WO2021148209A1 - Modulare kraftfahrzeugarchitektur - Google Patents

Modulare kraftfahrzeugarchitektur Download PDF

Info

Publication number
WO2021148209A1
WO2021148209A1 PCT/EP2020/086876 EP2020086876W WO2021148209A1 WO 2021148209 A1 WO2021148209 A1 WO 2021148209A1 EP 2020086876 W EP2020086876 W EP 2020086876W WO 2021148209 A1 WO2021148209 A1 WO 2021148209A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
energy storage
motor vehicle
installation space
module installation
unit module
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/086876
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Warkotsch
Richard Eiletz
Alexander-Wilhelm Otte
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft filed Critical Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Priority to CN202080081880.3A priority Critical patent/CN114761263A/zh
Priority to US17/790,313 priority patent/US20230039653A1/en
Publication of WO2021148209A1 publication Critical patent/WO2021148209A1/de

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03Fuel tanks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03Fuel tanks
    • B60K15/063Arrangement of tanks
    • B60K15/067Mounting of tanks
    • B60K15/07Mounting of tanks of gas tanks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0405Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion characterised by their position
    • B60K2001/0438Arrangement under the floor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03Fuel tanks
    • B60K15/063Arrangement of tanks
    • B60K2015/0634Arrangement of tanks the fuel tank is arranged below the vehicle floor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

Eine modulare Kraftfahrzeugarchitektur für Kraftfahrzeuge (1, 1', 1") unterschiedlicher Kraftfahrzeugtypen mit jeweils zumindest einer Antriebsmaschine und zumindest einem der zumindest einen Antriebsmaschine zugeordneten Energiespeicher, wobei der zumindest eine Energiespeicher in einer modular aufgebauten Unterflur- Energiespeicherbaugruppe (2, 2', 2") aufgenommen ist, die eine Mehrzahl von in zumindest einer Außenabmessung standardisierten Energiespeichermodulen (30, 32, 34, 36; 30A, 32A, 34A, 36A; 30B, 32B, 34B, 36B) aufweist, wobei jedem Kraftfahrzeugtyp eine Unterflur- Energiespeicherbaugruppe (2, 2', 2") aus einer Mehrzahl von standardisierten Unterflur-Energiespeicherbaugruppen zugeordnet ist und wobei die jeweilige Unterflur-Energiespeicherbaugruppe (2, 2', 2") eine Mehrzahl von Einheitsmoduleinbauräumen (20, 22, 24, 26; 20A, 22A, 24A, 26A; 20B, 22B, 24B, 26B) aufweist, die in einer in Längsrichtung (X) des Kraftfahrzeugs (1, 1', 1") verlaufenden Längsabmessung (x) standardisiert sind und die ausgebildet sind, um jeweils zumindest ein standardisiertes Energiespeichermodul (30, 32, 34, 36; 30A, 32A, 34A, 36A; 30B, 32B, 34B, 36B) aufzunehmen.

Description

Modulare Kraftfahrzeugarchitektur
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine modulare Kraftfahrzeugarchitektur für Kraftfahrzeuge unterschiedlicher Kraftfahrzeugtypen mit jeweils zumindest einer Antriebsmaschine und zumindest einem der zumindest einen Antriebsmaschine zugeordneten Energiespeicher, der in einer modular aufgebauten Unterflur-Energiespeicherbaugruppe aufgenommen ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einer solchen modularen Kraftfahrzeugarchitektur mit einer modular aufgebauten Unterflur- Energiespeicherbaugruppe.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bekannte Elektrofahrzeuge weisen eine sogenannte Traktionsbatterie auf, die zur Speicherung von elektrischer Energie für einen Elektroantrieb des Elektrokraftfahrzeugs dient. Eine derartige Traktionsbatterie bildet eine Batteriebaugruppe, die Batteriemodule aufweist, welche wiederum aus Batteriezellen aufgebaut sind. Die Batteriemodule sind in einem Gehäuse untergebracht, das zum Schutz der Batteriemodule und somit auch der Batteriezellen dient und das auch Vorrichtungen zur Klimatisierung und Steuerung der Batteriezellen enthält. Zum Beispiel ist eine derartige Batteriebaugruppe mit einem Gehäuse in einem Bodenbereich eines Kraftfahrzeugs zwischen Vorder- und Hinterachse des Kraftfahrzeugs als Unterflurbatterie angeordnet
Batterieelektrische Fahrzeuge (BEV) sind weit verbreitet mit derartigen Unterflur-Batterieanordnungen versehen. Eine solche Anordnung der Batteriemodule sorgt für einen niedrigen Fahrzeugschwerpunkt, der im Hinblick auf das Fahrverhalten allgemein erwünscht ist. Des Weiteren ermöglicht die Unterfluranordnung einen unkomplizierten Zugang zu den Batteriemodulen und sogar einen schnellen Austausch der Batteriemodule im Reparatur- oder Servicefall. Die Batteriemodule, die aus einer Vielzahl von Batteriezellen zusammengesetzt sind, werden herkömmlicherweise an die Unterbodenarchitektur des jeweiligen Fahrzeugs angepasst. Diese Konstruktionsweise ist aufwendig, insbesondere wenn ein Fahrzeugtyp mehrere Fahrzeugderivate aufweist, also beispielsweise in mehreren Antriebsvarianten (BEV, Verbrennungsmotor-Fahrzeuge, Hybridfahrzeuge, Brennstoffzellenfahrzeuge) angeboten wird, die unterschiedliche Energiespeicher benötigen, und in mehreren Karosserievarianten mit beispielsweise unterschiedlichen Fahrzeughöhen, unterschiedlichen Radständen und unterschiedlichen Raddurchmessern angeboten wird (Limousine kurz/lang, Coupe, Cabrio, Kombi, SUV, Sportwagen etc.), die unterschiedliche Platzverhältnisse für eine Unterfluranordnung von Energiespeichern aufweisen.
STAND DER TECHNIK
In der DE 10 2013 204 765 A1 ist eine Speicherzellenbaueinheit zum Speichern von elektrischer Energie für den Antrieb eines Elektromotors eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Das Gehäuse ist von unten mit einem linken Seitenschweller und einem rechten Seitenschweller verbunden. Im Falle einer Seitenkollision wird eine Kollisionsenergie durch Verformung des betroffenen Seitenschwellers und einer daran angrenzenden Seitenwand des Gehäuses der Speicherzellenbaueinheit abgebaut. Zum Schutz der in dem Gehäuse untergebrachten Speicherzellen sind benachbart zu den Seitenwänden des Gehäuses gehörende Deformationszonen ausgebildet, wodurch die Speicherzellen in einem zentralen Bereich des Gehäuses angeordnet sind. In Fahrzeuglängsrichtung und Fahrzeugquerrichtung verlaufende Zwischenwände sind zur Versteifung des Gehäuses vorgesehen.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine modulare Kraftfahrzeugarchitektur für Kraftfahrzeuge unterschiedlicher Kraftfahrzeugtypen zu schaffen, mit der es möglich ist, die Kosten der Entwicklung und Produktion einer Vielzahl von unterschiedlichen Kraftfahrzeugtypen zu reduzieren und deren Herstellung zu vereinfachen. Ein weiterer Teil der Aufgabe ist es, ein Kraftfahrzeug mit einer solchen modularen Kraftfahrzeugarchitektur anzugeben.
Der auf die modulare Kraftfahrzeugarchitektur gerichtete Teil der Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Eine erfindungsgemäße modulare Kraftfahrzeugarchitektur ist vorgesehen für Kraftfahrzeuge unterschiedlicher Kraftfahrzeugtypen mit jeweils zumindest einer Antriebsmaschine und zumindest einem der zumindest einen Antriebsmaschine zugeordneten Energiespeicher, wobei der zumindest eine Energiespeicher in einer modular aufgebauten Unterflur- Energiespeicherbaugruppe aufgenommen ist, die eine Mehrzahl von in zumindest einer Außenabmessung standardisierten Energiespeichermodulen aufweist, wobei jedem Kraftfahrzeugtyp eine Unterflur- Energiespeicherbaugruppe aus einer Mehrzahl von standardisierten Unterflur- Energiespeicherbaugruppen zugeordnet ist und wobei die jeweilige Unterflur- Energiespeicherbaugruppe eine Mehrzahl von Einheitsmoduleinbauräumen aufweist, die in einer in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs verlaufenden Längsabmessung standardisiert sind und die ausgebildet sind, um jeweils zumindest ein standardisiertes Energiespeichermodul aufzunehmen.
Der Begriff "standardisierte Energiespeichermodule" bezeichnet insbesondere geometrisch einheitliche Energiespeichermodule.
VORTEILE
Die Verwendung von zumindest in ihrem Innenaufbau standardisierten Unterflur-Energiespeicherbaugruppen mit in ihrem jeweiligen Inneren vorgesehenen Einheitsmoduleinbauräumen, die zur Aufnahme von ihrerseits wieder standardisierten Energiespeichermodulen ausgebildet sind, erlaubt eine standardisierte Massenfertigung von gleichartigen standardisierten Energiespeichermodulen für unterschiedliche Fahrzeugtypen. Auch die Standardisierung der Unterflur-Energiespeicherbaugruppen zumindest hinsichtlich ihrer Innenarchitektur, also ihrem Innenaufbau, mit den ebenfalls standardisierten Einheitsmoduleinbauräumen ermöglicht nicht nur ein hohes Maß an Gleichteilefertigung, sondern auch eine effizientere Produktion, da die für eine Robotermontage maßgeblichen Abmessungen der Komponenten, beispielsweise der die Einheitsmodulbauräume aufweisenden Formteile, für unterschiedliche Fahrzeugtypen gleich sind.
Aus der Sicht des Konstrukteurs ist dabei von Vorteil, dass durch die Verwendung von standardisierten Komponenten ein hoher Anteil einheitlicher Strukturverläufe über alle Fahrzeugtypen und Fahrzeugderivate innerhalb der Fahrzeugarchitektur vorliegt.
Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der erfindungsgemäßen modularen Kraftfahrzeugarchitektur sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 11 . Vorzugsweise sind in der Unterflur-Energiespeicherbaugruppe in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs mehrere hintereinander gelegene standardisierte Einheitsmoduleinbauraumbereiche vorgesehen.
Dabei ist es von Vorteil, wenn die in einer in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs verlaufende Längsabmessung eines jeden standardisierten Einheitsmoduleinbauraumbereichs der Längsabmessung des standardisierten Einheitsmoduleinbauraums entspricht.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Unterflur- Energiespeicherbaugruppe einen weiteren Einheitsmoduleinbauraumbereich mit zumindest einem verkürzten Einheitsmoduleinbauraum auf, wobei die in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs verlaufende Längsabmessung des weiteren Einheitsmoduleinbauraumbereichs und die in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs verlaufende Längsabmessung des verkürzten Einheitsmoduleinbauraums kürzer sind als jene eines regulären standardisierten Einheitsmoduleinbauraumbereichs beziehungsweise eines regulären standardisierten Einheitsmoduleinbauraums. Durch das Vorsehen eines solchen verkürzten Einheitsmoduleinbauraumbereichs kann bei Fahrzeugen, bei denen der Radstand nicht das Vorsehen eines ganzen Vielfachen der standardisierten Einheitsmodulbauräume zulässt, noch der verbleibende Raum zwischen den Achsen zum Einbau von zusätzlichen verkürzten Energiespeichern oder deren Peripheriekomponenten genutzt werden.
Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass ein mittlerer, in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs verlaufender Kanal vorgesehen ist, der den jeweiligen Einheitsmoduleinbauraumbereich in einen linken und einen rechten Einheitsmoduleinbauraum teilt. Dieser Kanal kann zum Beispiel zur Unterbringung von elektrischen Leitungen, Kraftstoffleitungen oder anderen Peripheriekomponenten genutzt werden und er teilt den jeweiligen Einheitsmoduleinbauraumbereich in einen linken und einen rechten Einheitsmoduleinbauraum.
Vorzugsweise ist zumindest ein Energiespeichermodul von zumindest einem elektrischen Batteriemodul gebildet oder es weist zumindest ein Batteriemodul auf.
Zudem ist vorzugsweise zumindest eine Energiespeicher-Peripherieeinheit vorgesehen, die zur Aufnahme in einen Einheitsmoduleinbauraum ausgebildet ist und die elektrische Steuer- und/oder Regelungseinrichtungen für die elektrischen Batteriemodule aufweist. Bei einem batterieelektrischen Fahrzeug sind die standardisierten Energiespeichermodule beispielsweise die Batteriemodule und auch Batterie-Peripheriekomponenten, wie zum Beispiel Steuergeräte oder Schütze. Diese Batterie-Peripheriekomponenten orientieren sich in ihren Außenabmessungen an dem durch die standardisierten Energiespeichermodule vorgegebenen Formfaktor; sie sind in der Regel kleiner als oder gleich groß wie die standardisierten Energiespeichermodule. Insbesondere sind sie in ihrer Flöhe und ihrer Ausdehnung in Fahrzeuglängsrichtung gleich groß wie die standardisierten Energiespeichermodule.
Alternativ oder zusätzlich ist zumindest ein Energiespeichermodul von zumindest einem Flüssigkeitskraftstofftank gebildet oder es weist zumindest einen Flüssigkeitskraftstofftank auf.
Dabei ist es von Vorteil, wenn zumindest eine Energiespeicher- Peripherieeinheit vorgesehen ist, die zur Aufnahme in einen Einheitsmoduleinbauraum ausgebildet ist und die Steuer- und/oder Regelungseinrichtungen für den Flüssigkeitskraftstoff aufweist. Weiter alternativ oder zusätzlich ist zumindest ein Energiespeichermodul von zumindest einem Drucktank für einen gasförmigen Kraftstoff gebildet oder es weist zumindest einen solchen Drucktank auf.
Auch bei dieser Variante ist es von Vorteil, wenn zumindest eine Energiespeicher-Peripherieeinheit vorgesehen ist, die zur Aufnahme in einen Einheitsmoduleinbauraum ausgebildet ist und die Steuer- und/oder Regelungseinrichtungen für den gasförmigen Kraftstoff aufweist.
Der auf das Kraftfahrzeug gerichtete Teil der Aufgabe wird gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12, nämlich durch ein Kraftfahrzeug mit einer modularen Kraftfahrzeugarchitektur mit einer erfindungsgemäßen modularen Unterflur-Energiespeicherbaugruppe.
Bei einem solche Kraftfahrzeug mit einer modularen Kraftfahrzeugarchitektur mit einer modularen Unterflur-Energiespeicherbaugruppe weist vorzugsweise die modulare Unterflur-Energiespeicherbaugruppe in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs drei oder mehr Einheitsmoduleinbauraumbereiche auf.
Von besonderem Vorteil ist auch ein Kraftfahrzeug mit einer modularen Kraftfahrzeugarchitektur mit einer modularen Unterflur- Energiespeicherbaugruppe, bei welchem in zumindest einem der Einheitsmoduleinbauraumbereiche zumindest ein Einheitsmoduleinbauraum als Fußraumulde ausgebildet ist. Diese Variante ist insbesondere bei niedrigen Fahrzeugen von Vorteil. Dabei kann der Einheitsmoduleinbauraum nach oben offen sein und einen abgesenkten Innenraumbodenbereich aufnehmen oder die obere Abdeckung der Unterflur-Energiespeicherbaugruppe kann im Bereich dieses Einheitsmoduleinbauraums abgesenkt sein.
Die Grundidee des erfinderischen Konzepts für eine modulare Kraftfahrzeugarchitektur besteht somit in einem unterschiedliche Kraftfahrzeugtypen und Fahrzeugklassen übergreifenden Einsatz von standardisierten Einheitsmoduleinbauräumen zur Aufnahme von standardisierten Energiespeichermodulen für eine Kraftfahrzeugfamilie, zum Beispiel über zumindest zwei Fahrzeugklassen hinweg.
Die unterschiedlichen Fahrzeugderivate innerhalb der Fahrzeugfamilie unterscheiden sich je nach Fahrzeugkonzept beispielsweise wie folgt:
• Flohe Fahrzeuge (zum Beispiel SUV oder große Limousinen/Kombis) verfügen über eine durchgehende Unterflur-Energiespeicherbaugruppe mit vier Einheitsmoduleinbauraumbereichen ("Modulreihen"); die zumindest eine Energiespeicher-Peripherieeinheit ist oberhalb der vierten, hintersten Modulreihe angeordnet.
• Flache und aerodynamisch günstige Fahrzeuge (zum Beispiel Coupes) weisen ebenfalls vier Modulreihen auf, wobei die dritte, also die vorletzte, Modulreihe mit Fußraummulden für die Fondsitzpassagiere ausgebildet ist; es entfallen in der dritten von vier Modulreihen somit die Energiespeichermodule und die zumindest eine Energiespeicher- Peripherieeinheit ist auch hier oberhalb der vierten, hintersten Modulreihe angeordnet.
• Raumfunktionale Fahrzeuge verfügen über eine durchgehende Unterflur- Energiespeicherbaugruppe mit vier Einheitsmoduleinbauraumbereichen ("Modulreihen"); die zumindest eine Energiespeicher-Peripherieeinheit ist hinter der vierten, hintersten Modulreihe angeordnet; es besteht somit die Option, einen ebenen Innenraumboden bis zum Flinterwagen vorzusehen.
• Sehr sportliche, zweisitzige Fahrzeuge weisen bei verkürztem Radstand eine durchgehende Unterflur-Energiespeicherbaugruppe mit nur drei Einheitsmoduleinbauraumbereichen ("Modulreihen") auf; die zumindest eine Energiespeicher-Peripherieeinheit ist oberhalb der dritten Modulreihe angeordnet. Bei den Antriebsarten Plug-in-Hybrid-Fahrzeug (PHEV), batterieelektrisches Fahrzeug mit Range-Extender (BEVx) und Brennstoffzellenfahrzeug (FCEV) erfolgt für den Flochvolt-Energiespeicher eine Teilbestückung der Einheitsmoduleinbauräume mit zwei bis vier als Flochvoltakku ausgebildeten Energiespeichermodulen (entsprechend ein bis zwei Modulreihen). In die übrigen Einheitsmodulbauräume sind zumindest ein Kraftstofftank (bei PFIEV und BEVx) oder quer angeordnete Wasserstofftanks (bei FCEV) eingebaut.
Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind eine aufwandsminimierte und somit kostenoptimale Gestaltung der Fahrzeuge einer Fahrzeugproduktfamilie sowie ein reduzierter Absicherungsaufwand durch standardisierte Energiespeichermodule und durch einen hohen Anteil einheitlicher Strukturverläufe über alle Fahrzeugderivate.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit zusätzlichen Ausgestaltungsdetails und weiteren Vorteilen sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben und erläutert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigt:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erste Variante einer modular aufgebauten Unterflur-
Energiespeicherbaugruppe einer erfindungsgemäßen modularen Kraftfahrzeugarchitektur;
Fig. 2 einen schematischen Grundriss einer modular aufgebauten Unterflur-Energiespeicherbaugruppe einer erfindungsgemäßen modularen Kraftfahrzeugarchitektur; Fig. 3 einen schematischen Grundriss einer abgewandelten modular aufgebauten Unterflur-Energiespeicherbaugruppe;
Fig. 4 einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite Variante einer modular aufgebauten Unterflur-
Energiespeicherbaugruppe einer erfindungsgemäßen modularen Kraftfahrzeugarchitektur;
Fig. 5a - 5c unterschiedliche Varianten einer modular aufgebauten
Unterflur-Energiespeicherbaugruppe in einem batterieelektrischen Kraftfahrzeug;
Fig. 6a - 6c unterschiedliche Varianten einer modular aufgebauten
Unterflur-Energiespeicherbaugruppe in einem Kraftfahrzeug mit Plug-In-Flybridantrieb;
Fig. 7a - 7c unterschiedliche Varianten einer modular aufgebauten Unterflur-Energiespeicherbaugruppe in einem
Brennstoffzellen-Kraftfahrzeug;
DARSTELLUNG VON BEVORZUGTEN AUSFUHRUNGSBEISPIELEN
Fig. 1 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine erste Variante einer modular aufgebauten Unterflur-Energiespeicherbaugruppe 2 in einem nur ausschnittsweise und schematisch dargestellten Kraftfahrzeug 1 , das mit einer erfindungsgemäßen modularen Kraftfahrzeugarchitektur ausgestattet ist.
Die Unterflur-Energiespeicherbaugruppe 2 ist mit einer Mehrzahl in Längsrichtung X des Kraftfahrzeugs 1 hintereinander angeordneten Einheitsmoduleinbauräumen 20, 22, 24, 26, 28 versehen, in denen jeweils zumindest ein standardisiertes Energiespeichermodul 30, 32, 34, 36 eines Energiespeichers 3 angeordnet ist. Die in Fahrtrichtung F vorderen Einheitsmoduleinbauräume 20, 22, 24, 26 sind in ihrer in Längsrichtung X des Kraftfahrzeugs 1 verlaufenden Längsabmessung x standardisiert und somit gleich lang. Der hinterste Einheitsmoduleinbauraum 28 ist nur halb so lang wie die standardisierten Einheitsmoduleinbauräume 20, 22, 24, 26 und weist somit nur eine Längsabmessung von X x auf. In der Höhe sind alle Einheitsmoduleinbauräume gleich, so dass die obere Abdeckung 29 der Unterflur-Energiespeicherbaugruppe 2 im gezeigten Beispiel der Fig. 1 einen ebenen Innenraumboden 10 des Kraftfahrzeugs 1 bildet. An der Unterseite ist die Unterflur-Energiespeicherbaugruppe mit einem unteren Boden 29' versehen.
Die Energiespeichermodule 30, 32, 34, 36 sind in ihrer sich in Längsrichtung X des Kraftfahrzeugs 1 erstreckenden Längsabmessung x' ebenfalls gleich ausgebildet und somit auch standardisiert. Dabei ist die Länge x' der Energiespeichermodule geringfügig kleiner als die Innenraumlänge, also die Längsabmessung x, der Einheitsmoduleinbauräume, so dass ein Energiespeichermodul 30, 32, 34, 36 in Längsrichtung passgenau in einen zugehörigen Einheitsmoduleinbauraum 20, 22, 24, 26 einsetzbar ist.
In den letzten, halb so langen Einheitsmoduleinbauraum 28 ist eine Energiespeicher-Peripherieeinheit 38 eingesetzt, die Steuer- und/oder Regelungseinrichtungen 39 (in Fig. 1 nur schematisch dargestellt) für die Energiespeichermodule 30, 32, 34, 36 aufweist.
Fig. 2 zeigt in der Draufsicht die Unterflur-Energiespeicherbaugruppe 2 des Kraftfahrzeugs 1 in schematischer Darstellung im Grundriss, wobei die Abdeckung 29 weggelassen worden ist. Ein umlaufender Schutzrahmen 4 bildet ein Sicherheitsgehäuse der Unterflur-Energiespeicherbaugruppe 2. Der umlaufende Schutzrahmen 4 ist versehen mit seitlichen Längsträgern 40, 42 sowie einer vorderen und einer hintere Querträgeranordnung 44, 46. Der Schutzrahmen 4 bildet mit dem unteren Boden 29' eine Tragstruktur für die in den Einheitsmoduleinbauräumen 20, 22, 24, 26, 28 aufgenommenen standardisierten Energiespeichermodule 30, 32, 34, 36 und die zumindest eine Energiespeicher-Peripherieeinheit 38. Zwischen dem rechten seitlichen Längsträger 40 und dem linken seitlichen Längsträger 42 erstrecken sich innere Querträger 41 , 43, 45, 47. Die inneren Querträger 41 , 43, 45, 47 dienen einerseits der Versteifung des Schutzrahmens 4 in Querrichtung (Y-Richtung), sie sind andererseits auch dafür vorgesehen, Innenraumeinbauten des Kraftfahrzeugs 1 , wie zum Beispiel Fahrzeugsitze abzustützen und zu haltern. Der Abstand zwischen einander benachbarten Querträgern in Längsrichtung X des Kraftfahrzeugs 1 entspricht jeweils der Längsabmessung x eines standardisierten Einheitsmoduleinbauraums 22, 24, 26 oder (nicht dargestellt) eines ganzzahligen Vielfachen der Längsabmessung x. Auf diese Weise sind zwischen der vorderen Querträgeranordnung 42 und dem vordersten inneren Querträger 41 sowie zwischen den inneren Querträgern 41 , 43, 45, 47 die standardisierten Einheitsmoduleinbauräume 20, 22, 24, 26 gebildet. Der hintere, halbe Einheitsmoduleinbauraum 28 liegt zwischen dem hintersten inneren Querträger 47 und der hinteren Querträgeranordnung 46. Alle Einheitsmoduleinbauräume 20, 22, 24, 26, 28 erstrecken sich in ihrer Breite y in Fahrzeugquerrichtung Y über die gesamte Breite zwischen den seitlichen Längsträgern 40, 42.
Die Breite y' der in den standardisierten Einheitsmoduleinbauräumen 20, 22, 24, 26 aufgenommenen standardisierten Energiespeichermodulen 30, 32, 34, 36 ist geringfügig kürzer als die Breite y der Einheitsmoduleinbauräume 20, 22, 24, 26, so dass die standardisierten Energiespeichermodule 30, 32, 34, 36 passgenau in die standardisierten Einheitsmoduleinbauräume 20, 22, 24, 26 einsetzbar sind. Auch die Energiespeicher-Peripherieeinheit 38 erstreckt sich im gezeigten Beispiel über die gesamte Breite des hintersten Einheitsmoduleinbauraums 28.
Die in Fig. 2 gezeigte Unterflur-Energiespeicherbaugruppe 2 weist somit fünf Einheitsmoduleinbauraumbereiche A, B, C, D, E auf, von denen die vorderen Einheitsmoduleinbauraumbereiche A, B, C, D in diesem Beispiel jeweils einen standardisierten Einheitsmoduleinbauraum 20, 22, 24, 26 umfassen und wobei der hinterste Einheitsmoduleinbauraum 28 einen verkürzten Einheitsmoduleinbauraumbereich E bildet.
Fig. 3 zeigt einen schematischen Grundriss einer gegenüber dem Beispiel aus Fig. 2 geringfügig abgewandelten Unterflur-Energiespeicherbaugruppe 2' eines Kraftfahrzeugs 1' mit einer erfindungsgemäßen modularen Kraftfahrzeugarchitektur. Der umlaufende Schutzrahmen 4' ist vom Grundsatz her aufgebaut wie der umlaufende Schutzrahmen 4 der Fig. 2 und weist zwei seitliche Längsträger 40', 42' sowie eine vordere und eine hintere Querträgeranordnung 44', 46' auf. Die vordere Querträgeranordnung 44' umfasst einen linken vorderen Querträger 44A und einen rechten vorderen Querträger 44B, die sich jeweils zwischen dem zugeordneten seitlichen Längsträger 40', 42' und einem mittleren, in Längsrichtung X des Kraftfahrzeugs 1 verlaufenden Kanal 49 erstrecken. Der Kanal 49 bildet einen in Längsrichtung verlaufenden Mitteltunnel der Unterflur- Energiespeicherbaugruppe 2', in welchem beispielsweise elektrische Leitungen, Kraftstoffleitungen und/oder zumindest ein Abgasrohr die Unterflur- Energiespeicherbaugruppe 2' in Längsrichtung durchdringen. Der Kanal 49 teilt somit die Unterflur-Energiespeicherbaugruppe 2' in eine linke Hälfte und in eine rechte Hälfte, so dass auch die untere Querträgeranordnung 46' in einen linken hinteren Querträger 46A und einen rechten hinteren Querträger 46B geteilt ist. In entsprechender Weise sind auch die inneren Querträger in jeweils einen linken inneren Querträger 41 A, 43A, 45A, 47A und einen rechten inneren Querträger 41 B, 43B, 45B, 47B unterteilt, obwohl zumindest einige der Querträger auch durchgehend ausgebildet sein können, wie es im Beispiel der Fig. 2 gezeigt ist.
In entsprechender Weise sind auch die Einheitsmoduleinbauraumbereiche A, B, C, D, E jeweils mit einem linken standardisierten Einheitsmoduleinbauraum 20A, 22A, 24A, 26A und einem rechten standardisierten Einheitsmoduleinbauraum 20B, 22B, 24B, 26B ausgestattet. Auch der hinterste, verkürzte Einheitsmoduleinbauraumbereich E ist durch den Kanal 49 in zwei verkürzte hinterste Einheitsmoduleinbauräume 28A, 28B geteilt. Die jeweilige Länge der standardisierten Einheitsmoduleinbauräume 20A, 20B, 22A, 22B, 24A, 24B, 26A, 26B entspricht der Längsabmessung x der standardisierten Einheitsmoduleinbauräume 20, 22, 24, 26 der Ausführungsform aus Fig. 2. Auch die Länge der beiden hintersten Einheitsmoduleinbauräume 28A, 28B entspricht — wie im Beispiel der Fig. 2 — dem Wert x. Die Breite y" der jeweiligen Einheitsmoduleinbauräume 20A, 20B, 22A, 22B, 24A, 24B, 26A, 26B, 28A, 28B ist auf der linken Seite und auf der rechten Seite gleich. Dementsprechend ist auch die Breite y'" der jeweiligen Energiespeichermodule 30A, 30B, 32A, 32B, 34A, 34B, 36A, 36B geringfügig kleiner als die Breite y" der Einheitsmoduleinbauräume. Das bedeutet, dass in jedem standardisierten Einheitsmoduleinbauraum 20A, 20B, 22A, 22B, 24A, 24B, 26A, 26B ein standardisiertes Energiespeichermodul 30A, 30B, 32A, 32B, 34A, 34B, 36A, 36B, dessen Längserstreckung x' in Fahrzeuglängsrichtung X der Längserstreckung x' im Beispiel der Fig. 2 entspricht, passgenau aufgenommen ist. Der jeweilige hinterste, verkürzte Einheitsmoduleinbauraum 28A, 28B ist auch in diesem Beispiel zur Aufnahme von Energiespeicher-Peripherieeinheiten 38A, 38B ausgebildet.
Fig. 4 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite Variante einer modular aufgebauten Unterflur-Energiespeicherbaugruppe 2" eines Kraftfahrzeugs 1", die in ihrer Teilung in Längsrichtung der Unterflur- Energiespeicherbaugruppe 2 aus Fig. 1 entspricht. In der Fahrzeugquerrichtung kann sie sowohl der Ausführungsform aus Fig. 2 als auch der Ausführungsform aus Fig. 3 entsprechen.
Die Einheitsmoduleinbauraumbereiche A, B und D entsprechen hier den Einheitsmoduleinbauraumbereichen A, B und D der Ausführungsform aus Fig. 1. Der dritte Einheitsmoduleinbaubereich C ist bei der Variante der Fig. 4 jedoch abgewandelt ausgebildet. Anstelle des Vorsehens von Einheitsmoduleinbauräumen im Einheitsmoduleinbauraumbereich C ist hier die Abdeckung 29" der Unterflur-Energiespeicherbaugruppe 2" abgesenkt und bildet zwischen dem Einheitsmoduleinbauraumbereich B und dem Einheitsmoduleinbauraumbereich D einen nach unten abgesenkten Innenraumbodenbereich 29"' aus, so dass auf diese Weise im Einheitsmoduleinbauraumbereich C eine Fußraummulde M gebildet ist, in der die auf einer hinteren Sitzbank 12 des Kraftfahrzeugs 1" sitzenden Passagiere ihre Füße abstellen können.
Da das Kraftfahrzeug 1" einen kürzeren Radstand aufweist, als das Kraftfahrzeug 1 des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 fehlt bei der Ausführungsform nach Fig. 4 der verkürzte, hinterste Einheitsmoduleinbauraumbereich. Daher ist bei dieser Ausführungsform die Energiespeicher-Peripherieeinheit 38" oberhalb des Energiespeichermoduls 36" im Einheitsmoduleinbauraumbereich D unterhalb eines hinteren Sitzes 12 vorgesehen.
Die Fig. 5a bis 5c zeigen in vereinfachter Darstellung die Bodengruppen dreier unterschiedlicher Kraftfahrzeugtypen eines batterieelektrischen Kraftfahrzeugs.
Das in Fig. 5a gezeigte Kraftfahrzeug 101 weist einen kurzen Radstand auf und ist mit einer Unterflur-Energiespeicherbaugruppe 102 mit vier in Längsrichtung hintereinander gelegenen Einheitsmoduleinbauraumbereichen A, B, C, D ausgestattet, in denen jeweils als elektrische Batterien ausgebildete standardisierte Energiespeichermodule 130, 132, 134, 136 aufgenommen sind. In Querrichtung kann die Unterflur-Energiespeicherbaugruppe 102 aufgebaut sein, wie jene der Fig. 2 oder wie jene der Fig. 3. Die Energiespeicher-Peripherieeinheit 138 mit der Steuer- und/oder Regelungseinrichtung ist bei diesem Fahrzeug 101 im vierten Einheitsmoduleinbauraumbereich D oberhalb des dortigen
Energiespeichermoduls 136 und unterhalb eines (nicht gezeigten) hinteren Fahrzeugsitzes angeordnet.
Fig. 5b zeigt eine Bodengruppe eines Kraftfahrzeugs 101' mit einem verlängerten Radstand, dessen Unterflur-Energiespeicherbaugruppe 102' fünf in Längsrichtung hintereinander gelegene Einheitsmoduleinbauraumbereiche A, B, C, D, E aufweist, wie dies bereits in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben worden ist. Die Standard-Einheitsmoduleinbauraumbereiche A, B, C, D sind mit ebenfalls als elektrische Batterien ausgebildeten Standard- Energiespeichermodulen 130', 132', 134', 136' ausgestattet. Im hintersten, verkürzten Einheitsmoduleinbauraumbereich ist, wie im Beispiel der Fig. 1 , eine Energiespeicher-Peripherieeinheit 138 mit der Steuer- und/oder Regelungseinrichtung vorgesehen.
Fig. 5c zeigt die Bodengruppe eines Kraftfahrzeugs 101" mit einer Unterflur- Energiespeicherbaugruppe 102", wobei das Kraftfahrzeug 101" den gleichen kurzen Radstand aufweist wie das Kraftfahrzeug 101 aus Fig. 5a. Die Unterflur-Energiespeicherbaugruppe 102" im Beispiel der Fig. 5c entspricht dem Aufbau, wie er bereits in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben worden ist, so dass hier die Einheitsmoduleinbauraumbereiche A, B und D mit als elektrische Batterien ausgebildeten Standard-Energiespeichermodulen 130", 132", 136" ausgestattet sind und wobei im dritten Standard-
Einheitsmoduleinbauraumbereich C eine Fußraummulde M ausgebildet ist. Die Energiespeicher-Peripherieeinheit 138" mit der Steuer- und/oder Regelungseinrichtung ist auch hier im Einheitsmoduleinbauraumbereich D oberhalb des dortigen Energiespeichermoduls 136" und unterhalb eines (nicht gezeigten) hinteren Fahrzeugsitzes angeordnet.
Die Fig. 6a bis 6c zeigen in vereinfachter Darstellung die Bodengruppen dreier unterschiedlicher Kraftfahrzeugtypen eines Plug-In-Hybrid- Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor.
Auch hier weist das in Fig. 6a gezeigte Kraftfahrzeug 201 einen kurzen Radstand und das in Fig. 6b gezeigte Kraftfahrzeug 201' einen längeren Radstand auf. Das Kraftfahrzeug 201" in Fig. 6c ist auch hier mit kurzem Radstand versehen und im Bereich des dritten Standard- Einheitsmoduleinbauraumbereichs C mit einer Fußraummulde M ausgestattet.
Bei den Varianten der Fig. 6a und 6b ist die jeweilige Unterflur-
Energiespeicherbaugruppe 202, 202' in den beiden vorderen Standard-
Einheitsmoduleinbauraumbereichen A und B mit als elektrische Batterie ausgebildeten standardisierten Energiespeichermodulen 230, 232, 230', 232' bestückt und im dritten Standard-Einheitsmoduleinbauraumbereich C ist jeweils eine Energiespeicher-Peripherieeinheit 238, 238' vorgesehen.
In der Variante der Fig. 6a mit kurzem Radstand ist im vierten Einheitsmoduleinbauraumbereich D ein Flüssigkeitskraftstofftank 237 für die Versorgung des Verbrennungsmotors 214 vorgesehen. Der Kraftstofftank 237 erstreckt sich in der Flöhe über die Standardhöhe eines standardisierten Energiespeichermoduls hinaus bis unter einen hinteren Fahrzeugsitz.
In der Variante der Fig. 6b mit längerem Radstand ist der
Flüssigkeitskraftstofftank 237' in dem vierten
Einheitsmoduleinbauraumbereich D und dem hintersten, verkürzten Einheitsmoduleinbauraumbereich E untergebracht, deren Einheitsmoduleinbauräume zur Aufnahme des Flüssigkeitskraftstofftanks 237' für die Versorgung des Verbrennungsmotors 214' zusammengefasst sind. Die Energiespeicherbaugruppe 202' weist daher eine ebene Oberseite auf, so dass das Kraftfahrzeug 201' einen durchgehend ebenen Innenraumboden 210' besitzt.
Die Energiespeicherbaugruppe 202" der Variante der Fig. 6c ist im Grundsatz so aufgebaut wie die in Fig. 6a gezeigte Variante mit kurzem Radstand. In den beiden vorderen Einheitsmoduleinbauraumbereichen A und B sind die als elektrische Batterie ausgebildeten standardisierten Energiespeichermodulen 230", 232" vorgesehen und im vierten Einheitsmoduleinbauraumbereich D ist der Flüssigkeitskraftstofftank 237" für die Versorgung des Verbrennungsmotors 214" - wie im Beispiel der Fig. 6a - vorgesehen. Die Energiespeicher-Peripherieeinheit 238" ist entweder in einem Einheitsmoduleinbauraum im zweiten Einheitsmoduleinbauraumbereich B oder im vierten Einheitsmoduleinbauraumbereich D untergebracht.
Die Fig. 7a bis 7c zeigen in vereinfachter Darstellung die Bodengruppen dreier unterschiedlicher Kraftfahrzeugtypen eines Brennstoffzellen-Kraftfahrzeugs 301 , 301', 301".
Hier weist das in Fig. 7a gezeigte Kraftfahrzeug ebenfalls den kurzen Radstand und das in Fig. 7b gezeigte Kraftfahrzeug den längeren Radstand auf. Das Kraftfahrzeug in Fig. 7c ist auch hier mit kurzem Radstand ausgebildet und im Bereich des dritten Standard- Einheitsmoduleinbauraumbereichs C mit einer Fußraummulde M ausgestattet.
Bei allen drei Varianten sind in den Einheitsmoduleinbauräumen der jeweiligen Unterflur-Energiespeicherbaugruppe 302, 302', 302" in den
Einheitsmoduleinbauraumbereichen A, B und D Drucktanks 331 , 331 ', 331 " für einen gasförmigen Kraftstoff zur Versorgung der Brennstoffzelle 315, 315', 315" in entsprechenden standardisierten Energiespeichermodulen 330, 332, 336, 330', 332', 336', 330", 332", 336" aufgenommen. Während bei der dritten Variante der Fig. 7c der dritte Standard-Einheitsmoduleinbauraumbereich C mit einer Fußraummulde M versehen ist, sind bei den beiden ersten Varianten der Fig. 7a und 7b in den Einheitsmoduleinbauräumen des dritte Standard- Einheitsmoduleinbauraumbereichs C ebenfalls mit Drucktanks 331 , 331' für den gasförmigen Kraftstoff bestückte standardisierte Energiespeichermodule 334, 334' vorgesehen. Zusätzlich zu den Drucktanks 331 , 331 ', 331 " ist in jeder der drei Varianten ein als elektrische Batterie ausgebildetes Energiespeichermodul 333, 333', 333" vorgesehen, das bei den Varianten mit kurzem Radstand (Fig. 7a und 7b) unter einem hinteren Fahrzeugsitz im vierten Einheitsmoduleinbauraumbereich D und bei der in Fig. 7b dargestellten Variante mit langem Radstand im verkürzten, hintersten Einheitsmoduleinbauraumbereich E angeordnet ist.
Die Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele beschränkt, die lediglich der allgemeinen Erläuterung des Kerngedankens der Erfindung dienen. Im Rahmen des Schutzumfangs kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vielmehr auch andere als die oben beschriebenen Ausgestaltungsformen annehmen. Die Vorrichtung kann hierbei insbesondere Merkmale aufweisen, die eine Kombination aus den jeweiligen Einzelmerkmalen der Ansprüche darstellen.
Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken. Zur besseren Übersichtlichkeit der Ansprüche wurden nicht alle Bezugszeichen aller Ausführungsformen in die übergeordneten Ansprüche eingetragen, was aber keine Beschränkung der übergeordneten Ansprüche darstellt. Bezugszeichenliste
1 Kraftfahrzeug
1 ' Kraftfahrzeug
1 " Kraftfahrzeug
2 Unterflur-Energiespeicherbaugruppe
2' Unterflur-Energiespeicherbaugruppe
2" Unterflur-Energiespeicherbaugruppe
4 Schutzrahmen
4' Schutzrahmen
10 Innenraumboden
12 hinterer Sitz
20 Einheitsmoduleinbauraum 20A Einheitsmoduleinbauraum 20B Einheitsmoduleinbauraum 22 Einheitsmoduleinbauraum 22A Einheitsmoduleinbauraum 22B Einheitsmoduleinbauraum 24 Einheitsmoduleinbauraum 24A Einheitsmoduleinbauraum 24B Einheitsmoduleinbauraum 26 Einheitsmoduleinbauraum 26A Einheitsmoduleinbauraum 26B Einheitsmoduleinbauraum
28 Einheitsmoduleinbauraum 28A Einheitsmoduleinbauraum 28B Einheitsmoduleinbauraum
29 Abdeckung der Unterflur-Energiespeicherbaugruppe 29' unterer Boden
29" Abdeckung der Unterflur-Energiespeicherbaugruppe 29"' abgesenkter Innenraumbodenbereich Energiespeichermodul A Energiespeichermodul B Energiespeichermodul Energiespeichermodul A Energiespeichermodul B Energiespeichermodul Energiespeichermodul A Energiespeichermodul B Energiespeichermodul Energiespeichermodul " Energiespeichermodul A Energiespeichermodul B Energiespeichermodul Energiespeicher-Peripherieeinheit " Energiespeicher-Peripherieeinheit A Energiespeicher-Peripherieeinheit B Energiespeicher-Peripherieeinheit Steuer- und/oder Regelungseinrichtung rechter seitlicher Längsträger innerer Querträger A linker innerer Querträger B rechter innerer Querträger linker seitlicher Längsträger innerer Querträger A linker innerer Querträger B rechter innerer Querträger vordere Querträgeranordnung ' vordere Querträgeranordnung A linker vorderer Querträger B rechter vorderer Querträger innerer Querträger A linker innerer Querträger B rechter innerer Querträger hintere Querträgeranordnung ' hintere Querträgeranordnung A linker hinterer Querträger B rechter hinterer Querträger innerer Querträger A linker innerer Querträger B rechter innerer Querträger Kanal 1 Kraftfahrzeug 1' Kraftfahrzeug 1 " Kraftfahrzeug 2 Unterflur-Energiespeicherbaugruppe2' Unterflur-Energiespeicherbaugruppe2" Unterflur-Energiespeicherbaugruppe0 Energiespeichermodul 0' Energiespeichermodul 0" Energiespeichermodul 2 Energiespeichermodul 2' Energiespeichermodul 2" Energiespeichermodul 4 Energiespeichermodul 4' Energiespeichermodul 6 Energiespeichermodul 6' Energiespeichermodul 6" Energiespeichermodul 8 Energiespeicher-Peripherieeinheit8' Energiespeicher-Peripherieeinheit8" Energiespeicher-Peripherieeinheit1 Kraftfahrzeug ' Kraftfahrzeug " Kraftfahrzeug Unterflur-Energiespeicherbaugruppe ' Unterflur-Energiespeicherbaugruppe " Unterflur-Energiespeicherbaugruppe ' Innenraumboden Verbrennungsmotor ' Verbrennungsmotor Energiespeichermodul ' Energiespeichermodul " Energiespeichermodul Energiespeichermodul ' Energiespeichermodul " Energiespeichermodul Flüssigkraftstofftank ' Flüssigkraftstofftank " Flüssigkraftstofftank Energiespeicher-Peripherieeinheit ' Energiespeicher-Peripherieeinheit " Energiespeicher-Peripherieeinheit Kraftfahrzeug ' Kraftfahrzeug " Kraftfahrzeug Unterflur-Energiespeicherbaugruppe ' Unterflur-Energiespeicherbaugruppe " Unterflur-Energiespeicherbaugruppe Brennstoffzelle ' Brennstoffzelle Brennstoffzelle Energiespeichermodul ' Energiespeichermodul 330" Energiespeichermodul
331 Drucktank 331' Drucktank 331" Drucktank
332 Energiespeichermodul 332' Energiespeichermodul 332" Energiespeichermodul
333 Energiespeichermodul 333' Energiespeichermodul 333" Energiespeichermodul 336 Energiespeichermodul 336' Energiespeichermodul 336" Energiespeichermodul
A Einheitsmoduleinbaubereich
B Einheitsmoduleinbaubereich
C Einheitsmoduleinbaubereich
D Einheitsmoduleinbaubereich
E Einheitsmoduleinbaubereich
M Fußraummulde x Längsabmessung eines Einheitsmoduleinbauraums x' Längsabmessung X Längsrichtung y Breite eines Einheitsmoduleinbauraums y" Breite eines Einheitsmoduleinbauraums y'" Breite eines Einheitsmoduleinbauraums

Claims

Modulare Kraftfahrzeugarchitektur Patentansprüche
1. Modulare Kraftfahrzeugarchitektur für Kraftfahrzeuge (1, 1', 1") unterschiedlicher Kraftfahrzeugtypen mit jeweils zumindest einer Antriebsmaschine und zumindest einem der zumindest einen Antriebsmaschine zugeordneten Energiespeicher, wobei der zumindest eine Energiespeicher in einer modular aufgebauten Unterflur-Energiespeicherbaugruppe (2, 2', 2") aufgenommen ist, die eine Mehrzahl von in zumindest einer Außenabmessung standardisierten Energiespeichermodulen (30, 32, 34, 36; 30A, 32A, 34A, 36A; 30B, 32B, 34B, 36B) aufweist, wobei jedem Kraftfahrzeugtyp eine Unterflur- Energiespeicherbaugruppe (2, 2', 2") aus einer Mehrzahl von standardisierten Unterflur-Energiespeicherbaugruppen zugeordnet ist und wobei die jeweilige Unterflur-Energiespeicherbaugruppe (2, 2', 2") eine Mehrzahl von Einheitsmoduleinbauräumen (20, 22, 24, 26; 20A, 22A, 24A, 26A; 20B, 22B, 24B, 26B) aufweist, die in einer in Längsrichtung (X) des Kraftfahrzeugs (1, 1', 1") verlaufenden Längsabmessung (x) standardisiert sind und die ausgebildet sind, um jeweils zumindest ein standardisiertes Energiespeichermodul (30, 32, 34, 36; 30A, 32A, 34A, 36A; 30B, 32B, 34B, 36B) aufzunehmen.
2. Modulare Kraftfahrzeugarchitektur nach Anspruchl , dadurch gekennzeichnet, dass in der Unterflur-Energiespeicherbaugruppe (2, 2', 2") in Längsrichtung (X) des Kraftfahrzeugs (1, 1', 1") mehrere hintereinander gelegene standardisierte Einheitsmoduleinbauraumbereiche (A, B, C, D) vorgesehen sind.
3. Modulare Kraftfahrzeugarchitektur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in einer in Längsrichtung (X) des Kraftfahrzeugs (1, 1', 1") verlaufende Längsabmessung (c') jedes standardisierten Einheitsmoduleinbauraumbereichs (A, B, C, D) der Längsabmessung (x) des standardisierten Einheitsmoduleinbauraums (20, 22, 24, 26; 20A, 22A, 24 A, 26A; 20B, 22B, 24B, 26B) entspricht.
4. Modulare Kraftfahrzeugarchitektur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterflur-Energiespeicherbaugruppe (2, 2') einen weiteren Einheitsmoduleinbauraumbereich (E) mit zumindest einem verkürzten Einheitsmoduleinbauraum (28, 28A, 28B) aufweist, wobei die in Längsrichtung (X) des Kraftfahrzeugs (1, 1') verlaufende Längsabmessung (x") des weiteren Einheitsmoduleinbauraumbereichs (E) und die in Längsrichtung (X) des Kraftfahrzeugs (1, 1') verlaufende Längsabmessung (x'") des verkürzten Einheitsmoduleinbauraums (28, 28A, 28B) kürzer sind als jene eines regulären standardisierten Einheitsmoduleinbauraumbereichs (A, B, C, D) beziehungsweise eines regulären standardisierten Einheitsmoduleinbauraums (20, 22, 24, 26; 20A, 22A, 24 A, 26A; 20B, 22B, 24B, 26B).
5. Modulare Kraftfahrzeugarchitektur nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein mittlerer, in Längsrichtung (X) des Kraftfahrzeugs () verlaufender Kanal (49) vorgesehen ist, der den jeweiligen Einbaumodulbauraumbereich (A, B, C, D, E) in einen linken und einen rechten Einheitsmoduleinbauraum (20, 22, 24, 26, 28; 20A, 22A, 24A, 26A; 20B, 22B, 24B, 26B, 28A, 28B) teilt.
6. Modulare Kraftfahrzeugarchitektur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Energiespeichermodul (30, 32, 34, 36; 30A, 32A, 34A, 36A; 30B, 32B, 34B, 36B; 130, 132, 134, 136, 130', 132', 134', 136', 130", 132", 136") von zumindest einem elektrischen Batteriemodul gebildet ist oder zumindest ein elektrisches Batteriemodul aufweist.
7. Modulare Kraftfahrzeugarchitektur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Energiespeicher-Peripherieeinheit (38, 38A, 38B; 138, 138', 138") vorgesehen ist, die zur Aufnahme in einen Einheitsmoduleinbauraum (28, 28A, 28B) ausgebildet ist und die elektrische Steuer- und/oder Regelungseinrichtungen (39) für die elektrischen Batteriemodule aufweist.
8. Modulare Kraftfahrzeugarchitektur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Energiespeichermodul (30, 32, 34, 36; 30A, 32A, 34A, 36A; 30B, 32B, 34B, 36B) von zumindest einem Flüssigkeitskraftstofftank (237, 237', 237") gebildet ist oder zumindest einen Flüssigkeitskraftstofftank aufweist.
9. Modulare Kraftfahrzeugarchitektur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Energiespeicher-Peripherieeinheit (38, 38A, 38B; 238, 238', 238") vorgesehen ist, die zur Aufnahme in einen Einheitsmoduleinbauraum (28, 28A, 28B) ausgebildet ist und die Steuer- und/oder Regelungseinrichtungen (39) für den Flüssigkeitskraftstoff aufweist.
10. Modulare Kraftfahrzeugarchitektur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Energiespeichermodul (30, 32, 34, 36; 30A, 32A, 34A, 36A; 30B, 32B, 34B, 36B) von zumindest einem Drucktank (331, 331', 331") für einen gasförmigen Kraftstoff gebildet ist oder zumindest einen Drucktank aufweist.
11. Modulare Kraftfahrzeugarchitektur nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Energiespeicher-Peripherieeinheit (38, 38A, 38B) vorgesehen ist, die zur Aufnahme in einen Einheitsmoduleinbauraum (28, 28A, 28B) ausgebildet ist und die Steuer- und/oder
Regelungseinrichtungen (39) für den gasförmigen Kraftstoff aufweist.
12. Kraftfahrzeug mit einer modularen Kraftfahrzeugarchitektur mit einer modularen Unterflur-Energiespeicherbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
13. Kraftfahrzeug mit einer modularen Kraftfahrzeugarchitektur mit einer modularen Unterflur-Energiespeicherbaugruppe nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die modulare Unterflur-Energiespeicherbaugruppe (2, 2', 2") in Längsrichtung (X) des Kraftfahrzeugs (1, 1', 1") drei oder mehr Einheitsmoduleinbauraumbereiche (A, B, C, D) aufweist.
14. Kraftfahrzeug mit einer modularen Kraftfahrzeugarchitektur mit einer modularen Unterflur-Energiespeicherbaugruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem der Einheitsmoduleinbauraumbereiche (C) zumindest ein Einheitsmoduleinbauraum als Fußraummulde (M) ausgebildet ist.
PCT/EP2020/086876 2020-01-20 2020-12-17 Modulare kraftfahrzeugarchitektur WO2021148209A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202080081880.3A CN114761263A (zh) 2020-01-20 2020-12-17 模块化机动车架构
US17/790,313 US20230039653A1 (en) 2020-01-20 2020-12-17 Modular Motor Vehicle Architecture

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020101154.7 2020-01-20
DE102020101154.7A DE102020101154A1 (de) 2020-01-20 2020-01-20 Modulare Kraftfahrzeugarchitektur

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021148209A1 true WO2021148209A1 (de) 2021-07-29

Family

ID=74181123

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/086876 WO2021148209A1 (de) 2020-01-20 2020-12-17 Modulare kraftfahrzeugarchitektur

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230039653A1 (de)
CN (1) CN114761263A (de)
DE (1) DE102020101154A1 (de)
WO (1) WO2021148209A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2618185A (en) * 2022-02-25 2023-11-01 Porsche Ag Traction battery vehicle floor

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3125473A1 (fr) * 2021-07-23 2023-01-27 MCE 5 Development Véhicule A TRACTION ELECTRIQUE modulaire
DE102022112734A1 (de) 2022-05-20 2023-11-23 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Batteriesystem und Fahrzeug

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008061757A1 (de) * 2008-12-12 2010-06-17 Daimler Ag Modulanordnung für ein Fahrzeug und Fahrzeug
DE102013204765A1 (de) 2013-03-19 2014-09-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Speicherzellenbaueinheit für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit einer Speicherzellenbaueinheit
US20180186227A1 (en) * 2017-01-04 2018-07-05 Shape Corp. Vehicle battery tray structure with nodal modularity
DE102017117726A1 (de) * 2017-08-04 2019-02-07 enfas GmbH Gehäusevorrichtung für Energiespeichersysteme

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2463162B1 (de) 2010-12-07 2016-03-30 Carbike GmbH System zur Energieversorgung von Elektrofahrzeugen
DE102016007124A1 (de) 2016-06-11 2017-02-16 Daimler Ag Baukastensystem und Verfahren zum Bereitstellen einer Mehrzahl von Varianten einer Antriebsanordnung eines Fahrzeugs
CN110293832A (zh) 2019-07-11 2019-10-01 上海蔚来汽车有限公司 电动汽车以及电动汽车的动力电池包管理方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008061757A1 (de) * 2008-12-12 2010-06-17 Daimler Ag Modulanordnung für ein Fahrzeug und Fahrzeug
DE102013204765A1 (de) 2013-03-19 2014-09-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Speicherzellenbaueinheit für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit einer Speicherzellenbaueinheit
US20180186227A1 (en) * 2017-01-04 2018-07-05 Shape Corp. Vehicle battery tray structure with nodal modularity
DE102017117726A1 (de) * 2017-08-04 2019-02-07 enfas GmbH Gehäusevorrichtung für Energiespeichersysteme

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2618185A (en) * 2022-02-25 2023-11-01 Porsche Ag Traction battery vehicle floor

Also Published As

Publication number Publication date
DE102020101154A1 (de) 2021-07-22
CN114761263A (zh) 2022-07-15
US20230039653A1 (en) 2023-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021148209A1 (de) Modulare kraftfahrzeugarchitektur
EP2766247B1 (de) Aufbaustruktur für ein elektrisch angetriebenes personen-kraftfahrzeug
EP0677412B1 (de) Anordnung eines Antriebsaggregats in einem Elektrofahrzeug
DE102011012496B4 (de) Fahrzeug
DE19926607C2 (de) Modular aufgebautes Fahrzeug
DE4412453A1 (de) Anordnung eines Antriebsaggregats in einem Elektrofahrzeug
DE102010007414A1 (de) Einbaumodul für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug
EP3003829A1 (de) Anordnung eines hinterachsmoduls an einem fahrzeug-aufbau sowie ein hinterachsmodul für eine solche anordnung und ein zweiachsiges, zweispuriges, zumindest teilweise mittels eines elektromotors antreibbares fahrzeug mit einer solchen anordnung
DE102017007490A1 (de) Halteanordnung von Batterien an einem Rahmen für ein Nutzfahrzeug
DE102017223407A1 (de) Kraftfahrzeug mit einer Antriebsbatterie
DE102018206118A1 (de) Kraftfahrzeugkarosserieanordnung mit einer Speicherzellenbaueinheit
DE102019113699A1 (de) Kraftfahrzeug mit einer Kraftfahrzeugkarosserie und einer Speicherzellenbaugruppe
EP4200195A1 (de) Gruppe von kraftfahrzeugen
DE102018210699B4 (de) Fahrzeug mit einem Elektroantrieb und einem Hybrid-Energiespeicher
EP1361140B1 (de) Karosserie für ein Kraftfahrzeug
DE102013000626B4 (de) Karosseriestruktur für ein Fahrzeug
DE102021005515A1 (de) Fahrzeug mit einer Antriebsbatterie
DE102017002249B4 (de) Kraftfahrzeug und Fahrzeugkarosserie für ein Kraftfahrzeug
WO2023072807A1 (de) Fahrzeug mit einer elektrischen energiespeichereinheit
DE102019215412A1 (de) Fahrzeugkarosserie
WO2011044964A1 (de) Fahrzeug mit einem brennstoffzellensystem
DE102022102633A1 (de) Fahrzeugbodenstruktur
WO2020234141A1 (de) Kraftfahrzeug mit einem elektrischen antrieb und einer karosserieintegrierten speicherzellenbaugruppe
DE102019204787B4 (de) Elektrisch angetriebenes Fahrzeug
DE102022111424B3 (de) Mittelbodenmodul für ein Kraftfahrzeug, entsprechendes Kraftfahrzeug und Verfahren zu dessen Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20839281

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20839281

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1