieabsorbierende Anordnung für ein Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb oder Elektroantrieb, mit wenigstens einem in einem Freiraum zwischen wenigstens einer Traktionsbatterie und einer Karosserie-Außenhaut angeordneten Deformationselement, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (32) bei einem Aufprall Aufprallenergie aufnimmt und sich großflächig an der Traktionsbatterie (34) abstützt.
Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich das Deformationselement (32) in Fahrzeughochachsenrichtung gesehen, von einem zwei Längsträger (12) eines Fahrzeugaufbaus (10), insbesondere eines Vorbaus, verbindenden Stoßfänger-Querträger (14) zu einem oberhalb dazu angeordnetem Windfang-Querträger (28) und in Fahrzeuglängsrichtung gesehen nach hinten bis zu der zumindest einen anschließenden Traktionsbatterie (34) erstreckt.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Deformationselement (32) im Grundzustand an den Querträgern (14, 28) und/oder an der wenigstens einen Traktionsbatterie (34) abstützt und/oder dort in einer flächigen Anlageverbindung anliegt, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass das Deformationselement (32) wenigstens einen der Querträger (14, 28) wenigstens bereichsweise um- und/oder hintergreift.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Traktionsbatterie (34) in Fahrzeugquerrichtung gesehen zwischen zwei aufbauseitigen Federbeinaufnahmen verläuft und/oder dass das Deformationselement (32) in Fahrtrichtung gesehen vor der jeweiligen Federbeinaufnahme sowie zwischen den auf beiden
Seiten liegenden Längsträgern verläuft.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (32) aus einem Schaummaterial, insbesondere einem Metall- oder Kunststoffschaum, und/oder durch ein eine Wabenstruktur aufweisendes Bauteil, insbesondere durch ein aus dünnwandigen, wabenförmig gestalteten Metallblechen ausgebildetes Bauteil, gebildet ist. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement durch zumindest einen im Crashfall aktivierbaren, insbesondere pyrotechnisch auslösbaren, Airbag gebildet ist, der im aktivierten, aufgeblasenen Zustand in dem Freiraum (32) angeordnet und gehaltert ist.
7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Deformationselement (32) auf der der Traktionsbatterie (34) abgewandten Deformationselementseite, insbesondere zwischen den beiden Querträgern (14, 28) und/oder über im Wesentlichen die Breite des Deformationselementes (32), ein schildartiges oder plattenförmiges Bauteil (30), insbesondere ein Metallschild, mit Abweisfunktion als Kraftverteiler angeordnet ist.
8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Rückwand (34b) der Traktions- batterie (34) und einer angrenzenden Wand, insbesondere einer Spritzwand (38) des Fahrzeug-Aufbaus ein weiteres, vorzugsweise plattenförmiges Deformationselement (36) vorgesehen ist.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (36) an die Karosserie-Seitenteile anschließend als Sandwichplatte mit Trägerfunktion ausgeführt ist.
10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der einen Stoßfänger (18) ausbildende Stoßfängerüberzug vorzugsweise vom Stoßfänger-Querträger (14) ausgehend, nach oben bis zu einem Scheibenbereich, insbesondere bis zu einem Windschutzscheibenbereich, des Fahrzeugs erstreckt und eine Fahrzeugklappe, insbesondere eine Motorhaube, ersetzt und/oder dass der Stoßfängerüberzug bevorzugt durch eine mit einer Deformationsschicht (26) versehene Karosserie-Außenhaut gebildet ist.
11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Stoßfänger-Querträgers (14) ein weiterer, tiefer liegender und mit den Längsträgern (12) und/oder dem Querträger (14) fest verbundener Querträger (44) vorgesehen ist, der wenigstens ein Funktionsmodul, insbesondere einen Luft-Wasser- Wärmetauscher (Kühler 46) und/oder einen elektrisch angetriebenen Lüfter (48) des Kühlsystems des Kraftfahrzeugs, trägt.
12. Anordnung, insbesondere nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler (46) und/oder der Lüfter (48) in einem Schacht (50) einer an den Stoßfänger-Querträger (14) angebauten Unterschürze (52) angeordnet sind, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass der Schacht (50) im Wesentlichen einen horizontalen Abschnitt (50a) und einen schräg vom horizontalen Abschnitt (50a) weg verlaufenden Abschnitt (50b) aufweist und/oder wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass der Kühler (46) im Wesentlichen senkrecht zur horizontalen Luftströmung ausgerichtet ist und der Lüfter (48) im schräg verlaufenden, nach unten gerichteten Schachtteil sitzt.
13. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das im Freiraum vor der Traktionsbatterie (34) angeordnete Deformationselement (32) Funktionsmodule, insbesondere Scheinwerfer (54), Sensoren, eine Hupe oder andere Bauteile des Kraftfahrzeuges eingebettet bzw. integriert sind.
14. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der die Traktionsbatterie (34) aufnehmende Karosserieraum derart in Fahrzeughochachsenrichtung nach unten offen ausgeführt ist, dass die Traktionsbatterie (34) in Fahrzeughochachsenrichtung nach unten ausbaubar bzw. von unten her einbaubar ist.
15. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Achse des Kraftfahrzeugs antreibende, zumindest eine Elektromaschine (40) in Fahrzeughochachsenrichtung gesehen unterhalb der Traktionsbatterie (34) positioniert ist.
16. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Traktionsbatterie (34) derart eingebaut ist, dass deren größere Nachgiebigkeit bei einer Crashbeaufschlagung in Fahrzeug-Längsrichtung ausgerichtet ist.
17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (34a) der Traktionsbatterie (34) in Querrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichtet sind.
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