WO2021151856A1 - Energiespeicher-bodengruppe - Google Patents

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WO2021151856A1
WO2021151856A1 PCT/EP2021/051668 EP2021051668W WO2021151856A1 WO 2021151856 A1 WO2021151856 A1 WO 2021151856A1 EP 2021051668 W EP2021051668 W EP 2021051668W WO 2021151856 A1 WO2021151856 A1 WO 2021151856A1
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WO
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energy storage
floor
vehicle
floor assembly
longitudinal member
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/051668
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jan Danneberg
Nermin Kecalevic
Juergen LESCHHORN
Michael Hainzinger
Ingo Kuwalefsky
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
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Priority to US17/794,013 priority patent/US20230045568A1/en
Priority to DE112021000805.6T priority patent/DE112021000805A5/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT 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
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2306/00—Other features of vehicle sub-units
    • B60Y2306/01—Reducing damages in case of crash, e.g. by improving battery protection
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the invention relates to an energy storage floor assembly for an electrically drivable motor vehicle according to the preamble of claim 1.
  • Such an energy storage floor assembly is already known from EP 2 468609 A1, in which a storage housing is arranged on the underside of a vehicle floor, in which an electrical energy storage device is accommodated.
  • the storage housing itself is arranged within a trough-like receptacle, which is delimited laterally by respective side sills and towards the front and rear by respective cross members.
  • either the side sills and / or the respective longitudinal members, which consequently have to run above the vehicle floor within the safety passenger cell must have a correspondingly large cross section. This not only leads to a considerable additional weight of the motor vehicle body, but also to structural space restrictions in the interior of the safety passenger cell. In particular, this adversely affects the ergonomics within the safety passenger cell.
  • the object of the present invention is therefore to create an energy storage floor assembly of the type mentioned at the outset, which can be constructed more simply and more favorably in terms of weight.
  • the energy storage floor assembly is characterized by a storage housing in which, on the one hand, respective battery modules and electrical components of the energy storage device are accommodated and which is arranged on the underside of the vehicle floor and which, according to the invention, accommodates a longitudinal member which runs inside the storage housing and at at least one end is connected to a support component of the motor vehicle. According to the invention, it is therefore provided to arrange at least one longitudinal member running inside the storage housing and at least indirectly to support it on a correspondingly corresponding carrier component of the vehicle running in the area of the front structure of the vehicle, so that corresponding forces are transmitted via the longitudinal member in the area below the vehicle floor or the safety passenger cell be able.
  • the vehicle floor is designed as a housing part of the storage housing and is connected to at least one further housing part of the storage housing via at least one gas-tight connection.
  • the longitudinal member can be designed in a simple manner as a shell component of the floor pan of the motor vehicle body, whereby a particularly favorable connection to other carrier components of the motor vehicle body or other carrier components can be realized.
  • the at least one longitudinal member is fastened on the underside of the vehicle floor.
  • the side member can be used in an optimal way to stiffen the vehicle floor and the floor assembly, and at the same time optimally form a force or load path below the safety passenger cell.
  • Another advantageous embodiment of the invention provides that the at least one longitudinal member is directly connected to the carrier component. This allows For example, forces from the front end of the vehicle are optimally supported and transmitted in the longitudinal direction of the vehicle towards the rear.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the at least one longitudinal beam is connected to a further longitudinal beam which is arranged below it and which is connected to a lower housing part of the storage housing.
  • the at least one longitudinal member extends over the entire height of the storage housing and is connected to a lower housing part of the storage housing.
  • the longitudinal member is thus suitable for directly connecting the lower housing part to the upper housing part of the storage housing, which is preferably the vehicle floor.
  • the vehicle floor with the at least one longitudinal member is designed as part of the painted vehicle shell. This results in a floor assembly that can be manufactured particularly cheaply, in which the at least one longitudinal member is optimally designed as part of the painted motor vehicle body.
  • the vehicle floor is preferably permanently connected to the at least one longitudinal member.
  • the connection can be made cohesively, for example by a welded connection or an adhesive connection.
  • the vehicle floor and the longitudinal member can be connected to one another over a length of the longitudinal member at a multiplicity of points or can be connected to one another over essentially the entire length of the longitudinal member.
  • the at least one longitudinal beam is advantageously connected at its end face at least indirectly to the carrier component of the motor vehicle.
  • the side member can be connected at least indirectly to the carrier component of the motor vehicle without play.
  • the connection can be made non-detachable, for example cohesively, for example by means of a welded connection or an adhesive connection.
  • a wall area of the vehicle floor runs between the longitudinal member and the carrier component, so that the wall area is arranged between them.
  • the storage housing can be made more tightly sealed.
  • FIG. 1 shows an exploded view of an energy storage floor assembly for a motor vehicle according to an embodiment, in which a vehicle floor of the motor vehicle body forms a housing part of a storage housing, on which a floor element can be attached as a further housing part according to the arrow shown, whereby a gas-tight storage housing for accommodating an energy storage device is created
  • FIG. 2 shows a perspective view from below of the energy storage base assembly with the storage housing according to the embodiment in FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a perspective view of the floor element with a plurality of respective longitudinal members according to a first embodiment, which are combined with further longitudinal members arranged below these, which in turn are connected to the floor element, the respective upper longitudinal members in assembled state are attached underneath the vehicle floor,
  • FIG. 4 is a fragmentary and perspective sectional view of FIG.
  • Fig. 5 is a fragmentary and perspective plan view of the
  • Vehicle floor on which the respective longitudinal members are fastened on the underside, which are directly connected via this to the respective transverse members arranged on the upper side of the vehicle floor;
  • FIG. 6 shows a further, fragmentary, perspective sectional view of FIG
  • FIG. 7 is a fragmentary and perspective sectional view of FIG.
  • a motor vehicle body 1 for an electrically operated motor vehicle is shown in a perspective exploded view and a perspective view from below.
  • This motor vehicle can, for example, be one with a fully electric drive (BEV) or a hybrid vehicle (PHEV), which has an internal combustion engine in addition to a purely electric drive.
  • the motor vehicle body 1 usually comprises a front end wall 2 of a passenger cell, which is adjoined towards the front by a front structure or a front structure 3, which includes, for example, respective longitudinal members / engine carriers 4 of a central longitudinal member level.
  • the front wall 2 merges into a transition area 5, which includes, for example, an inclined pedal floor or the like, and from there into a vehicle floor 6, which delimits the passenger compartment downwards as the main floor and extends up to - on the outside in the longitudinal direction of the vehicle and horizontally - Side skirts 7 is enough.
  • the vehicle floor 6 extends towards the rear as far as a transition area 8, in which the vehicle floor 6 merges into a rear vehicle structure 9.
  • the energy storage floor assembly comprises a further housing element in the form of a floor plate or a floor element 11, which - as can be seen in particular from FIGS is.
  • This floor element 11, together with the vehicle floor 6, forms respective housing parts of a multi-part storage housing 12, which is designed to accommodate an electrical energy storage device 14 comprising a plurality of respective battery modules 13, which can be seen in a perspective view in FIG. 3.
  • the battery modules 13 are combined into respective battery packs 15, with respective support elements being provided in the form of pressure plates 16, which are connected to one another via corresponding clamping elements 17 and clamp the individual battery modules 13 together.
  • the vehicle floor 6 and the floor element 11 are connected to one another according to the arrow recognizable in FIG. 1, a gas-tight connection 18 extending around the outer circumference being provided.
  • This gas-tight connection 18 can either be directly between the floor element 11 and the vehicle floor 6 or also between the floor element 11 and other structural components of the motor vehicle body 1 be provided in order to form a corresponding gas-tight receiving space of the storage housing 12.
  • a plurality of longitudinal members 19 run inside the storage housing 12, which are connected at at least one end 20, in the present case the front end 20, to a carrier component of the motor vehicle in a manner to be described in more detail below.
  • FIG. 4 which shows the energy storage floor assembly analogous to FIG. 3
  • the respective longitudinal members 19 each run only over an upper part of the storage housing 12 formed by the vehicle floor 6 and the floor element 11, each from below Attached to the corresponding longitudinal beam 19 is a further longitudinal beam 21, which in turn, as can be seen from FIGS. 3 and 4, is connected to the lower housing part or base element 11.
  • the two longitudinal members 19, 21 thus form an assembly which extends over the entire height of the storage housing 12, that is to say over the entire distance between the floor element 11 and the vehicle floor 6.
  • the two longitudinal members 19, 21 are connected to one another, for example, via a plurality of screw connections.
  • the floor element 11 is also suspended from the underside of the vehicle floor 6.
  • the respective battery modules 15 of the energy storage device 14 can either be supported on the floor element 11 or even be fastened in a hanging arrangement on the underside of the vehicle floor 6.
  • FIG. 5 shows a partial perspective view of the vehicle floor 6 from above, it can be seen that the respective longitudinal members 19 are fastened via their flanges 22 on the underside of the vehicle floor, for example via respective welded connections or similar joints. Of course, other connections, in particular mechanical connections, are also conceivable.
  • the lower longitudinal member 21 has respective through openings 23 and the associated upper longitudinal member 19 has a blind hole 24, so that in the present case the bottom element 11, which also has a through opening 25, by means of a corresponding screw on the upper Longitudinal beam 19 can be screwed.
  • the respective battery modules of the energy storage device 14 rest on the floor element 11, which is fastened on the underside of the vehicle floor 6.
  • FIG. 5 shows in a partial view obliquely from above an energy storage floor assembly with the vehicle floor 6, on top of which the respective cross members extend in the transverse direction of the vehicle.
  • the respective longitudinal members 19, which extend in the longitudinal direction and thus at an angle of approximately 90 degrees to the cross members 10, can also be seen.
  • the side members 19, which run on the underside of the vehicle floor 6, are therefore indicated here by dashed lines.
  • the cross members 10 are connected directly to the respective flanges 22 of the respective longitudinal member 19 via respective welded connections or similar joints and / or mechanical connections.
  • the flanges 22 of the side members 19 are consequently connected to the respective tabs 26 of the cross members 10 through the intermediary of the vehicle floor 6. This quasi-direct connection of the longitudinal members 19 to the cross members 10 in particular ensures that the cross members 10 are stabilized against buckling in the event of an accident-related application of force in the transverse direction of the vehicle.
  • FIG. 6 and 7 show, in a perspective sectional view and a perspective enlarged sectional view, the specific support or connection of one of the longitudinal members 19 with a corresponding carrier component 33 which runs in the area of the front end 3 of the motor vehicle.
  • the longitudinal member 19 extends over the entire height of the energy storage device 14 or the storage housing 12, which is formed and limited on the top by the vehicle floor 6 and on the underside by the floor element 11
  • Storage housing is also a body-integrated housing, which is formed on the top by body components, essentially by the vehicle floor 6, a region of the front end is either correspondingly shaped with a flange 27, with an inclined wall region 28 and an S-shaped region 29 , which then merges into a flat area 30 of the vehicle floor 6.
  • the vehicle floor 6 can also be constructed in several parts. It would also be conceivable to form the delimitation towards the front by means of a front, separate part.
  • the flange 27 of the vehicle floor 6 is connected to a corresponding flange 31 of the floor element 11, which also widens step-like downwards in an area 32 downwards.
  • the front end 20 of the longitudinal member 19 is thus indirectly - namely through the intermediary of the inclined region 28 of the vehicle floor 6 - connected to the carrier component 33 in the region of the front structure 3.
  • the carrier component 33 is, for example, a Component of the front structure 3, which has an axle support connection or around an axle support part itself.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Energiespeicher-Bodengruppe für einen elektrisch antreibbaren Kraftwagen, mit einer elektrischen Energiespeichereinrichtung (14), welche in einem mehrteiligen Speichergehäuse (12) aufgenommen und unterseitig eines Fahrzeugbodens (6) der Energiespeicher-Bodengruppe angeordnet ist, Um eine Energiespeicher-Bodengruppe zu schaffen, welche einfacher und gewichtsgünstiger aufgebaut werden kann, ist innerhalb des Speichergehäuses (12) der Energiespeichereinrichtung (14) wenigstens ein Längsträger (19) angeordnet, welcher an wenigstens einen Ende (20) zumindest mittelbar mit einem im Bereich der Vorderbaus (3) angeordneten Trägerbauteil (33) des Kraftwagens verbunden ist.

Description

ENERGIESPEICHER-BODENGRUPPE
Die Erfindung betrifft eine Energiespeicher-Bodengruppe für einen elektrisch antreibbaren Kraftwagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Energiespeicher-Bodengruppe ist bereits aus der EP 2 468609 A1 bekannt, bei welcher unterseitig eines Fahrzeugbodens ein Speichergehäuse angeordnet ist, in welchem eine elektrische Energiespeichereinrichtung aufgenommen ist. Das Speichergehäuse selbst ist dabei innerhalb einer wannenartigen Aufnahme angeordnet, welche seitlich durch jeweilige Seitenschweller und nach vorne und hinten hin durch jeweilige Querträger begrenzt ist. Um dabei eine hinreichende Steifigkeit der Karosseriestruktur im Bereich der Sicherheitsfahrgastzelle zu schaffen, müssen entweder die Seitenschweller und/oder jeweilige Längsträger, welche oberhalb des Fahrzeugbodens demzufolge innerhalb der Sicherheitsfahrgastzelle verlaufen müssen, einen entsprechend großen Querschnitt aufweisen. Dies führt nicht nur zu einem erheblichen Mehrgewicht der Kraftwagenkarosserie, sondern auch zu Bauraumeinschränkungen im Innenraum der Sicherheitsfahrgastzelle. Hierdurch wird insbesondere die Ergonomie innerhalb der Sicherheitsfahrgastzelle beeinträchtigt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Energiespeicher-Bodengruppe der eingangs genannten Art zu schaffen, welche einfacher und gewichtsgünstiger aufgebaut werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäße durch eine Energiespeicher-Bodengruppe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die erfindungsgemäße Energiespeicher-Bodengruppe zeichnet sich durch ein Speichergehäuse aus, in welchem einerseits jeweilige Batteriemodule und elektrische Komponenten der Energiespeichereinrichtung untergebracht sind und welches unterseitig des Fahrzeugbodens angeordnet ist, und welches andererseits erfindungsgemäß einen Längsträger aufnimmt, welcher innerhalb des Speichergehäuses verläuft und an wenigstens einem Ende mit einem Trägerbauteil des Kraftwagens verbunden ist. Erfindungsgemäß ist es demzufolge vorgesehen, wenigstens einen Längsträger innerhalb des Speichergehäuses verlaufend anzuordnen und zumindest mittelbar an einem entsprechend korrespondierenden, im Bereich der Vorbaustruktur des Kraftwagens verlaufenden Trägerbauteil des Kraftwagens abzustützen, sodass über den Längsträger entsprechende Kräfte im Bereich unterhalb des Fahrzeugbodens beziehungsweise der Sicherheitsfahrgastzelle übertragen werden können. Hierdurch können andere Längsbauteile wie entweder die Seitenschweller und/oder Längsträger innerhalb des Innenraums des Kraftwagens geringer dimensioniert werden beziehungsweise entfallen, wodurch sich eine vereinfachte Konstruktion der Energiespeicher-Bodengruppe beziehungsweise der gesamten Kraftwagenkarosserie ergibt. Außerdem können durch die geringe Dimensionierung jeweiliger Längsträger und/oder den Wegfall jeweiliger Längsträger im Bereich des Innenraums der Sicherheitsfahrgastzelle entsprechende Bauraumgewinne erzielt werden, welche der Ergonomie des Innenraums der Kraftwagens zugutekommen. Durch die Integration des wenigstens einen Längsträgers in das Speichergehäuse der Energiespeichereinrichtung unterhalb des Fahrzeugbodens können zudem Kraft- beziehungsweise Lastpfade erzeugt werden, welche sich vorzugsweise zumindest im Wesentlichen linear und auf einer Ebene erstrecken, sodass Kräfte optimal übertragen werden können.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als günstig gezeigt, wenn der Fahrzeugboden als Gehäuseteil des Speichergehäuses ausgebildet und mit wenigstens einem weiteren Gehäuseteil des Speichergehäuses über wenigstens eine gasdichte Verbindung verbunden ist. Hierdurch kann der Längsträger in einfacher Weise als Rohbauteil der Bodengruppe der Kraftwagenkarosserie ausgebildet werden, wodurch sich eine besonders günstige Verbindung zu anderen Trägerbauteilen der Kraftwagenkarosserie oder anderer Trägerbauteile realisieren lässt.
In diesem Zusammenhang hat es sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der wenigstens eine Längsträger unterseitig an dem Fahrzeugboden befestigt ist. Somit kann der Längsträger in optimaler Weise zur Aussteifung des Fahrzeugbodens und der Bodengruppe herangezogen werden, und gleichzeitig in optimaler Weise einen Kraft- beziehungsweise Lastpfad unterhalb der Sicherheitsfahrgastzelle ausbilden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der wenigstens eine Längsträger unmittelbar mit dem Trägerbauteil verbunden ist. Hierdurch lassen sich Kräfte beispielsweise aus dem Vorderbaubereich des Kraftwagens in optimaler Weise in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten hin abstützen und übertragen.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der wenigstens eine Längsträger mit einem unterhalb von diesem angeordneten weiteren Längsträger verbunden ist, welcher mit einem unteren Gehäuseteil des Speichergehäuses verbunden ist. Unter Vermittlung der beiden Längsträger ergibt sich somit ein besonders günstiger Verbund des unteren Gehäuseteils des Speichergehäuses mit dem oberen Gehäuseteil des Speichergehäuses, welches vorzugsweise der Fahrzeugboden ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der wenigstens eine Längsträger über die gesamte Höhe des Speichergehäuses verläuft und mit einem unteren Gehäuseteil des Speichergehäuses verbunden ist. Der Längsträger ist somit geeignet, das untere Gehäuseteil mit dem oberen Gehäuseteil des Speichergehäuses, welches vorzugsweise der Fahrzeugboden ist, unmittelbar zu verbinden.
Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn der Fahrzeugboden mit dem wenigstens einen Längsträger als Teil des lackierten Kraftwagenrohbaus ausgebildet ist. Somit ergibt sich eine besonders günstig herstellbare Bodengruppe, bei welcher der wenigstens eine Längsträger in optimaler Weise als Teil der lackierten Kraftwagenkarosserie ausgebildet ist.
Bevorzugt ist der Fahrzeugboden mit dem wenigstens einen Längsträger unlösbar, verbunden. Die Verbindung kann stoffschlüssig, beispielsweise durch eine Schweißverbindung oder eine Klebeverbindung, ausgeführt sein.
Der Fahrzeugboden und der Längsträger können über eine Länge des Längsträgers an einer Vielzahl von Stellen miteinander verbunden sein oder über im Wesentlichen über die gesamte Länge des Längsträgers miteinander verbunden sein.
Vorteilhaft ist der wenigstens ein Längsträger an seiner Stirnseite zumindest mittelbar mit dem Trägerbauteil des Kraftwagens verbunden. Ferner kann der Längsträger spielfrei zumindest mittelbar mit dem Trägerbauteil des Kraftwagens verbunden sein. Darüber hinaus kann die Verbindung unlösbar, beispielsweise stoffschlüssig, zum Beispiel durch eine Schweißverbindung oder eine Klebeverbindung, ausgeführt sein. Somit ist eine unmittelbare Kraftübertragung ohne Verformungsweg zwischen dem Trägerbauteil und Längsträger möglich.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung verläuft zwischen dem Längsträger und dem Trägerbauteil ein Wandbereich des Fahrzeugbodens, so dass der Wandbereich zwischengeordnet ist.
Hierdurch kann das Speichergehäuse einfacher dicht ausgeführt werden.
Weitere 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 eine Explosionsdarstellung einer Energiespeicher-Bodengruppe für einen Kraftwagen gemäß einer Ausführungsform, bei weicher ein Fahrzeugboden der Kraftwagenkarosserie einen Gehäuseteil eines Speichergehäuses ausbildet, an welchem als weiteres Gehäuseteil ein Bodenelement gemäß dem dargestellten Pfeil ansetzbar ist, wodurch ein gasdichtes Speichergehäuse zur Aufnahme einer Energiespeichereinrichtung geschaffen ist,
Fig. 2 eine perspektivische Unteransicht auf die Energiespeicher-Bodengruppe mit dem Speichergehäuse gemäß der Ausführungsform in Fig. 1,
Fig. 3 eine Perspektivansicht auf das Bodenelement mit einer Mehrzahl jeweiliger Längsträger gemäß einer ersten Ausführungsform, welche mit weiteren, unterhalb von diesen angeordneten Längsträgern zusammengesetzt sind, welche wiederum mit dem Bodenelement verbunden sind, wobei die jeweiligen oberen Längsträger im zusammengebauten Zustand unterseitig des Fahrzeugbodens befestigt sind,
Fig. 4 eine ausschnittsweise und perspektivische Schnittansicht der
Energiespeicher-Bodengruppe gemäß der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform, bei welcher das Bodenelement unter Vermittlung der jeweiligen Längsträger unterseitig des Fahrzeugbodens des Kraftwagens ist;
Fig. 5 eine ausschnittsweise und perspektivische Draufsicht auf den
Fahrzeugboden, an welchem unterseitig die jeweiligen Längsträger befestigt sind, welche über dies mit jeweiligen, oberseitig des Fahrzeugbodens angeordneten Querträgern direkt verbunden sind;
Fig. 6 eine weitere, ausschnittsweise perspektivische Schnittansicht auf die
Energiespeicher-Bodengruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform, bei welcher jeweilige Längsträger vorgesehen sind, welche sich über die gesamte Höhe des Speichergehäuses erstrecken und das untere Bodenelement mit dem Fahrzeugboden verbinden; und in
Fig. 7 eine ausschnittsweise und perspektivische Schnittansicht der
Energiespeicher-Bodengruppe gemäß der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform, wobei insbesondere erkennbar ist, dass ein im Bereich einer Vorbaustruktur verlaufender Träger in Form eines Achsträgers oder dergleichen Hilfsrahmens unmittelbar an dem zugeordneten, innerhalb des Speichergehäuses verlaufenden Längsträger abgestützt ist.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In den Fig. 1 und 2 ist in einer perspektivischen Explosionsansicht beziehungsweise einer perspektivischen Unteransicht eine Kraftwagenkarosserie 1 für einen elektrisch betreibbaren Kraftwagen dargestellt. Bei diesem Kraftwagen kann es sich beispielsweise um einen solchen mit einem vollelektrischen Antrieb (BEV) oder um ein Hybridfahrzeug (PHEV), welches neben einem rein elektrischen Antrieb auch einen Verbrennungsmotor aufweist, handeln. Die Kraftwagenkarosserie 1 umfasst im vorliegenden Fall üblicherweise eine vordere Stirnwand 2 einer Fahrgastzelle, an welche sich nach vorne hin einen Vorderbau beziehungsweise eine Vorbaustruktur 3 anschließt, welche beispielsweise jeweilige Längsträger /Motorträger 4 einer mittleren Längsträgerebene umfasst. Nach hinten hin geht die Stirnwand 2 in einen Übergangsbereich 5, welcher beispielsweise einen schräg verlaufenden Pedalboden oder dergleichen umfasst, und von dort in einen Fahrzeugboden 6 über, welcher die Fahrgastzelle nach unten hin als Hauptboden begrenzt und bis zu - außenseitig in Fahrzeuglängsrichtung und waagerecht verlaufenden - Seitenschwellern 7 reicht. Nach hinten hin erstreckt sich der Fahrzeugboden 6 bis zu einem Übergangsbereich 8, in welchem der Fahrzeugboden 6 in eine Hinterwagenstruktur 9 übergeht.
Wie des Weiteren aus Fig. 1 erkennbar ist, sind oberseitig des Fahrzeugbodens 6 mehrere Querträger 10 angeordnet und beispielsweise über zugeordnete Fügeverbindungen, insbesondere durch Schweißen, befestigt, welche sich in Fahrzeugquerrichtung erstrecken und an die jeweiligen Seitenschweller 7 anschließen. Neben dem Fahrzeugboden 6 umfasst die Energiespeicher-Bodengruppe ein weiteres Gehäuseelement in Form einer Bodenplatte beziehungsweise eines Bodenelements 11, welches - wie dies insbesondere aus den Fig. 1 bis 3 hervorgeht - einteilig und im hier gezeigten Ausführungsbeispiel bis auf einen Randbereich zumindest im Wesentlichen eben ausgestaltet ist. Dieses Bodenelement 11 bildet gemeinsam mit dem Fahrzeugboden 6 jeweilige Gehäuseteile eines mehrteiligen Speichergehäuses 12, welches zur Aufnahme einer unter anderem in der Fig. 3 in einer Perspektivansicht erkennbaren, eine Mehrzahl jeweiliger Batteriemodule 13 umfassenden elektrischen Energiespeichereinrichtung 14 ausgebildet ist. Die Batteriemodule 13 sind dabei - wie dies aus Fig. 3 erkennbar ist - zu jeweiligen Batteriepacks 15 zusammengefasst, wobei jeweilige Stützelemente in Form von Druckplatten 16 vorgesehen sind, welche über entsprechende Spannelemente 17 miteinander verbunden sind und die einzelnen Batteriemodule 13 miteinander verspannen.
Der Fahrzeugboden 6 und das Bodenelement 11 werden gemäß dem in Fig. 1 erkennbaren Pfeil miteinander verbunden, wobei eine außenumfangsseitig umlaufende gasdichte Verbindung 18 vorgesehen ist. Diese gasdichte Verbindung 18 kann entweder unmittelbar zwischen dem Bodenelement 11 und dem Fahrzeugboden 6 oder auch zwischen dem Bodenelement 11 und anderen Rohbauteilen der Kraftwagenkarosserie 1 vorgesehen sein, um einen entsprechenden gasdichten Aufnahmeraum des Speichergehäuses 12 zu bilden.
Insbesondere gemäß Fig. 3 verlaufen innerhalb des Speichergehäuses 12 vorliegend eine Mehrzahl von Längsträgern 19, welche an wenigstens einem Ende 20, im vorliegenden Fall dem vorderen Ende 20, auf im Folgenden noch näher beschriebene Weise mit einem Trägerbauteil des Kraftwagens verbunden sind. Wie in Zusammenschau mit Fig. 4 erkennbar ist, welche die Energiespeicher-Bodengruppe analog zu Fig. 3 zeigt, verlaufen die jeweiligen Längsträger 19 jeweils lediglich über eine obere T eilhöhe des durch den Fahrzeugboden 6 und das Bodenelement 11 gebildete Speichergehäuse 12. Jeweils von unten her an den entsprechenden Längsträger 19 angesetzt ist jeweils ein weiterer Längsträger 21, welcher seinerseits, wie dies aus den Fig. 3 und 4 erkennbar ist, mit dem unteren Gehäuseteil beziehungsweise Bodenelement 11 verbunden ist. Die beiden Längsträger 19, 21 bilden somit einen Zusammenbau, welcher sich über die gesamte Höhe des Speichergehäuses 12, also über den kompletten Abstand zwischen dem Bodenelement 11 und dem Fahrzeugboden 6, erstreckt. Die beiden Längsträger 19, 21 sind dabei beispielsweise über eine Mehrzahl von Schraubverbindungen miteinander verbunden. Hierdurch ist auch das Bodenelement 11 unterseitig des Fahrzeugbodens 6 aufgehängt. Die jeweiligen Batteriemodule 15 der Energiespeichereinrichtung 14 können entweder auf dem Bodenelement 11 abgestützt sein oder selbst in einer hängenden Anordnung unterseitig des Fahrzeugbodens 6 befestigt sein.
In Zusammenschau mit Fig. 5, welche in einer ausschnittsweisen Perspektivansicht den Fahrzeugboden 6 von oben her zeigt, wird erkennbar, dass die jeweiligen Längsträger 19 über ihre Flansche 22 unterseitig des Fahrzeugbodens befestigt sind, beispielsweise über jeweilige Schweißverbindungen oder dergleichen Fügeverbindungen. Natürlich werden auch andere, insbesondere mechanische Verbindungen, denkbar. Wie des Weiteren aus Fig. 4 erkennbar ist, weist der untere Längsträger 21 jeweilige Durchgangsöffnungen 23 und der zugeordneten obere Längsträger 19 ein Sackloch 24 auf, sodass im vorliegenden Fall das Bodenelement 11, welche ebenfalls eine Durchgangsöffnung 25 aufweist, mittels einer entsprechenden Schraube am oberen Längsträger 19 verschraubt werden kann. Im vorliegenden Fall ruhen die jeweiligen Batteriemodule der Energiespeichereinrichtung 14 auf dem Bodenelement 11 , welches unterseitig des Fahrzeugbodens 6 befestigt ist. Allerdings wäre hier auch eine hängende Anordnung der Energiespeichereinrichtung 14 unterseitig des Fahrzeugbodens 6 denkbar. Fig. 5 zeigt in einer ausschnittsweisen Sicht von schräg oben eine Energiespeicher- Bodengruppe mit dem Fahrzeugboden 6, oberseitig welchem sich die jeweiligen Querträger in Fahrzeugquerrichtung erstrecken. Ebenso erkennbar sind die jeweiligen Längsträger 19, welche sich in Längsrichtung und somit in einem Winkel von etwa 90 Grad zu den Querträgern 10 erstrecken. Die Längsträger 19, welche unterseitig des Fahrzeugbodens 6 verlaufen, sind demzufolge hier gestrichelt angedeutet. Im Bereich jeweiliger Laschen 26 sind hierbei die Querträger 10 direkt über jeweilige Schweißverbindungen oder dergleichen Fügeverbindungen und/oder mechanische Verbindungen mit den jeweiligen Flanschen 22 des jeweiligen Längsträgers 19 verbunden. Die Flansche 22 der Längsträger 19 sind demzufolge unter Vermittlung des Fahrzeugbodens 6 mit den jeweiligen Laschen 26 der Querträger 10 verbunden. Durch diese quasi unmittelbare Verbindung der Längsträger 19 mit den Querträgern 10 wird insbesondere erreicht, dass die Querträger 10 gegen ein Ausknicken bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung in Fahrzeugquerrichtung stabilisiert sind.
Die Fig. 6 und 7 zeigen in einer perspektivischen Schnittansicht sowie einer perspektivisch vergrößerten Schnittansicht die konkrete Abstützung beziehungsweise Verbindung eines der Längsträger 19 mit einem entsprechenden Trägerbauteil 33, welches im Bereich des Vorbaus 3 des Kraftwagens verläuft. Im Unterschied zur bisher gezeigten Ausführungsform ist hierbei anzumerken, dass der Längsträger 19 vorliegend über die gesamte Höhe der Energiespeichereinrichtung 14 beziehungsweise des Speichergehäuses 12 verläuft, welches oberseitig durch den Fahrzeugboden 6 gebildet und begrenzt ist und unterseitig durch das Bodenelement 11. Da es sich somit beim Speichergehäuse auch hier um ein karosserieintegriertes Gehäuse handelt, welches oberseitig durch Karosseriebauteile, im Wesentlichen durch den Fahrzeugboden 6 gebildet wird, ist ein Bereich des vorderen Endes entweder entsprechend umgeformt mit einem Flansch 27, mit einem schräg verlaufenden Wandbereich 28 und einem s-förmigen Bereich 29, der dann in einen ebenen Bereich 30 des Fahrzeugbodens 6 übergeht. Gegebenenfalls kann der Fahrzeugboden 6 hierbei auch mehrteilig ausgebildet sein. Ebenfalls wäre es denkbar, die Begrenzung nach vorne hin durch ein stirnseitiges, separates Teil auszubilden. Im vorliegenden Fall ist der Flansch 27 des Fahrzeugbodens 6 mit einem korrespondierenden Flansch 31 des Bodenelements 11 verbunden, welches sich nach unten hin ebenfalls stufenartig in einem Bereich 32 nach unten hin erweitert. Im vorliegenden Fall ist somit das vordere Ende 20 des Längsträgers 19 mittelbar - nämlich unter Vermittlung des schrägen Bereichs 28 des Fahrzeugbodens 6 - mit dem Trägerbauteil 33 im Bereich der Vorbaustruktur 3 verbunden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich beispielsweise bei dem Trägerbauteil 33 um ein Bauteil der Vorbaustruktur 3, welches eine Achsträgeranbindung aufweist oder aber um ein Achsträgerteil selbst.
Durch die zumindest mittelbare Abstützung des Trägerbauteils 33 - im vorliegenden Fall unter Zwischenlage beziehungsweise Vermittlung des schrägen Bereichs 28 des Fahrzeugbodens 6 - erfolgt somit eine unmittelbare Abstützung dieses Trägerbauteils 33 beziehungsweise Achsträgerteils in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) nach hinten über den jeweiligen Längsträger 19, wodurch bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung im Bereich des Vorderbaus keine übermäßigen Intrusionen in den Energiespeicher, also die Energiespeichereinrichtung 14 oder das zugehörige Speichergehäuse 12, erfolgen können. Mit anderen Worten wird durch die rohbaufest unterseitig des Fahrzeugbodens und den Längsträger 19 und deren Verbindung zu jeweiligen Trägerprofilen, insbesondere Längsprofilen des Vorderwagens, an welchen die Vorderachse befestigt ist, erreicht, dass übermäßige Intrusionen in den Energiespeicher beziehungsweise die zugehörigen Bauteile vermieden werden. Die Längsträger 19 im Unterflurbereich können dabei zudem die Querträger im Vorderbau beziehungsweise der Vorbaustruktur 3 abstützen.
Bezugszeichenliste
Kraftwagenkarosserie vordere Stirnwand
Vorbaustruktur
Längsträger
Übergangsbereich
Fahrzeugboden
Seitenschweller
Übergangsbereich
Hinterwagenstruktur
Querträger
Bodenelement
Speichergehäuse
Batteriemodul
Energiespeichereinrichtung
Batteriepack
Druckplatte
Spannelemente gasdichte Verbindung
Längsträger
Ende
Längsträger
Flansch
Durchgangsöffnung
Sacklock
Durchgangsöffnungen
Lasche
Flansch
Wandbereich
Bereich
Bereich
Flansch
Bereich
Trägerbauteil

Claims

Patentansprüche
1. Energiespeicher-Bodengruppe für einen elektrisch antreibbaren Kraftwagen, mit einer elektrischen Energiespeichereinrichtung (14), welche in einem Speichergehäuse (12) aufgenommen und unterseitig eines Fahrzeugbodens (6) der Energiespeicher-Bodengruppe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Speichergehäuses (12) der Energiespeichereinrichtung (14) wenigstens ein Längsträger (19) angeordnet ist, welcher an wenigstens einem Ende (20) zumindest mittelbar mit einem im Bereich der Vorderbaus (3) angeordneten Trägerbauteil (33) des Kraftwagens verbunden ist.
2. Energiespeicher-Bodengruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugboden (6) als Gehäuseteil des Speichergehäuses (12) ausgebildet und mit wenigstens einem weiteren Gehäuseteil (11) des Speichergehäuses (12) über wenigstens eine gasdichte Verbindung (18) verbunden ist.
3. Energiespeicher-Bodengruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Längsträger (19) unterseitig an dem Fahrzeugboden (6) befestigt ist.
4. Energiespeicher-Bodengruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Längsträger (19) unmittelbar mit dem Trägerbauteil (33) verbunden ist.
5. Energiespeicher-Bodengruppe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Längsträger (19) mit einem unterhalb von diesem angeordneten weiteren Längsträger (21) verbunden ist, welcher mit dem unteren Gehäuseteil (11) des Speichergehäuses (12) verbunden ist.
6. Energiespeicher-Bodengruppe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Längsträger (19) über die gesamte Höhe des Speichergehäuses (12) verläuft und mit dem unteren Gehäuseteil (11) des Speichergehäuses (12) verbunden ist.
7. Energiespeicher-Bodengruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsträger (19) mit wenigstens einem oberseitig des Fahrzeugbodens (6) verlaufenden Querträger (10) verbunden ist.
8. Energiespeicher-Bodengruppe nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugboden (6) mit dem wenigstens einen Längsträger (19) als Teil des lackierten Kraftwagenrohbaus (1) ausgebildet ist.
9. Energiespeicher-Bodengruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugboden (6) mit dem wenigstens einen Längsträger (19) unlösbar, insbesondere stoffschlüssig, beispielsweise durch eine Schweißverbindung oder eine Klebeverbindung, verbunden ist.
10. Energiespeicher-Bodengruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens ein Längsträger (19) spielfrei, insbesondere unlösbar, beispielsweise stoffschlüssig, zum Beispiel durch eine Schweißverbindung oder eine Klebeverbindung, zumindest mittelbar mit dem Trägerbauteil (33) des Kraftwagens verbunden ist.
11. Energiespeicher-Bodengruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Längsträger (19) und dem Trägerbauteil (33) ein Wandbereich (26) des Fahrzeugbodens (6) zwischengeordnet ist.
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