WO2019007730A1 - Kraftfahrzeug und verfahren zur anordnung wenigstens eines traktionsenergiespeichers in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Kraftfahrzeug und verfahren zur anordnung wenigstens eines traktionsenergiespeichers in einem kraftfahrzeug Download PDF

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WO2019007730A1
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Definitions

  • the invention relates to a motor vehicle having two front wheels and two rear wheels and an electric drive which can be operated via a traction energy store. Furthermore, the invention relates to a method for arranging at least one traction energy storage in a motor vehicle.
  • the capacity of the energy storage devices installed in the vehicle has a decisive influence on the maximum possible range of the vehicle in electrical operation, the average obtainable for a given range engine power and the manufacturing cost of the motor vehicle. It is therefore of interest to be able to produce different construction variants of motor vehicles in the simplest possible way, which are adaptable with regard to the capacity of their energy store.
  • US 201 1/0174561 A1 describes a hybrid drive system for a truck suitable for transporting dangerous goods.
  • the hybrid drive system comprises two batteries arranged laterally on the truck. Between the batteries in the center of the vehicle, an electric motor and the operation of the electric motor necessary electronics is housed.
  • DE 10 2013 207 535 A1 describes a pole connecting plate for a battery, with which two opposite poles of two battery cells arranged next to one another can be connected. Furthermore, the pole connecting plate comprises a sensor fastening device in which, for example, a temperature sensor can be accommodated.
  • the battery cells connected via pole connecting plates can be arranged in a housing to form an energy store.
  • EP 2 497 677 A2 describes an electric motor vehicle which has an energy store which can be charged by an external energy source.
  • the electric vehicle comprises a plurality of electrical components as well as a number of relays, whose circuit makes it possible to achieve a reduction of the load by the electronic components during charging operations.
  • the invention has for its object to provide an adaptable in terms of its energy storage capacity motor vehicle.
  • the invention provides that the motor vehicle in the area between the front wheels associated with a front receptacle for a front recording associated Tramiesenergy Eat and in the area between the front wheels and the rear wheels arranged in an underbody of the motor vehicle rear receptacle for one of the rear receptacle Having Tratechnischsenergy Liste, traction energy storage can be used or used in the recordings.
  • the advantage of the solution according to the invention is that the number of traction energy storage devices used in the motor vehicle can be adjusted model-specific or equipment-specific. Thus, for example, standardized models of traction energy storage can be used in different models or equipment variants, which are each assigned to the front receptacle or the rear receptacle.
  • the traction energy accumulators allocated to one of the receptacles can be present in particular with different capacities, so that a modular system comprising several different traction energy storage devices results with which an adaptation of the motor vehicle to a desired storage capacity is made possible. From the traction energy storage one or more traction energy storage can be selected, which alone or together have the desired capacity In this case, all the traction energy stores of a motor vehicle preferably have the same rated voltage and are connected in parallel in order to increase the available capacity at the rated voltage. Arrangements of capacitors or batteries or accumulators can be used as traction energy storage.
  • the front receptacle arranged in the area between the front wheels can be located above or next to a front axle of the motor vehicle, for example.
  • the rear receptacle arranged in the region between the front wheels and the rear wheels or in the region between a front axle and a rear axle of the motor vehicle can be arranged in an underbody of the motor vehicle, the term "underbody” describing an area of the motor vehicle which under a passenger compartment of the motor vehicle is located.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the motor vehicle has in the region between the front seat and the rear seat at least one arranged in the underbody of the motor vehicle central receptacle for one of the middle recording associated Tratechnischsenergy- memory, wherein in the middle recording traction energy storage can be used or is used.
  • the provision of one or more central seats for insertion of each of a traction associated traction energy storage expands the kit to a total of three or more possible positions for the introduction of Tratechnischsener- gie amidn. This allows the creation of more models or equipment variants and achieves a more even distribution of the weight of traction energy storage in the motor vehicle.
  • the motor vehicle can have further components which can be electrically connected to one or more traction energy stores of the motor vehicle in the region between the front receptacle and the rear receptacle.
  • the components can be electrically interconnected or interconnected in accordance with their respective function and with one or more traction energy. store the motor vehicle to be electrically connected.
  • the components may for example be located above or next to the at least one traction energy storage device.
  • the components may further be provided that they are arranged in a center tunnel and / or in the underbody of the motor vehicle.
  • An arrangement of the components as well as of the components electrically interconnecting the components with one another can take place side by side or in succession in the center tunnel or underbody, for example in the direction of travel of the vehicle.
  • the components can be provided for comprising at least one charger and / or at least one apparatus for contactless energy transmission and / or at least one DC-DC converter and / or at least one electric heater and / or at least one air-conditioning compressor.
  • the charger can serve, for example, for charging the at least one traction energy accumulator of the motor vehicle via the connection to an external power grid.
  • a device for contactless energy transmission can be provided, by means of which charging of the traction energy storage device or traction energy storage in a contactless energy transfer process, for example in an inductive process, is possible.
  • the components may include a DC-DC converter, which is formed for example for generating a low voltage for an electrical system of the motor vehicle from a high voltage of the traction energy storage.
  • a DC-DC converter By an electric heater can z. B. a heating of the passenger compartment and carried out via an air conditioning compressor cooling the passenger compartment.
  • the energy store can be charged by a corresponding electrical connection or interconnection of the respective components with the at least one traction energy store, or the component can be operated by energy stored in the traction energy store.
  • the electric drive of the motor vehicle comprises at least one electric machine arranged in the region of the rear wheels and / or at least one electric machine arranged in the region of the front wheels.
  • the one or more electric machines can thereby serve to drive the vehicle during engine operation, the energy required for this being taken from the traction energy storage device (s) of the motor vehicle.
  • the one or more electric machines can be used, for example, in a generator mode for charging the Tratechnischsenergy Grande.
  • the number of introduced in the motor vehicle traction energy storage or the total capacity of the traction energy stored in the motor vehicle can be done, for example, depending on a rated power of the electric machine or a total rated power of the electric machines.
  • the motor vehicle has at least one charging socket which is arranged in an area above one of the rear wheels. It is also possible that the motor vehicle has more than one charging socket, wherein, for example, it is preferably provided in the case of two charging sockets that a respective charging socket is arranged above one of the two rear wheels. In the case of several charging sockets, it may be provided that these are provided for charging via different power grids, such as, for example, a 230 V power network or a rapid charging system for traction energy storage.
  • a traction energy storage in the front intake a traction energy storage is used, which is designed as a, in particular after opening a front cover of the vehicle, removable removable energy storage. Because of the traction energy storage in the front intake can be removed after opening a front cover of the vehicle, such as a hood. For example, this allows you to swap an empty traction energy storage for full or replacement of a defective traction energy storage.
  • the at least one arranged on the frame traction energy storage can be precabled with the electrical connection means and / or the coolant lines, whereby the assembly process of a motor vehicle according to the invention is simplified.
  • the traction energy store can be connected, for example, to its associated receptacle, after which the frame can be removed again.
  • the frame after attachment of the traction energy storage remains in its associated receptacle in the motor vehicle.
  • a plurality of traction energy storage devices can be introduced in a plurality of receptacles of the motor vehicle assigned to them, wherein due to the already connected electrical connection means and / or the coolant lines, a cabling effort of the traction energy storage is reduced.
  • the Trakomsenergy prayer can be interconnected, for example, via the electrical connection means and / or connected to other components of the motor vehicle.
  • the connection of a traction energy accumulator to a coolant circuit of the motor vehicle can take place in order to enable cooling of the traction energy accumulator during operation.
  • a method according to the invention in addition to the at least one traction energy storage connectable components are provided, which are arranged on the frame and connected to the traction energy storage via the electrical connection means.
  • pre-cabling of the at least one traction energy storage device with the components outside the motor vehicle can take place so that the already connected components and the traction energy storage devices can be arranged in the connected state in the motor vehicle.
  • a traction energy accumulator inserted in the rear receptacle and / or one or more traction energy accumulators, which are inserted in a central receptacle, can be arranged together with the components in the underbody of the motor vehicle or fastened thereto.
  • At least one charging socket is provided, which is connected via electrical connection means to at least one component and / or the at least one traction energy storage device.
  • the at least one charging socket is in this way already connected to the components or the traction energy store outside the subfloor, and then arranged with the components and the at least one traction energy store on the subfloor.
  • the charging socket itself does not have to be fastened to the underbody, so that a subsequent arrangement of the charging socket in an area above one of the rear wheels of the motor vehicle is possible.
  • at least one electric machine is provided, which is arranged on the frame and connected to the at least one traction energy storage via the electrical connection means and / or connected to coolant lines.
  • all components the electric drive of the motor vehicle are arranged on the frame and connected or interconnected with electrical connection means, which can be dispensed with a subsequent cabling of the electric drive.
  • the electric machine can be additionally connected viaauermitteilön to at least one coolant circuit of the motor vehicle, whereby cooling of the electric machine during operation of the motor vehicle is made possible.
  • Fig. 1 is a schematic side view of an inventive
  • FIG. 2 is a perspective schematic representation of a subfloor of a motor vehicle according to the invention
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a subfloor of a first model variant of a motor vehicle according to the invention
  • FIG. 4 is a schematic representation of a subfloor of a second model variant of a motor vehicle according to the invention.
  • Fig. 5 is a schematic diagram of a subfloor of a third model variant of a motor vehicle according to the invention, as well as
  • Fig. 6 in a method according to the invention arranged on a frame elements of a motor vehicle according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a motor vehicle 1 according to the invention.
  • the motor vehicle 1 comprises a front receptacle 2, a middle receptacle 3, and a rear receptacle 4.
  • Front intake 2 is a traction energy storage 5 assigned to the front intake 2
  • middle intake 3 a traction energy storage 6 assigned to the middle intake 3 is inserted
  • the rear intake 4 is traction energy storage 7 assigned to the rear intake 4.
  • the front intake 2 is located in the area between the front wheels 8 of the motor vehicle.
  • the central receptacle 3 and the rear receptacle 4 are arranged in an underbody 9 of the motor vehicle 1.
  • the receptacles 2, 3, 4 can be designed, for example, as recesses or as a frame, into each of which a respective recording 2, 3, 4 associated traction energy storage 5, 6, 7 can be used.
  • the receptacles 2, 3, 4 may have fastening devices to which the traction energy storage 5, 6, 7 used can be fastened for example by screwing.
  • the motor vehicle 1 comprises an electric machine 10, which is arranged in the region between the rear wheel 1 1 and the opposite rear wheel, not shown.
  • the motor vehicle 1 may also include an electric machine 18 (shown here in dashed lines), which is arranged in the region between the front wheels 8, for example below or next to the front seat 2.
  • a charging socket 12 is further arranged, which is connected via electrical connection means 13 with the traction energy storage 5, 6, 7. Furthermore, the components 14 are interconnected or interconnected with the electrical connection means 13 as well as with the traction energy stores 5, 6, 7.
  • the electrical connection or interconnection via the electrical connection means 13 is shown purely schematically in FIG.
  • the components 14 may comprise, for example, a charger, a device for contactless energy transmission, a DC-DC converter, an electric heater, and / or an air-conditioning compressor.
  • the components 14 may be arranged in the underbody 9 of the motor vehicle or in a center tunnel (not shown here) of the motor vehicle 1, which may in particular be connected to the underbody 9 of the motor vehicle.
  • FIGS. 2 to 5 show a schematic representation of a subfloor 9 of a motor vehicle according to the invention.
  • the underbody 9 of the motor vehicle 1 is shown in FIGS. 2 to 5, an interior and a bodywork of the motor vehicle are not shown here.
  • the front wheels 8 and the rear wheels 1 1 are schematically indicated in each case.
  • the motor vehicle 1 comprises the front receptacle 2, and in the area between the front wheels 8 and the rear wheels 11, the middle receptacle 3 and the rear receptacle 4.
  • FIG Recordings 2, 3, 4 no Tratechnischsenergy
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a subfloor 9 of a first exemplary embodiment of a motor vehicle 1 according to the invention.
  • the traction energy storage 5 is used in the front seat 2.
  • the middle receptacle 3 and the rear receptacle 4 no traction energy storage are used.
  • FIG. 4 shows a schematic diagram of a subfloor 9 of a second exemplary embodiment of a motor vehicle 1 according to the invention, in which the traction energy store 7 is inserted in the rear receptacle 4 in addition to the traction energy store 5 inserted in the front receptacle 2.
  • the second embodiment of a motor vehicle 1 according to the invention illustrated in FIG. 4 has an overall higher capacity of the traction energy storages 5, 7 compared to the first embodiment shown in FIG. 3, since in addition to the traction energy accumulator 5 arranged in the front receptacle 2 the traction energy storage 7 shown in Fig. 4 is used in the rear receptacle 4.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a subfloor 9 of a third exemplary embodiment of a motor vehicle 1 according to the invention.
  • the traction energy store 5 is arranged in the front receptacle 2, the traction energy accumulator 6 in the middle receptacle 3 and in the rear Recording 4 of the traction energy storage 15.
  • used in the second embodiment with increasing capacity of the traction energy storage used electric machines can be used with higher power ratings and / or achieved higher ranges of the motor vehicle 1 become.
  • arrangements of capacitors or batteries or accumulators can be used as traction energy storage.
  • FIG. 6 shows a frame 16 on which the traction energy stores 5, 7, the electric machine 10 and the components 14 have been arranged in the course of a method according to the invention and electrically connected or interconnected via the electrical connection means 13.
  • the traction energy storage devices 5, 7 and the electric machine 10 are furthermore connected to coolant lines 17, by means of which they can be connected to one or more cooling circuits of the motor vehicle after assembly in a motor vehicle 1. Due to the arrangement on the frame 16, the elements of the electric drive shown can be vorverlust before mounting in the motor vehicle. Depending on the configuration of the provided subfloor 9 of the motor vehicle, an assembly of the underside or the top of the subfloor can take place.
  • a number other than that shown to be arranged and pre-wired to components 14 on the frame 16 and for at least one charging socket 12 to be connected to a component 14 and / or one of the traction energy storage devices 5, 7 and / or additionally or alternatively to the electric machine 10, the electric machine 18 is arranged on the frame 16 and pre-wired.
  • more traction energy storage and / or traction energy storage can be arranged with larger or smaller capacities on the frame 16 and pre-wired.

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Abstract

Kraftfahrzeug mit zwei Vorderrädern und zwei Hinterrädern sowie einem über einen Traktionsenergiespeicher betreibbaren Elektroantrieb, wobei das Kraftfahrzeug im Bereich zwischen den Vorderrädern eine vordere Aufnahme für einen der vorderen Aufnahme zugeordneten Traktionsenergiespeicher sowie im Bereich zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern eine in einem Unterboden des Kraftfahrzeugs angeordnete hintere Aufnahme für einen der hinteren Aufnahme zugeordneten Traktionsenergiespeicher aufweist, wobei in den Aufnahmen Traktionsenergiespeicher einsetzbar oder eingesetzt sind.

Description

Kraftfahrzeug und Verfahren zur Anordnung wenigstens eines Traktionsenergiespeichers in einem Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit zwei Vorderrädern und zwei Hin- terrädern sowie einem über einen Traktionsenergiespeicher betreibbaren Elektroantrieb. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Anordnung wenigstens eines Traktionsenergiespeichers in einem Kraftfahrzeug.
Bei Fahrzeugen mit einem elektrischen Antrieb hat die Kapazität der im Fahrzeug verbauten Energiespeicher maßgeblichen Einfluss auf die maximal mögliche Reichweite des Fahrzeugs im elektrischen Betrieb, die für eine gegebene Reichweite durchschnittlich abrufbare Motorleistung sowie auf die Herstellungskosten des Kraftfahrzeugs. Es ist daher von Interesse, in möglichst einfacher Weise verschiedene Bauvarianten von Kraftfahrzeugen her- stellen zu können, welche hinsichtlich der Kapazität ihres Energiespeichers anpassbar sind.
In US 201 1/0174561 A1 wird ein Hybridantriebssystem für einen zum Gefahrguttransport geeigneten Lastkraftwagen beschrieben. Das Hybridan- triebssystem umfasst zwei seitlich am Lastkraftwagen angeordnete Batterien. Zwischen den Batterien ist in der Fahrzeugmitte ein Elektromotor sowie zum Betrieb des Elektromotors notwendige Elektronik untergebracht.
DE 10 2013 207 535 A1 beschreibt ein Polverbindungsblech für eine Batte- e, mit dem zwei gegenüberliegende Pole von zwei nebeneinander angeordneten Batteriezellen verbunden werden können. Weiterhin umfasst das Polverbindungsblech eine Sensorbefestigungseinrichtung, in der beispielsweise ein Temperatursensor aufgenommen werden kann. Die über Polverbindungsbleche verbundenen Batteriezellen können in einem Gehäuse zur Bildung eines Energiespeichers angeordnet werden. EP 2 497 677 A2 beschreibt ein elektrisches Kraftfahrzeug, welches einen Energiespeicher aufweist, der durch eine externe Energiequelle aufgeladen werden kann. Das elektrische Fahrzeug umfasst neben einer Batterie mehre- re elektrische Komponenten sowie mehrere Relais, über deren Schaltung es ermöglicht wird, bei Ladevorgängen eine Reduktion der Last durch die elektronischen Komponenten zu erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hinsichtlich seiner Energie- Speicherkapazität anpassbares Kraftfahrzeug anzugeben.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug im Bereich zwischen den Vorderrädern eine vordere Aufnahme für einen der vorderen Aufnahme zugeordneten Traktionsenergiespeicher sowie im Bereich zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern eine in einem Unterboden des Kraftfahrzeugs angeordnete hintere Aufnahme für einen der hinteren Aufnahme zugeordneten Traktionsenergiespeicher aufweist, wobei in den Aufnahmen Traktionsenergiespeicher einsetzbar oder eingesetzt sind. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass die Anzahl der im Kraftfahrzeug eingesetzten Traktionsenergiespeicher modellreihen- spezifisch oder ausstattungsspezifisch angepasst werden kann. So können beispielsweise bei verschiedenen Modellen bzw. Ausstattungsvarianten standardisierte Traktionsenergiespeicher verwendet werden, welche jeweils der vorderen Aufnahme bzw. der hinteren Aufnahme zugeordnet sind. Die einer der Aufnahmen zugeordneten Traktionsenergiespeicher können insbesondere mit verschiedenen Kapazitäten vorhanden sein, so dass sich ein mehrere verschiedene Traktionsenergiespeicher umfassendes Baukastensystem ergibt, mit dem eine Anpassung des Kraftfahrzeugs an eine ge- wünschte Speicherkapazität ermöglicht wird. Aus den Traktionsenergiespeichern können ein oder mehrere Traktionsenergiespeicher gewählt werden, welche alleine bzw. zusammen die gewünschte Kapazität aufweisen Bevorzugt weisen dabei alle Traktionsenergiespeicher eines Kraftfahrzeugs dieselbe Nennspannung auf und sind parallel geschaltet, um die bei der Nennspannung zur Verfügung stehende Kapazität zu erhöhen. Als Traktionsenergiespeicher können dabei Anordnungen von Kondensatoren oder Batterien bzw. Akkumulatoren verwendet werden.
Die im Bereich zwischen den Vorderrädern angeordnete vordere Aufnahme kann sich beispielsweise über oder neben einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs befinden. Die im Bereich zwischen den Vorderrädern und den Hinter- rädern bzw. im Bereich zwischen einer Vorderachse und einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs angeordnete hintere Aufnahme kann in einem Unterboden des Kraftfahrzeugs angeordnet sein, wobei der Begriff„Unterboden" dabei einen Bereich des Kraftfahrzeugs beschreibt, welcher unter einem Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs liegt.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Kraftfahrzeug im Bereich zwischen der vorderen Aufnahme und der hinteren Aufnahme wenigstens eine im Unterboden des Kraftfahrzeugs angeordnete mittlere Aufnahme für einen der mittleren Aufnahme zugeordneten Traktionsenergie- Speicher aufweist, wobei in der mittleren Aufnahme ein Traktionsenergiespeicher einsetzbar oder eingesetzt ist. Das Vorsehen von einer oder mehreren mittleren Aufnahmen zum Einsetzen jeweils eines der Aufnahme zugeordneten Traktionsenergiespeichers erweitert den Baukasten auf insgesamt drei oder mehr mögliche Positionen für das Einbringen von Traktionsener- giespeichern. Dadurch wird die Erstellung von mehr Modellen oder Ausstattungsvarianten ermöglicht sowie eine gleichmäßigere Verteilung des Gewichtes der Traktionsenergiespeicher im Kraftfahrzeug erzielt.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug im Bereich zwischen der vorderen Aufnahme und der hinteren Aufnahme weitere mit einem oder mehreren Traktionsenergiespeichern des Kraftfahrzeugs elektrisch verbindbare Komponenten aufweist. Die Komponenten können dabei entsprechend ihrer jeweiligen Funktion miteinander elektrisch verbunden bzw. verschaltet sein sowie mit einem oder mehreren Traktionsenergie- speichern des Kraftfahrzeugs elektrisch verbunden sein. Bei einem Kraftfahrzeug, welches wenigstens einen in einer mittleren Aufnahme eingesetzten Traktionsenergiespeicher aufweist, können sich die Komponenten beispielsweise über oder neben dem wenigstens einen Traktionsenergiespei- eher befinden.
Für die Anordnung der Komponenten kann weiterhin vorgesehen sein, dass sie in einem Mitteltunnel und/oder in dem Unterboden des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Eine Anordnung der Komponenten sowie von die Kompo- nenten miteinander elektrisch verbindenden Verbindemitteln kann in dem Mitteltunnel oder dem Unterboden beispielsweise in Fahrtrichtung des Fahrzeugs nebeneinander oder hintereinander erfolgen.
Für die Komponenten kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass sie we- nigstens ein Ladegerät und/oder wenigstens eine Vorrichtung zur kontaktlosen Energieübertragung und/oder wenigstens einen Gleichspannungswandler und/oder wenigstens einen Elektroheizer und/oder wenigstens einen Klimakompressor umfassen. Das Ladegerät kann dabei beispielsweise zum Aufladen des wenigstens einen Traktionsenergiespeichers des Kraftfahr- zeugs über den Anschluss an ein externes Stromnetz dienen. Zusätzlich o- der alternativ dazu kann eine Vorrichtung zur kontaktlosen Energieübertragung vorgesehen sein, durch welche ein Aufladen des oder der Traktionsenergiespeicher in einem kontaktlosen Energieübertragungsvorgang, beispielsweise in einem induktiven Verfahren, möglich ist. Die Komponenten können einen Gleichspannungswandler umfassen, welcher beispielsweise zur Erzeugung einer Niederspannung für ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs aus einer Hochspannung der Traktionsenergiespeicher ausgebildet ist. Durch einen Elektroheizer kann z. B. eine Beheizung des Fahrgastraums erfolgen sowie über einen Klimakompressor eine Kühlung des Fahrgast- raums. Durch eine entsprechende elektrische Verbindung bzw. Verschaltung der jeweiligen Komponenten mit dem wenigstens einen Traktionsenergiespeicher kann je nach Funktion der Komponenten der Energiespeicher geladen werden oder die Komponente durch im Traktionsenergiespeicher gespeicherte Energie betrieben werden. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der Elektroantrieb des Kraftfahrzeugs wenigstens eine im Bereich der Hinterräder angeordnete elektrische Maschine und/oder wenigstens eine im Bereich der Vorderräder ange- ordnete elektrische Maschine umfasst. Es können nur eine oder zwei elektrische Maschinen zwischen den jeweiligen Radpaaren vorgesehen sein, alternativ sind auch vier Radnabenmotoren denkbar. Die eine oder die mehreren elektrischen Maschinen können dabei im Motorbetrieb zum Antrieb des Fahrzeugs dienen, wobei die dafür benötigte Energie dem oder den Trakti- onsenergiespeichern des Kraftfahrzeugs entnommen wird. Bei einem Abbremsen des Kraftfahrzeugs können die eine oder die mehreren elektrischen Maschinen beispielsweise in einem Generatorbetrieb zum Aufladen der Traktionsenergiespeicher verwendet werden. Die Anzahl der im Kraftfahrzeug eingebrachten Traktionsenergiespeicher bzw. die Gesamtkapazität der im Kraftfahrzeug eingebrachten Traktionsenergiespeicher kann beispielsweise in Abhängigkeit einer Nennleistung der elektrischen Maschine oder einer Gesamtnennleistung der elektrischen Maschinen erfolgen.
Zum Anschluss des Kraftfahrzeugs an eine Ladeeinrichtung kann erfin- dungsgemäß vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug wenigstens eine Ladedose aufweist, welche in einem Bereich über einem der Hinterräder angeordnet ist. Es ist auch möglich, dass das Kraftfahrzeug mehr als eine Ladedose aufweist, wobei beispielsweise bei zwei Ladedosen bevorzugt vorgesehen ist, dass jeweils eine Ladedose über einem der beiden Hinterräder an- geordnet ist. Bei mehreren Ladedosen kann vorgesehen sein, dass diese für das Aufladen über verschiedene Stromnetze vorgesehen sind, wie beispielsweise ein 230 V Stromnetz oder ein Schnellladesystem für Traktionsenergiespeicher. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in der vorderen Aufnahme ein Traktionsenergiespeicher eingesetzt ist, welcher als ein, insbesondere nach Öffnen einer vorderseitigen Abdeckung des Fahrzeugs, entnehmbarer Wechselenergiespeicher ausgeführt ist. Dadurch, dass sich der Traktionsenergiespeicher in der vorderen Aufnahme befindet, kann er nach dem Öffnen einer vorderseitigen Abdeckung des Fahrzeugs, wie beispielsweise eine Motorhaube, entnommen werden. Dies ermöglicht beispielsweise das Tauschen eines leeren Traktionsenergiespeichers gegen einen vollen oder das Austauschen eines defekten Traktionse- nergiespeichers.
Für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Anordnung wenigstens eines Traktionsenergiespeichers in einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ist vorgesehen, dass es die Schritte umfasst:
- Bereitstellen des Unterbodens, des wenigstens einen Traktionsenergiespeichers, eines Gestells, der elektrischen Verbindemittel und/oder der Kühlmittelleitungen,
Anordnen des wenigstens einen Traktionsenergiespeichers auf dem Gestell,
- Verbinden des Traktionsenergiespeichers mit den elektrischen Verbin- demitteln und/oder den Kühlmittelleitungen,
Anordnen des Gestells am Unterboden.
Der wenigstens eine auf dem Gestell angeordnete Traktionsenergiespeicher kann mit den elektrischen Verbindemitteln und/oder den Kühlmittelleitungen vorverkabelt werden, wodurch der Montageprozess eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs vereinfacht wird. Nach dem Anordnen des Gestells am Unterboden kann der Traktionsenergiespeicher beispielsweise mit seiner zugeordneten Aufnahme verbunden werden, wonach das Gestell wieder ent- fernt werden kann. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass das Gestell nach Befestigung des Traktionsenergiespeichers in seiner zugeordneten Aufnahme im Kraftfahrzeug verbleibt. Auf diese Weise können insbesondere mehrere Traktionsenergiespeicher in mehreren ihnen jeweils zugeordneten Aufnahmen des Kraftfahrzeugs eingebracht werden, wobei aufgrund der be- reits angeschlossenen elektrischen Verbindemittel und/oder der Kühlmittelleitungen ein Verkabelungsaufwand der Traktionsenergiespeicher reduziert wird. Die Traktionsenergiespeicher können untereinander beispielsweise über die elektrischen Verbindemittel verbunden werden und/oder mit weiteren Komponenten des Kraftfahrzeugs verbunden werden. Über die Kühlmit- telleitungen kann beispielsweise der Anschluss eines Traktionsenergiespeichers an einen Kühlmittelkreislauf des Kraftfahrzeugs erfolgen, um eine Kühlung des Traktionsenergiespeichers im Betrieb zu ermöglichen. Weiterhin kann für ein erfindungsgemäßes Verfahren vorgesehen sein, dass zusätzlich mit dem wenigstens einen Traktionsenergiespeicher verbindbare Komponenten bereitgestellt werden, welche auf dem Gestell angeordnet und mit dem Traktionsenergiespeicher über die elektrischen Verbindemittel verbunden werden. Dadurch kann eine Vorverkabelung des wenigstens einen Traktionsenergiespeichers mit den Komponenten außerhalb des Kraftfahrzeugs erfolgen, so dass die bereits verbundenen Komponenten und die Traktionsenergiespeicher im verbundenen Zustand im Kraftfahrzeug angeordnet werden können. Insbesondere ein in der hinteren Aufnahme eingesetzter Traktionsenergiespeicher und/oder ein oder mehrere Traktionsener- giespeicher, welche in einer mittleren Aufnahme eingesetzt sind, können so zusammen mit den Komponenten in dem Unterboden des Kraftfahrzeugs angeordnet bzw. an diesem befestigt werden.
Weiterhin kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass zusätzlich wenigs- tens eine Ladedose bereitgestellt wird, welche über elektrische Verbindemittel mit wenigstens einer Komponente und/oder dem wenigstens einen Traktionsenergiespeicher verbunden wird. Die wenigstens eine Ladedose wird auf diese Weise mit den Komponenten oder dem Traktionsenergiespeicher außerhalb des Unterbodens bereits verbunden, und dann mit den Komponen- ten und dem wenigstens einen Traktionsenergiespeicher am Unterboden angeordnet. Die Ladedose selbst muss dabei nicht am Unterboden befestigt werden, so dass eine nachträgliche Anordnung der Ladedose in einem Bereich über einem der Hinterräder des Kraftfahrzeugs möglich ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass zusätzlich wenigstens eine elektrische Maschine bereitgestellt wird, welche auf dem Gestell angeordnet und mit dem wenigstens ein Traktionsenergiespeicher über die elektrischen Verbindemittel verbunden und/oder an Kühlmittelleitungen angeschlossen wird. Somit können alle Komponenten des Elektroantriebs des Kraftfahrzeugs auf dem Gestell angeordnet und mit elektrischen Verbindemitteln verbunden bzw. verschaltet werden, wodurch auf eine nachträgliche Verkabelung des Elektroantriebs verzichtet werden kann. Die elektrische Maschine kann zusätzlich über Kühlmitteilleitungen an wenigstens einen Kühlmittelkreislauf des Kraftfahrzeugs angeschlossen werden, wodurch eine Kühlung der elektrischen Maschine während des Betriebs des Kraftfahrzeugs ermöglicht wird.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen
Kraftfahrzeugs
Fig. 2 eine perspektivische Prinzipdarstellung eines Unterbodens eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
Fig. 3 eine Prinzipdarstellung eines Unterbodens einer ersten Modellvariante eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
Fig. 4 eine Prinzipdarstellung eines Unterbodens einer zweiten Modellvariante eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
Fig. 5 eine Prinzipdarstellung eines Unterbodens einer dritten Modellvariante eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, sowie
Fig. 6 in einem erfindungsgemäßen Verfahren auf einem Rahmen angeordnete Elemente eines erfindungsgemäßen Kraftfahr- zeugs.
In Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1 dargestellt. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst eine vordere Aufnahme 2, eine mittlere Aufnahme 3, sowie eine hintere Aufnahme 4. In die vordere Aufnahme 2 ist ein der vorderen Aufnahme 2 zugeordneter Traktionsenergiespeicher 5 eingesetzt, in die mittlere Aufnahme 3 ist ein der mittleren Aufnahme 3 zugeordneter Traktionsenergiespeicher 6 eingesetzt sowie der hinteren Aufnahme 4 ein der hinteren Aufnahme 4 zugeordneter Trakti- onsenergiespeicher 7. Die vordere Aufnahme 2 befindet sich im Bereich zwischen den Vorderrädern 8 des Kraftfahrzeugs. Die mittlere Aufnahme 3 sowie die hintere Aufnahme 4 sind in einem Unterboden 9 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Die Aufnahmen 2, 3, 4 können dabei beispielsweise als Aussparungen oder als Rahmen ausgeführt sein, in die jeweils ein der jeweiligen Aufnahme 2, 3, 4 zugeordneter Traktionsenergiespeicher 5, 6, 7 eingesetzt werden kann. Die Aufnahmen 2, 3, 4 können Befestigungsvorrichtungen aufweisen, an denen die eingesetzten Traktionsenergiespeicher 5, 6, 7 beispielsweise durch Verschraubung befestigt werden können. Weiterhin umfasst das Kraftfahrzeug 1 eine elektrische Maschine 10, welche im Bereich zwischen dem Hinterrad 1 1 sowie dem gegenüberliegenden, nicht dargestellten Hinterrad angeordnet ist. Zusätzlich oder alternativ zu der elektrischen Maschine 1 1 kann das Kraftfahrzeug 1 auch eine elektrische Maschine 18 (hier gestrichelt dargestellt) umfassen, welche im Bereich zwi- sehen den Vorderrädern 8, beispielsweise unterhalb oder neben der vorderen Aufnahme 2, angeordnet ist. Im Bereich über dem Hinterrad 1 1 ist weiterhin eine Ladedose 12 angeordnet, welche über elektrische Verbindemittel 13 mit den Traktionsenergiespeichern 5, 6, 7 verbunden ist. Weiterhin sind mit den elektrischen Verbindemitteln 13 auch die Komponenten 14 unterei- nander sowie mit den Traktionsenergiespeichern 5, 6, 7 verbunden bzw. verschaltet. Die elektrische Verbindung bzw. Verschaltung über die elektrischen Verbindemittel 13 ist in Fig. 1 nur rein schematisch dargestellt. Die Komponenten 14 können beispielsweise ein Ladegerät, eine Vorrichtung zur kontaktlosen Energieübertragung, einen Gleichspannungswandler, einen Elekt- roheizer, und/oder einen Klimakompressor umfassen. Die Komponenten 14 können im Unterboden 9 des Kraftfahrzeugs angeordnet sein oder in einem Mitteltunnel (nicht hier dargestellt) des Kraftfahrzeugs 1 , welcher insbesondere mit dem Unterboden 9 des Kraftfahrzeugs verbunden sein kann. Fig. 2 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Unterbodens 9 eines erfindungs- gemäßen Kraftfahrzeugs. Der Übersicht halber ist in Fig. 2 bis Fig. 5 nur der Unterboden 9 des Kraftfahrzeugs 1 dargestellt, ein Innenraum und eine Karosserie des Kraftfahrzeuges sind hier nicht dargestellt. Zur Verdeutlichung der Orientierung des Unterbodens 9 und der Anordnung der Aufnahmen 2, 3, 4 sind jeweils die Vorderräder 8 sowie die Hinterräder 1 1 schematisch angedeutet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst im Bereich zwischen den Vorderrädern 8 die vordere Aufnahme 2, sowie im Bereich zwischen den Vorderrädern 8 und den Hinterrädern 1 1 die mittlere Aufnahme 3 sowie die hintere Aufnah- me 4. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Kraftfahrzeug sind in den Aufnahmen 2, 3, 4 keine Traktionsenergiespeicher eingesetzt.
Fig. 3 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Unterbodens 9 eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1 . Dabei ist in der vorderen Aufnahme 2 der Traktionsenergiespeicher 5 eingesetzt. In der mittleren Aufnahme 3 sowie der hinteren Aufnahme 4 sind keine Traktionsenergiespeicher eingesetzt.
Fig. 4 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Unterbodens 9 eines zweiten Aus- führungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1 , bei dem zusätzlich zu dem in der vorderen Aufnahme 2 eingesetzten Traktionsenergiespeicher 5 in der hinteren Aufnahme 4 der Traktionsenergiespeicher 7 eingesetzt ist. Die in Fig. 4 dargestellte zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1 weist verglichen mit der in Fig. 3 dargestell- ten, ersten Ausführungsform eine insgesamt höhere Kapazität der Traktionsenergiespeicher 5, 7 auf, da zusätzlich zu dem in der vorderen Aufnahme 2 angeordneten Traktionsenergiespeicher 5 in dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel der Traktionsenergiespeicher 7 in der hinteren Aufnahme 4 eingesetzt ist.
Fig. 5 stellt eine Prinzipdarstellung eines Unterbodens 9 eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1 dar. Dabei ist in der vorderen Aufnahme 2 der Traktionsenergiespeicher 5 angeordnet, in der mittleren Aufnahme 3 der Traktionsenergiespeicher 6 sowie in der hinteren Aufnahme 4 der Traktionsenergiespeicher 15. Das in Fig. 5 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel weist wiederum eine höhere Kapazität der Traktionsenergiespeicher 5, 6, 15 als das in Fig. 4 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel auf, da zusätzlich in der mittleren Aufnahme 3 der Traktionsenergie- Speicher 6 vorgesehen ist sowie in der hinteren Aufnahme 4 der Traktionsenergiespeicher 15 eingesetzt ist, welcher eine höhere Kapazität aufweist als der im zweiten Ausführungsbeispiel eingesetzte Traktionsenergiespeicher 7. Mit steigender Kapazität der eingesetzten Traktionsenergiespeicher können elektrische Maschinen mit höheren Nennleistungen verwendet werden und/oder höhere Reichweiten des Kraftfahrzeugs 1 erzielt werden. In allen Ausführungsbeispielen können als Traktionsenergiespeicher Anordnungen von Kondensatoren oder Batterien bzw. Akkumulatoren verwendet werden.
Fig. 6 zeigt ein Gestell 16, auf dem im Zuge eines erfindungsgemäßen Ver- fahrens die Traktionsenergiespeicher 5, 7, die elektrische Maschine 10 sowie die Komponenten 14 angeordnet und über die elektrischen Verbindemittel 13 miteinander elektrisch verbunden bzw. verschaltet wurden. Die Traktionsenergiespeicher 5, 7 sowie die elektrische Maschine 10 sind weiterhin mit Kühlmittelleitungen 17 verbunden, über die sie nach Montage in einem Kraft- fahrzeug 1 an einen oder mehrere Kühlkreisläufe des Kraftfahrzeugs angeschlossen werden können. Durch die Anordnung auf dem Gestell 16 können die gezeigten Elemente des Elektroantriebs vor der Montage in dem Kraftfahrzeug vorverkabelt werden. Je nach Ausgestaltung des bereitgestellten Unterbodens 9 des Kraftfahrzeugs kann eine Montage von der Unterseite oder der Oberseite des Unterbodens erfolgen. Es ist insbesondere auch möglich, dass eine andere Anzahl als die dargestellte an Komponenten 14 auf dem Gestell 16 angeordnet und vorverkabelt wird sowie dass zusätzlich wenigstens eine Ladedose 12 mit einer Komponente 14 und/oder einem der Traktionsenergiespeicher 5, 7 verbunden wird und/oder dass zusätzlich oder alternativ zu der elektrischen Maschine 10 die elektrische Maschine 18 auf dem Gestell 16 angeordnet und vorverkabelt wird. Auch können je nach Modell oder Ausstattungsvariante des Kraftfahrzeuges mehr Traktionsenergiespeicher und/oder Traktionsenergiespeicher mit größeren oder kleineren Kapazitäten auf dem Gestell 16 angeordnet und vorverkabelt werden.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
Kraftfahrzeug mit zwei Vorderrädern und zwei Hinterrädern sowie einem über einen Traktionsenergiespeicher betreibbaren Elektroantrieb, dadurch gekennzeichnet,
dass das Kraftfahrzeug im Bereich zwischen den Vorderrädern eine vordere Aufnahme für einen der vorderen Aufnahme zugeordneten Traktionsenergiespeicher sowie im Bereich zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern eine in einem Unterboden des Kraftfahrzeugs angeordnete hintere Aufnahme für einen der hinteren Aufnahme zugeordneten Traktionsenergiespeicher aufweist, wobei in den Aufnahmen Traktionsenergiespeicher einsetzbar oder eingesetzt sind.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kraftfahrzeug im Bereich zwischen der vorderen Aufnahme und der hinteren Aufnahme wenigstens eine im Unterboden des Kraftfahrzeugs angeordnete mittlere Aufnahme für einen der mittleren Aufnahme zugeordneten Traktionsenergiespeicher aufweist, wobei in der mittleren Aufnahme ein Traktionsenergiespeicher einsetzbar oder eingesetzt ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kraftfahrzeug im Bereich zwischen der vorderen Aufnahme und der hinteren Aufnahme weitere mit einem oder mehreren Traktionsenergiespeichern des Kraftfahrzeugs elektrisch verbindbare Komponenten aufweist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Komponenten in einem Mitteltunnel und/oder in dem Unterboden des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Kraftfahrzeug nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Komponenten wenigstens ein Ladegerät und/oder wenigstens eine Vorrichtung zur kontaktlosen Energieübertragung und/oder wenigstens einen Gleichspannungswandler und/oder wenigstens einen Elektroheizer und/oder wenigstens einen Klimakompressor umfassen.
Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Elektroantrieb des Kraftfahrzeugs wenigstens eine im Bereich der Hinterräder angeordnete elektrische Maschine und/oder wenigstens eine im Bereich der Vorderräder angeordnete elektrische Maschine um- fasst.
Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kraftfahrzeug wenigstens eine Ladedose aufweist, welche in einem Bereich über einem der Hinterräder angeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der vorderen Aufnahme ein Traktionsenergiespeicher eingesetzt ist, welcher als ein, insbesondere nach Öffnen einer vorderseitigen Abdeckung des Fahrzeugs, entnehmbarer Wechselenergiespeicher ausgeführt ist.
Verfahren zur Anordnung wenigstens einem Traktionsenergiespeicher in einem Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend die Schritte:
- Bereitstellen des Unterbodens, des wenigstens einen Traktionsenergiespeichers, eines Gestells, der elektrischen Verbindemittel und/oder der Kühlmittelleitungen, - Anordnen des wenigstens einen Traktionsenergiespeichers auf dem Gestell,
- Verbinden des Traktionsenergiespeichers mit den elektrischen Verbindern itteln und/oder den Kühlmittelleitungen,
- Anordnen des Gestells am Unterboden.
Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass zusätzlich mit dem wenigstens einen Traktionsenergiespeicher verbindbare Komponenten bereitgestellt werden, welche auf dem Gestell angeordnet und mit dem Traktionsenergiespeicher über die elektrischen Verbindemittel verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass zusätzlich wenigstens eine Ladedose bereitgestellt wird, welche über elektrische Verbindemittel mit wenigstens einer Komponente und/oder dem wenigstens einen Traktionsenergiespeicher verbunden wird.
Verfahren einem der Ansprüche 9 bis 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass zusätzlich wenigstens eine elektrische Maschine bereitgestellt wird, welche auf dem Gestell angeordnet und mit dem wenigstens ein Traktionsenergiespeicher über die elektrischen Verbindemittel verbunden und/oder an Kühlmittelleitungen angeschlossen wird.
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