WO2021089775A1

WO2021089775A1 - Bodengruppe für einen elektrisch betreibbaren kraftwagen

Info

Publication number: WO2021089775A1
Application number: PCT/EP2020/081277
Authority: WO
Inventors: Marcel MEDER; Jan Danneberg
Original assignee: Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Priority date: 2019-11-07
Filing date: 2020-11-06
Publication date: 2021-05-14
Also published as: CN114514160B; US20220340212A1; DE102019130050A1; CN114514160A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bodengruppe für einen elektrisch betreibbaren Kraftwagen, mit einem oberseitig einer Energiespeichereinrichtung (3) für einen Antrieb des Kraftwagen verlaufenden, wenigstens ein Bodenelement (9, 10) aufweisenden Fahrzeugboden (2), an welchen sich außenseitig jeweilige Seitenschweller (18) anschließen. Um zu erreichen, dass die Energiespeichereinrichtung (3) unterhalb des Fahrzeugbodens (2) besonders günstig im Crashfall, insbesondere im Seitencrashfall, vor übermäßigen Beschädigungen geschützt ist, ist im Bereich der Seitenschweller (18) eine erste, äußere Deformationszone (DI) der Bodengruppe ausgebildet, zu welcher die Energiespeichereinrichtung (3) unter Bildung einer zweiten, inneren Deformationszone (DII) in Fahrzeugquerrichtung in einem Abstand angeordnet ist, und dass die erste, äußere Deformationszone (DI) unterer einem geringeren Lastniveau deformierbar ist als die zweite, innere Deformationszone (DII).

Description

Bodengruppe für einen elektrisch betreibbaren Kraftwagen

Die Erfindung betrifft eine Bodengruppe für einen elektrisch betreibbaren Kraftwagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der EP 2 468609 A2 ist bereits eine derartige Bodengruppe bekannt, bei welcher oberseitig einer Energiespeichereinrichtung für einen Antrieb des Kraftwagens ein Fahrzeugboden angeordnet ist, welcher wenigstens ein Bodenelement umfasst und welcher außenseitig durch jeweilige Seitenschweller begrenzt ist.

Bekanntlich ist gerade es bei Bodengruppen von Kraftwagen mit unterhalb des Fahrzeugbodens angeordneter Energiespeichereinrichtung von besonders hoher Bedeutung, dass diese im Crashfall, insbesondere im Seitencrashfall, zumindest im Wesentlichen unversehrt bleibt. Dies wird jedoch insbesondere dann schwierig, wenn beispielsweise aufgrund der Platzverhältnisse oder aus anderen Erfordernissen heraus die jeweiligen Batteriemodule der Energiespeichereinrichtung längs angeordnet sind und demzufolge Querträger innerhalb der Energiespeichereinrichtung beziehungsweise innerhalb von deren Speichergehäuse nicht möglich sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bodengruppe der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher im Crashfall, insbesondere im Seitencrashfall, die Energiespeichereinrichtung besonders günstig geschützt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bodengruppe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Günstige Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die erfindungsgemäße Bodengruppe weist einen oberseitig einer Energiespeichereinrichtung und wenigstens ein Bodenelement aufweisenden Fahrzeugboden auf, an welchen sich außenseitig jeweilige Seitenschweller anschließen. Um dabei zu erreichen, dass die Energiespeichereinrichtung unterhalb des Fahrzeugbodens besonders günstig im Crashfall, insbesondere im Seitencrashfall, vor übermäßigen Beschädigungen geschützt ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass im Bereich der Seitenschweller eine erste Deformationszone der Bodengruppe ausgebildet ist, zu welcher die Energiespeichereinrichtung unter Bildung einer zweiten, inneren Deformationszone in Fahrzeugquerrichtung in einem Abstand angeordnet ist, wobei die erste, äußere Deformationszone unterer einem geringeren Lastniveau deformierbar ist als die zweite, innere Deformationszone. Erfindungsgemäß ist es demzufolge vorgesehen, außenseitig der Energiespeichereinrichtung eine äußere Deformationszone und eine innere Deformationszone der Bodengruppe zu schaffen, wobei die erste, äußere Deformationszone unter einem geringeren Lastniveau deformierbar ist als die zweite, innere Deformationszone. Somit ist innerhalb der beiden Deformationszonen eine Abfolge geschaffen, sodass zunächst die erste, äußere Deformationszone unter Absorption von Aufprallenergie und unter Abstützung an der zweiten, inneren Deformationszone deformiert wird, woraufhin im Anschluss daran die zweite, innere Deformationszone, welche unter einem demgegenüber höheren Lastniveau deformierbar ist und demzufolge zunächst eine Abstützung für die erste, äußere Deformationszone bereitstellt, unter Absorption von Aufprallenergie und unter Abstützung an einer inneren, stabilen Zone deformiert wird.

Bei erheblichen Unfallszenarien wird somit auch die zweite, innere Deformationszone unter Absorption von Aufprallenergie deformiert, wobei sich die zweite, innere Deformationszone dann innenseitig an der inneren Zone der Bodengruppe, welche im Bereich der Speichereinrichtung vorgesehen ist, abstützt. Hierdurch ist in optimaler Weise eine Abstufung der Lastniveaus innerhalb der jeweiligen Deformationszonen geschaffen, sodass die innenseitig dieser beiden Deformationszonen angeordnete Energiespeichereinrichtung in optimaler Weise auch bei schwerwiegenden Seitencrashfällen geschützt ist und nicht übermäßig deformiert wird.

In diesem Zusammenhang hat es sich als weiterhin vorteilhaft gezeigt, wenn die zweite, innere Deformationszone unterer einem geringeren Lastniveau deformierbar ist als die Bodengruppe im Bereich der Energiespeichereinrichtung. Im Bereich der Energiespeichereinrichtung ist nämlich die Bodengruppe vorzugsweise nach Art einer Sicherheitsfahrgastzelle derart ausgesteift, dass in diesem Bereich keine nennenswerten beziehungsweise beispielsweise die Dichtheit der Energiespeichereinrichtung gefährdenden Deformationen auftreten können. Vielmehr wird vorzugsweise die komplette Energie innerhalb der beiden Deformationszonen aufgebaut, sodass die im Bereich der Energiespeichereinrichtung der Bodengruppe vorgesehene robuste innere Zone die Energiespeichereinrichtung schützt und weitestgehend undeformiert erhalten bleibt. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass oberseitig des Bodenelements des Fahrzeugbodens wenigstens ein Bodenquerträger vorgesehen ist, welcher im Bereich der zweiten, inneren Deformationszone unterer einem geringeren Lastniveau deformierbar ist als im Bereich oberhalb der Energiespeichereinrichtung.

Durch derartige Bodenquerträger kann demzufolge die Steifigkeit der Bodengruppe im Bereich der Energiespeichereinrichtung, welche die innere Zone der Bodengruppe bildet, besonders günstig ausgesteift und erhöht werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass in einer Schwellerhohlkammer des jeweiligen Seitenschwellers ein jeweiliges Energieabsorptionselement vorgesehen ist. Demzufolge bildet vorzugsweise der jeweilige Seitenschweller die erste, äußere Deformationszone, welcher vorzugsweise mit dem entsprechenden Energieabsorptionselement ausgestattet ist, um in einer ersten Phase des Seitenaufpralls entsprechend viel Aufprallenergie aufnehmen beziehungsweise absorbieren zu können.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Energieabsorptionselement lediglich in einem oberen Teilbereich der Schwellerhohlkammer des jeweiligen Seitenschwellers angeordnet ist. Somit ist das Energiespeichereinrichtung vorzugsweise in einer Höhenlage beziehungsweise Position bezogen auf die Fahrzeughochrichtung angeordnet, welche in etwa der Position des Fahrzeugbodens entspricht. Hierdurch ergibt sich eine besonders günstige Abstützung der jeweiligen Energieabsorptionselemente am innenseitig davon angeordneten Fahrzeugboden, wobei ein oberer Lastpfad ausgebildet ist. Dies ist insbesondere erheblich, wenn wegen fehlender Querträger im Bereich der Energiespeichereinrichtung oder wegen des Abstandes des Speichergehäuses zum Seitenschweller kein zweiter, unterer Lastpfad ausgebildet werden kann. Durch die Anordnung des Energieabsorptionselements in einer Höhenlage mit dem Fahrzeugboden kann es somit auch zu keiner Momenteneinleitung kommen, infolgedessen beispielsweise das Energieabsorptionselement um eine sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Torsionsachse unter den Fahrzeugboden tordiert wird und demzufolge nicht sein komplettes Energieabsorptionsvermögen ausschöpfen kann.

In diesem Zusammenhang hat es sich als weiterhin vorteilhaft gezeigt, wenn das jeweilige Energieabsorptionselement in Fahrzeughochrichtung zumindest im Wesentlichen in Überdeckung mit den Bodenquerträgern, welche sich oberseitig des jeweiligen Bodenelements des Fahrzeugbodens befinden, angeordnet ist. Hierdurch wird wiederum eine optimale Abstützung des Energieabsorptionselements zur Fahrzeugmitte hin am Fahrzeugboden und an den jeweiligen Bodenquerträgern und die Bildung eines entsprechenden Lastpfades erreicht, ohne dass es zu den bereits beschriebenen Torsionsvorgängen des jeweiligen Energieabsorptionselements und dem zufolge zu einer Verminderung von deren Leistungsfähigkeit zur Aufnahme von Aufprallenergie kommen kann.

Die vorliegende Bodengruppe eignet sich - wie vorstehend bereits beschrieben - insbesondere beim Einsatz von Energiespeichereinrichtungen, welche frei von Querträgern, insbesondere innerhalb des Speichergehäuses der Energieabsorptionselemente - ausgebildet sind. Somit kann die Energiespeichereinrichtung in besonders günstiger Weise, insbesondere auch in Längsanordnung, mit jeweiligen Batteriemodulen bestückt werden, ohne dass Querträger innerhalb des Speichergehäuses der Energiespeichereinrichtung sich nachteilig auswirken. Der Verlust an den beschriebenen Querträgern wirkt sich jedoch - wie oben beschrieben - nicht nachteilig auf das Sicherheitskonzept im Fall eines Seitenaufpralls auf die Bodengruppe aus, da wie gesagt die beiden Deformationszonen vorgesehen sind, welche die innere, zumindest im Wesentlichen steife Zone der Bodengruppe schützen.

Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn unterseitig des Fahrzeugbodens und außenseitig der Energiespeichereinrichtung ein jeweiliger Längsträger vorgesehen ist, der die zweite, innere Deformationszone zur Fahrzeugmitte hin begrenzt. Durch diesen Längsträger ist insbesondere die Steifigkeit der inneren Zone der Bodengruppe im Bereich der Energiespeichereinrichtung nochmals verbessert.

Weitere Angaben und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.

Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 jeweils eine perspektivische und ausschnittsweise Seitenansicht sowie Unteransicht auf einen elektrisch betreibbaren Kraftwagen mit einer Bodengruppe mit einer unterseitig eines Fahrzeugbodens angeordneten Energiespeichereinrichtung, wobei in den beiden linken Darstellungen der Kraftwagen vor einem Anprall auf einen Pfahl und in den beiden rechten Darstellungen nach einem Anprall auf einen Pfahl dargestellt ist,

Fig. 2 eine ausschnittsweise Perspektivansicht von schräg oben auf die Bodengruppe des Kraftwagens gemäß Fig. 1, wobei insbesondere jeweilige, oberhalb eines Bodenelements des Fahrzeugbodens angeordnete Querträger erkennbar sind, welche sich zwischen jeweiligen Seitenschwellers erstrecken,

Fig. 3 eine ausschnittsweise und vergrößerte Schnittansicht durch die Bodengruppe des Kraftwagens gemäß den Fig. 1 und 2 entlang einer in Fig. 2 erkennbaren, durch die Linie lll-lll repräsentierten, in Fahrzeughochrichtung beziehungsweise in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Schnittebene,

Fig. 4 eine ausschnittsweise Schnittansicht durch die Bodengruppe analog zu Fig. 3, wobei insbesondere ein Kraftfluss bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung der Bodengruppe bei einem Seitenaufprall verdeutlicht ist,

Fig. 5 eine ausschnittsweise Perspektivansicht auf die Anbindung der jeweiligen Bodenquerträger an den seitlich jeweils zugeordneten Seitenschweller,

Fig. 6 eine ausschnittsweise und geschnittene Perspektivansicht auf die Bodengruppe im Bereich der Anbindung einer der Bodenquerträger an den seitlich korrespondierenden Seitenschweller,

Fig. 7 jeweilige Schnittansichten der Bodengruppe analog zu den Fig. 3 und 4, wobei eine Abfolge der Deformation der jeweiligen Bauteile der Bodengruppe bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung in Folge eines Seitenaufpralls erkennbar ist.

In Fig. 1 ist ein elektrisch antreibbarer Kraftwagen in jeweiligen ausschnittsweisen und perspektivischen Seitenansichten beziehungsweise Unteransichten dargestellt. Die beiden linken Darstellungen zeigen dabei eine jeweilige Seiten- beziehungsweise Unteransicht auf den Kraftwagen vor einem Seitencrash mit einem Pfahl 1, die beiden rechten Darstellungen zeigen eine jeweilige Ansicht nach dem Anprall auf den Pfahl 1.

Insbesondere aus den beiden Unteransichten gemäß den beiden unteren Darstellungen in Fig. 1 ist dabei erkennbar, dass der elektrisch betreibbare Kraftwagen unterseitig eines Fahrzeugbodens 2 eine Energiespeichereinrichtung 3 aufweist, welche hier der Übersichtlichkeit halber ohne ein unteres Gehäuseteil eines Speichergehäuses 4 dargestellt ist. Dieses Speichergehäuse 4 kann - wie im vorliegenden Fall im Weiteren noch erläutert wird - partiell und vorliegend oberseitig durch den Fahrzeugboden 2 selbst gebildet sein. In diesem Fall bildet der Fahrzeugboden 2 demzufolge im Wesentlichen ein oberes Gehäuseteil des Speichergehäuses 4, welches unterseitig durch ein weiteres Gehäuseteil ergänzt beziehungsweise gasdicht verschlossen wird. Alternativ hierzu ist es jedoch auch denkbar, ein komplett geschlossenes Speichergehäuse 4 einzusetzen, welches als solches unterseitig des Fahrzeugbodens 2 angeordnet beziehungsweise befestigt wird.

Aus den Unteransichten gemäß Fig. 1 ist dabei erkennbar, dass im vorliegenden Fall jeweilige Batteriemodule 5 in Längsanordnung, also in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet, angeordnet sind. Bei einer derartigen Längsanordnung der Batteriemodule 5 sind Querträger innerhalb des Speichergehäuses 4 beziehungsweise innerhalb der Energiespeichereinrichtung 3 nicht möglich. Demzufolge ist vorliegend die Energiespeichereinrichtung 3 beziehungsweise deren Speichergehäuse 4 frei von derartigen Querträgern ausgebildet. Dies bedeutet allerdings auch, dass entsprechende Maßnahmen ergriffen werden müssen, um bei einem Seitenaufprall, insbesondere bei einem Pfahlanprall, welcher hier in den beiden rechten Darstellungen von Fig. 1 im Verlauf des Unfallszenarios gezeigt ist, um insbesondere für die

Energiespeichereinrichtung 3 einen hinreichen Schutz vor übermäßigen Beschädigungen zu erreichen. Fig. 2 zeigt in einer horizontalen Schnittansicht der Karosserie des Kraftwagens deren Bodengruppe mit dem oberseitig der Energiespeichereinrichtung 3 angeordneten Fahrzeugboden 2, welcher im Bereich eines Hauptbodens 6, welcher sich nach vorne hin bis zu einer vorderen Stirnwand 7 nach hinten hin bis zu einem Fersenblech 8 erstreckt, wenigstens ein Bodenelement 9 umfasst. Dieses Bodenelement 9 kann beispielsweise als einstückiges Bodenblech oder aus einem anderen Material hergestellt sein. Natürlich kann das Bodenelement 9 auch mehrteilig ausgebildet sein. Hinter dem Fersenblech 8 erstreckt sich ein hinteres Bodenelement 10 bis zu einem Querträger 11, an welchem der Fahrzeugboden 2 beziehungsweise die Bodengruppe in einen Hinterwagen 12 übergehen. Nach vorne hin schließt sich an die Bodengruppe vorderseitig der Stirnwand 7 der Vorderwagen 13 an.

Wie nun aus Fig. 2 des Weiteren erkennbar ist, weist der Fahrzeugboden 2 oberseitig des Bodenelements 9 im Bereich des Hauptbodens 6 eine Mehrzahl jeweiliger Bodenquerträger 14, 15, 16, 17 auf, deren Form im Weiteren noch näher erläutert werden wird und welche sich zwischen jeweiligen Seitenschwellern 18, die unterseitig jeweiliger Seitenwände 19 angeordnet sind, erstrecken.

Eine Zusammenschau mit Fig. 3, welche die Bodengruppe in einer ausschnittsweisen Schnittansicht entlang einer durch die Linie lll-lll in Fig. 2 angedeuteten, in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) und in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) verlaufenden Schnittebene im Bereich des entsprechenden Seitenschwellers 18 zeigt, wird erkennbar, dass die Bodengruppe zwei Deformationszonen Dl und Dil aufweist, welche eine innere Zone I der Bodengruppe beziehungsweise der Energiespeichereinrichtung 3 vor einer Beschädigung im Fall eines Seitenaufpralls auf den Pfahl 1 schützen sollen.

Im Bereich des jeweiligen Seitenschwellers 18 ist dabei die erste, äußere Deformationszone Dl der Bodengruppe ausgebildet, welche sich vorliegend über die in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) gesehen komplette Breite des Seitenschwellers 18 erstreckt beziehungsweise durch diesen gebildet wird. In Fig. 3 ist hierbei ein inneres, zumindest im Wesentlichen L-förmiges, inneres Schwellerschalenteil 20 erkennbar, welches von einem unteren äußeren Flansch 21 bis zu einem oberen inneren Flansch 22 verläuft. Außerdem ist dieses inneren Schwellerschalenteil 20 mit einem Flansch 23 des Bodenelements 9 gefügt, insbesondere verschweißt. Nicht erkennbar ist im vorliegenden Fall ein äußeres Schwellerschalenteil, welches über die Flansche 21 und 22 mit dem inneren Schwellerschalenteil 20 verbunden ist, und eine Schwellerhohlkammer 24 ausbildet, in welcher vorliegend ein Verstärkungsteil 25 angeordnet ist. Das Verstärkungsteil 25 ist im Wesentlichen U-förmig im Querschnitt ausgebildet und bildet somit mit dem inneren Schwellerschalenteil 20 eine weitere Hohlkammer 26 aus, innerhalb welcher ein Energieabsorptionselement 27 in einem oberen Teil des Seitenschwellers 18 angeordnet ist. Das Energieabsorptionselement 27 ist beispielsweise aus einem Blechelement durch Rollformen entsprechender Hohlkammern 28 gebildet.

Weiterhin ist erkennbar, dass das Energieabsorptionselement 27 in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) zumindest im Wesentlichen in Überdeckung beziehungsweise auf Höhe der jeweiligen Bodenquerträger 14, 15, 16, 17 angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich eine im Wesentlichen drehmomentfreie Abstützung des Energieabsorptionselements 27 am Fahrzeugboden 2, welcher die jeweiligen Bodenquerträger 14, 15, 16, 17 sowie das Bodenelement 9 umfasst, und damit einhergehend auf eine optimale Weitergabe entsprechender unfallbedingter Kräfte.

An die äußere Deformationszone Dl schließt sich die innere Deformationszone Dil an, welche sich ausgehend vom inneren Wandbereich des inneren Schwellerschalenteils 20 beziehungsweise vom inneren Ende des Seitenschwellers 18 in Fahrzeugquerrichtung (y- Richtung) zur Fahrzeugmitte hin erstreckt. Die Energiespeichereinrichtung 3 ist hierbei unter Bildung der zweiten, inneren Deformationszone Dil in Fahrzeugquerrichtung in einem Abstand von der ersten Deformationszone Dl beziehungsweise von dem Seitenschweller 18, der hier im Wesentlichen die erste Deformationszone Dl bildet, angeordnet ist. Nach innen hin endet die innere, zweite Deformationszone Dil im Bereich der Energiespeichereinrichtung, in deren Bereich die innere Zone I der Bodengruppe ausgebildet ist.

Die innere, zweite Deformationszone Dil ist dabei unter anderem dadurch gebildet, dass die jeweiligen Bodenquerträger 14, 15, 16, 17 im Bereich der inneren Zone I der Bodengruppe 2 schalig mit einer inneren Teilschale 29 und einer äußeren Teilschale gebildet sind, wobei sich - wie dies insbesondere aus den Fig. 3 bis 6 erkennbar ist - die innere, untere Teilschale 29 des jeweiligen Bodenquerträgers 14, 15, 16, 17 bis zur Innenwand des inneren Schwellerschalenteils 20 des Seitenschwellers 18 erstreckt, die jeweilige äußere Teilschale 30 des entsprechenden Bodenquerträgers 14, 15, 16, 17 allerdings zumindest im Wesentlichen lediglich bis in den Bereich des Übergangs zwischen der inneren, zweiten Deformationszone Dil und der innere Zone I der Bodengruppe. Durch diese gezielte Materialeinsparung beziehungsweise Materialschwächung der Bodenquerträger 14, 15, 16, 17 wird hierbei erreicht, dass die zweite, innere Deformationszone Dil unter einem geringeren Lastniveau deformierbar ist als die innere Zone I der Bodengruppe, in welcher die Energiespeichereinrichtung 3 angeordnet ist.

Darüber hinaus ist der jeweilige Seitenschweller 18 mit dem Verstärkungsteil 25 und dem Energiespeichereinrichtung 27, welche die äußere, erste Deformationszone Dl bilden, so ausgebildet und abgestimmt, dass diese unter einem geringeren Lastniveau deformierbar ist als die zweite, innere Deformationszone Dil und somit auch als die innere Zone I der Bodengruppe. Hierdurch ergibt sich auf die gewünschte Weise eine Abfolge der Deformation der jeweiligen Deformationszonen Dl beziehungsweise Dil und eine stabile Abstützung dieser Deformationszonen Dl, Dil an der inneren Zone I der Bodengruppe, wie dies im Weiteren im Zusammenhang mit Fig. 7 noch näher erläutert werden wird.

Wie des Weiteren aus Fig. 4, welche analog zu Fig. 3 eine ausschnittsweise Schnittansicht durch die Bodengruppe zeigt, erkennbar ist, ist insbesondere das Energieabsorptionselement 27 so dimensioniert und auf Höhe des Fahrzeugbodens 2 und in Überdeckung mit den jeweiligen Bodenquerträgern 14, 15, 16, 17 angeordnet, dass sich bei einer unfallbedingten Krafteinleitung eine optimale Abstützung des Energieabsorptionselements 27 ergibt beziehungsweise das - wie mit den Pfeilen 31 dargestellt - sich ein optimaler Lasteintrag in die jeweiligen Bodenquerträger 14, 5, 16, 17 realisieren lässt. Hier bildet das Energieabsorptionselement 27 mit dem Fahrzeugboden 2, welcher das Bodenelement 9 und die Bodenquerträger 14, 15, 16, 17 umfasst, einen oberen Lastpfad gemäß den Pfeilen 31 aus, über welchen die eingeleitete Energie eingetragen wird. Dies ist insbesondere erheblich, weil wegen fehlender Querträger im Bereich der Energiespeichereinrichtung 3 beziehungsweise wegen des Abstandes des Speichergehäuses 4 zum Seitenschweller 18 kein zweiter, unterer Lastpfad auf Höhe eines unteren Teilbereichs des Seitenschwellers 18 ausgebildet werden kann.

Die Fig. 5 und 6 zeigen jeweils in einer ausschnittsweisen und perspektivischen Schnittansicht die Anordnung und Abstützung der jeweiligen Bodenquerträger 14, 15, 16, 17 oberseitig des korrespondierenden Bodenelements 9 der Fahrzeugbodens 2 sowie deren Abstützung innenseitig des jeweils seitlich zugeordneten Seitenschwellers 18. Sowohl die inneren Teilschalen 29 als auch die äußeren Teilschalen 30 des jeweiligen Bodenquerträgers 14, 15, 16, 17 sind im vorliegenden Fall beispielsweise als Rollformprofile aus hochfestem Stahl mit einer Zugfestigkeit R_m>1000 MPa ausgebildet. Die jeweilige innere Teilschale 29 ist dabei oberseitig des Bodenelements über jeweilige Flanschverbindungen gefügt. Die jeweilige äußere Teilschale 30 ist an korrespondierenden äußeren Flanschen der inneren Teilschale 29 gefügt.

Aus den Fig. 5 und 6 ist weiterhin erkennbar, dass die äußeren Teilschalen 30 in einem seitlichen Abstand vor dem Seitenschweller 18 liegen und demzufolge kürzer ausgebildet sind als die jeweiligen inneren Teilschalen 29, welche bis zumindest im Wesentlichen an die jeweiligen Seitenschweller 18 ragen. Hierdurch wird - wie bereits beschrieben - unter anderem die Ausgestaltung der inneren, zweiten Deformationszone Dil beziehungsweise die lastbezogene Abstufung der zweiten zur ersten Deformationszone Dil, Dil erreicht.

Die Bodenquerträger 14, 15, 16, 17 sind mit ihren jeweiligen Enden zwischen dem Bodenelement 9 und einem jeweils zugeordneten, an dem jeweiligen Seitenschweller 18 angeordneten und sich oberseitig der Enden des jeweiligen Bodenquerträgers 14, 15, 16, 17 abstützenden Flanschelementen 32 aufgenommen. Mit anderen Worten stützen sich die Flanschelemente 32 von oben hier gegen die innere Teilschale 29 des jeweiligen Bodenquerträgers 14, 15, 16, 17 ab. Die Flanschelemente 32 sind hierbei innenseitig am korrespondierenden Seitenschweller 18 angeschweißt. Die Verbindung zum jeweiligen Bodenquerträger 14, 15, 16, 17 kann ebenfalls durch Schweißen oder eine andere Fügeverbindung oder mechanische Verbindung erfolgen.

Wie in Zusammenschau der Fig. 4 und 6 erkennbar ist, ist unterseitig des Fahrzeugbodens 2 beziehungsweise des Bodenelements 9 und außenseitig der Energiespeichereinrichtung 3 ein jeweiliger Längsträger vorgesehen, welcher zumindest im Wesentlichen U-förmig gestaltet und von unten her gegen das Bodenelement 9 gefügt ist. Dieser Bodenlängsträger 33 begrenzt mit seiner Innenseite außerdem die zweite Deformationszone Dil. Dies bedeutet, dass im Verlauf eines Lasteintrags und nach Deformation der ersten Deformationszone Dl die zweite Deformationszone Dil maximal bis zur inneren Seite des Bodenlängsträgers 33 deformiert werden darf, da dann die innere Zone I beginnt, in welcher die Energiespeichereinrichtung 3 angeordnet ist.

Aus Fig. 4 ist des Weiteren erkennbar, dass unterseitig dem Bodenlängsträger 33 ein unteres Gehäuseteil 34 des Speichergehäuses 4 der Energiespeichereinrichtung 3 befestigt ist. Gegebenenfalls kann hierbei eine Abdichtung des Bodenelements 9 zum Bodenlängsträger 33 und im weiteren zum unteren Gehäuseteil 34 erfolgen, um somit die Energiespeichereinrichtung 3 karosserieintegriert einzuhausen. Alternativ hierzu kann die Energiespeichereinrichtung auch in einem separaten Speichergehäuse 4 eingehaust sein, welches unterseitig des Fahrzeugbodens 3 befestigt ist.

Schließlich soll anhand von Fig. 7 die Funktionsweise der Bodengruppe bei einem Anprall mit dem Pfahl 1 erläutert werden. Fig. 7 zeigt hierbei in jeweiligen Schnittansichten analog zu den Fig. 3 und 4 eine Abfolge der Deformation beim Aufprall der Bodengruppe beziehungsweise des Kraftwagens auf den Pfahl 1.

Die Darstellung oben links zeigt dabei die Bodengruppe in undeformierten Zustand vor dem Anprall auf den Pfahl 1. Die mittlere obere Darstellung in Fig. 7 zeigt nach dem Anprall des Pfahls 1 die Deformation der ersten Deformationszone Dl beziehungsweise des Seitenschwellers 18, welcher mit einem entsprechend geringeren Lastniveau deformierbar ist als die innenseitig davon angeordnete innere beziehungsweise zweite Deformationszone Dil. Diese hält dem Lastniveau stand und deformiert zudem in der mittleren Darstellung von Fig. 7 gezeigten Zeitpunkt noch nicht. Im Weiteren ist in der rechten oberen Darstellung von Fig. 7 erkennbar, wie die äußere, erste Deformationszone Dl beziehungsweise der Seitenschweller 18 im Wesentlichen vollständig aufgezehrt ist und bei weiterer Kraftbeaufschlagung die Deformation der zweiten, inneren Deformationszone Dil initiiert wird, nachdem ein gewisses Lastniveau erreicht beziehungsweise die erste Deformationszone Dl auf Block gegangen ist. Da die zweite Deformationszone Dil unter einem geringeren Lastniveau deformierbar ist als die steife, innere Zone I der Bodengruppe, bleibt diese innere Zone I zumindest im Wesentlichen undeformiert intakt. Gemäß der linken unteren Darstellung in Fig. 7 ist im weiteren Verlauf des Unfallszenarios zumindest ein Teil der inneren, zweiten Deformationszone Dil unter Absorption weiterer Aufprallenergie deformiert, wobei die robuste innere Zone I die Energiespeichereinrichtung 3 und das Speichergehäuse 4 vor erheblichen Beschädigungen und Undichtigkeiten schützt, da die Energie komplett in den beiden Deformationszonen Dl und Dil abgebaut wurde. Die rechte untere Darstellung in Fig. 7 zeigt die Bodengruppe nach Abschluss des Seitenaufpralls, bei dem sich die Bodengruppe beziehungsweise der Kraftwagen bereits leicht vom Pfahl 1 löst. Erkennbar ist hierbei ein optimaler Faltenwurf 35, der inneren Teilschale 29 der jeweiligen Bodenquerträger 14, 15, 16 zur maximalen Energieabsorption im Bereich der Verstärkungen der jeweiligen Bodenquerträger 14, 15, 16, 17. Bezugszeichenliste

Pfahl

Fahrzeugboden

Energiespeichereinrichtung

Speichergehäuse

Batteriemodul

Hauptboden

Stirnwand

Fersenblech

Bodenelement

Querträger

Hinterwagen

Vorderwagen

Bodenquerträger

Seitenschweller

Seitenwand inneres Schwellerschalenteil

Flansch

Schwellerhohlkammer

Verstärkungsteil

Hohlkammer

Energieabsorptionselement

Hohlkammer

Teilschale

Pfeil

Flanschelement

Bodenlängsträger

Gehäuseteil 35 Faltenwurf

Dl Deformationszone

Dil Deformationszone Innere Zone R_m Zugfestigkeit

Claims

Patentansprüche

1. Bodengruppe für einen elektrisch betreibbaren Kraftwagen, mit einem oberseitig einer Energiespeichereinrichtung (3) für einen Antrieb des Kraftwagen verlaufenden, wenigstens ein Bodenelement (9, 10) aufweisenden Fahrzeugboden

(2), an welchen sich außenseitig jeweilige Seitenschweller (18) anschließen, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Seitenschweller (18) eine erste, äußere Deformationszone (Dl) der Bodengruppe ausgebildet ist, zu welcher die Energiespeichereinrichtung (3) unter Bildung einer zweiten, inneren Deformationszone (Dil) in Fahrzeugquerrichtung in einem Abstand angeordnet ist, und dass die erste, äußere Deformationszone (Dl) unterer einem geringeren Lastniveau deformierbar ist als die zweite, innere Deformationszone (Dil).

2. Bodengruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite, innere Deformationszone (Dil) unterer einem geringeren Lastniveau deformierbar ist als eine innere Zone (I) der Bodengruppe im Bereich der Energiespeichereinrichtung (3).

3. Bodengruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass oberseitig des Bodenelements (9, 10) des Fahrzeugboden (2) wenigstens ein Bodenquerträger (14, 15, 16, 17) vorgesehen ist, welcher im Bereich der zweiten, inneren Deformationszone (Dil) unterer einem geringeren Lastniveau deformierbar als die innere Zone (I) der Bodengruppe im Bereich der Energiespeichereinrichtung

(3).

4. Bodengruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Schwellerhohlkammer (24) des jeweiligen Seitenschwellers (18) ein jeweiliges Energieabsorptionselement (27) vorgesehen ist.

5. Bodengruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieabsorptionselement (27) lediglich in einem oberen Teilbereich der Schwellerhohlkammer (24) des jeweiligen Seitenschwellers (18) angeordnet ist.

6. Bodengruppe nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieabsorptionselement (27) in Fahrzeughochrichtung zumindest im Wesentlichen in Überdeckung mit den Bodenquerträgern (14, 15, 16, 17) angeordnet ist.

7. Bodengruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinrichtung (3) frei von Querträgern (11) ausgebildet ist.

8. Bodengruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterseitig des Fahrzeugbodens (2) und außenseitig der

Energiespeichereinrichtung (3) ein jeweiliger Bodenlängsträger (33) vorgesehen ist, der die die zweite, innere Deformationszone (Dil) zur Fahrzeugmitte hin begrenzt.