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Die
Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Karosserie und einem Antriebssystem.
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Fahrzeugkarosserien
sind relativ aufwendig und komplex aufgebaut und umfassen eine Vielzahl von
miteinander verbundenen Komponenten, wie Längsträgern,
Querträgern, Seitenschweller etc.. Darüber hinaus
sind auch die Deformationselemente integriert, welche zu einer Energieabsorption
bei der Krafteinwirkung, beispielsweise bei einem Unfall, dienen
sollen.
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Aus
der
DE 102 61 630
A1 ist ein Trägermodul zur Montage in einem Kraftfahrzeug
bekannt. Das Trägermodul enthält einen Karosserieboden,
wobei der Karosserieboden einen sich im Fahrer-/Beifahrerbereich
erstreckenden vorderen Karosserieboden und einen sich im Rücksitzbereich
erstreckenden hinteren Karosserieboden enthält. Das Trägermodul
ist zur Aufnahme von Komponenten, wie beispielsweise einer Batterie,
einer Brennstoffzelle oder einem Reformator ausgebildet. Das Trägermodul dient
somit lediglich dazu, dass diese Komponenten darauf aufgestellt
und angeordnet werden können. Das Trägermodul
kann auch zur Versteifung der Karosserie und zur Energieabsorption
im Crashfall herangezogen werden. Weitere Funktionalität
weist dieses Trägermodul nicht auf. Durch diese Ausgestaltung
des Fahrzeugs wird die ohnehin schon relativ aufwendige Karosserie
durch ein zusätzliches Teil, das Trägermodul ergänzt,
wodurch der verfügbare Bauraum weiter minimiert wird. Darüber
hinaus wird dadurch das Gewicht erhöht.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeug zu schaffen,
bei dem eine hochfunktionelle Ausgestaltung der Karosserie erreicht
werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Fahrzeug, welches die Merkmale nach Anspruch
1 aufweist, gelöst.
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Ein
erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst eine Karosserie
bzw. eine Rohbaustruktur und ein Energieversorgungssystem. Zumindest
eine aktiv zur Energieversorgung beitragende Komponente des Energieversorgungssystems
ist als Trägerteil der Karosserie ausgebildet und/oder
ist als Energieabsorptionselement bei einer Krafteinwirkung auf
das Fahrzeug in die Karosserie entsprechend eingebunden. Bei dem
erfindungsgemäßen Fahrzeug kann somit erreicht
werden, dass eine spezifische Komponente des Energieversorgungssystems
neben ihrer eigentlichen, der Energieversorgung dienlichen Funktion darüber
hinaus eine weitere vom Energieversorgungssystem unabhängige
Funktion aufweist. Diese zusätzliche Funktion ist insbesondere
im Hinblick auf Stabilisierung und Steifigkeit der Karosserie vorgesehen.
Zusätzlich oder anstatt dazu ist die zusätzliche Funktion
von der Komponente jedoch auch als quasi Deformationselement zur
Energieabsorption, beispielsweise bei einem Unfall oder dergleichen,
konzipiert. Die Komponente des Energieversorgungssystems ist somit
multifunktional ausgebildet und in die Karosserie eingebunden. Durch
diese Multifunktionalität der Komponente können
Bauteile eingespart werden, da nur unifunktional wirkende Teile
der Karosserie durch diese Komponente ersetzt werden können. Üblicherweise
in der Karosserie vorhandene Teile können durch diese Komponente
ersetzt werden.
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Unter
einem Energieversorgungssystem eines Fahrzeugs wird sowohl ein elektrische
System, wie ein Bordnetz oder ein Hybridantrieb mit Batterien verstanden.
Ebenfalls wird auch jedes Antriebssystem, welches unter Energieaufbringung
oder Energieumwandlung einen Antrieb des Fahrzeugs gewährleistet,
unter ein Energieversorgungssystem summiert. Insbesondere ist unter
einer derartigen aktiv zur Energieversorgung beitragenden Komponente keine
Hilfskomponente zur Befestigung oder Lagerung, wie ein Trägermodul
aus dem Stand der Technik, für eine derartige aktiv wirkende
Komponente verstanden. Eine aktiv zur Energieversorgung beitragende
Komponente ist somit insbesondere eine derartige, welche selber
zur Energieerzeugung ausgebildet ist und/oder zur Energieerzeugung
erforderliche Mittel, wie Brennstoff und dergleichen, speichert und/oder
Energie speichert und/oder zur Energieübertragung von elektrischer
Energie ausgebildet ist.
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Durch
Verwendung und spezifische Auslegung dieser Komponenten des Energieversorgungssystems
kann neben einer Gewichtsersparnis aufgrund einer Bauteilreduktion
auch eine Erhöhung der Stabilität des Chassis
erzielt werden.
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Vorzugsweise
ist die Komponente des Energieversorgungssystems in ihrer Multifunktionalität
als Querträger oder als Seitenschweller der Karosserie funktional
in die Karosserie eingebunden. Insbesondere kann vorgesehen sein,
dass sich die Komponente des Energieversorgungssystems zwischen zwei
Längsträgern der Karosserie erstreckt. Vorzugsweise
ist die Komponente des Energieversorgungssystems unmittelbar mit
diesen Längsträgern verbunden. Prinzipiell kann
eine Verbindung der Komponente des Energieversorgungssystems mit
der Karosserie unmittelbar vorgesehen sein, in dem beispielsweise
eine Verschraubung, eine Verschweißung, eine Vernietung
etc. ausgebildet ist.
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Insbesondere
ist die Komponente des Energieversorgungssystems vor der Fahrgastzelle
angeordnet.
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Vorzugsweise
erstreckt sich die Komponente unter dem Fahrerbereich und dem Beifahrerbereich im
Fahrzeug. Vorzugsweise erstreckt sich die Komponente insbesondere
quer zwischen den Längsträgern unter dem Fahrer
und dem Beifahrerbereich des Fahrzeugs.
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Besonders
bevorzugt erweist es sich, wenn sich die Komponente des Energieversorgungssystems,
welche auch Funktionen von ursprünglichen Karosserieteilen
aufweist und entsprechend in die Karosserie eingebunden ist, auch
in dem Bereich zwischen den Rädern des Fahrzeugs. Insbesondere ist
vorgesehen, dass sich die Komponente auch zwischen den Vorderrädern
des Fahrzeugs erstreckt. Gerade dann, wenn das Fahrzeug einen vor
dem Fahrer und dem Beifahrerbereich liegenden Motorraum aufweist,
erstreckt somit die Komponente des Energieversorgungssystems auch
in diesen Motorraum, in dem das Energieversorgungssystem angeordnet
ist.
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Vorzugsweise
ist die Komponente des Energieversorgungssystems an den Unterboden
der Karosserie angebunden. Gerade hierdurch kann eine besonders
effektive Einbindung und multifunktionale Verwendung der Komponente
im Hinblick auf Stabilisierung des Chassis und/oder im Hinblick
auf Energieabsorption bei einer Krafteinwirkung ermöglicht werden.
Insbesondere dann, wenn die Komponente im Bereich unter dem Fahrer
und dem Beifahrer angeordnet ist, kann im Crashfalle eine besonders
effektive Energieabsorption durch die Komponente gewährleistet
werden und somit die Verletzungsgefahr dieser Fahrzeuginsassen reduziert
werden.
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Besonders
bevorzugt erweist es sich, wenn das Energieversorgungssystem ein
Brennstoffzellensystem ist. Gerade hier bieten sich mehrere Komponenten
an, welche eine derartige multifunktionale Auslegung im Hinblick
auf ihre primäre Funktionalität im Brennstoffzellensystem
selbst, und im Hinblick auf ihre sekundäre Funktionalität
entsprechend einem tragenden Teil oder einem Deformationselement
der Rohkarosse, aufweisen können.
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Bevorzugt
ist die Komponente des Energieversorgungssystems eine Antriebssystem
des Fahrzeugs zugeordnet. Besonders bevorzugt erweist es sich, wenn
die Komponente des Antriebssystems dem Antriebsstrang eines Brennstoffzellensystems zugeordnet
ist. Insbesondere können hierbei ein elektrischer Fahrantrieb
oder eine Wasserstoff-Tankanlage des Brennstoffzellensystems, welche
dem Antriebsstrang des Brennstoffzellensystems zugeordnet ist, sein.
Durch die Verwendung von Antriebsstrangkomponenten des Brennstoffzellensystems
als tragende Teile in der Struktur der Karosserie des Fahrzeugs
kann eine Einsparung von Gewicht und eine gleichzeitige Volumenvergrößerung
mit Packgagevereinfachung vom Brennstoffzellenantriebsstrang erreicht
werden. Darüber hinaus kann durch eine derartige Ausgestaltung
erreicht werden, dass Komponenten des Brennstoffzellensystems in
bestehende Fahrzeuge mit bestehenden Karosserien relativ einfach
und aufwandsarm ohne eine große Änderung der Rohkarosse
verbaut und angeordnet werden können.
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Die
Komponenten des Antriebssystems werden vorzugsweise darüber
hinaus entsprechend geformt und aus einem entsprechenden Material
ausgebildet, um die ihnen im Hinblick auf die Karosserie zugeordnete
weitere Funktionalität optimal erfüllen zu können.
Neben einer Bauteilreduzierung kann somit auch wieder eine Bauraumgewinnung
erzielt werden und dadurch auch die Montage von Komponenten, insbesondere
des Brennstoffzellensystems, in die Karosserie, vereinfacht werden.
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Selbstverständlich
kann eine Komponente des Energieversorgungssystems auch beispielsweise
eine Batterie, ein zur Energiespeicherung in einem Bordnetz des
Fahrzeugs ausgebildeter Kondensator, insbesondere ein SuperCap (Kondensator)
oder dergleichen vorgesehen sein. Insbesondere alle diese zur Energieversorgung
des Fahrzeugs vorgesehenen Komponenten können neben ihrer
zur Energieversorgung beitragenden Funktionalität dann
auch mit einer mechanischen Funktionalität belegt werden.
Auch dann, wenn das Fahrzeug als Energieversorgungssystem kein Brennstoffzellensystem
sondern ein herkömmliches Antriebssystem, beispielsweise
mit einer Brennkraftmaschine, umfasst, kann eine derartige multifunktionelle
Ausgestaltung einer entsprechenden Komponente und eine entsprechende
Integration in der Karosserie vorgesehen sein.
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Die
grundsätzlich ein ursprüngliches Teil der Karosserie
ersetzenden Komponenten des Energieversorgungssystems übernehmen
somit deren Funktion beim Crash, beispielsweise einem Seitenaufprall,
bei einer Verwindung oder dergleichen.
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Ein
ursprünglich somit rohbaufremdes Teil, die Komponente des
Energieversorgungssystems, wird durch die Erfindung somit in den
Rohbau integriert, um dort auch eine rohbauspezifische Funktion zu übernehmen.
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Ein
Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand schematischer
Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine
Ansicht von unten auf einen Teilbereich einer Karosserie eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs;
und
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2 eine
perspektivische Darstellung eines Teilausschnitts einer Karosserie
eines erfindungsgemäßen Fahrzugs bei der Betrachtung
von schräg oben.
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In
den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den
gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist
eine schematische Darstellung eines Teilbereichs einer Karosserie 1 eines
Fahrzeugs gezeigt, welches darüber hinaus ein Brennstoffzellensystem
als Antriebssystem aufweist, welches einem Energieversorgungssystem
des Fahrzeugs zugeordnet ist. Die Karosserie 1 umfasst
den Unterboden 2, welcher in 1 gemäß einer
Betrachtung von unten gezeigt ist. Der Unterboden 2 weist
zwei parallel zueinander verlaufende Längsträger 3 und 4 auf,
welche sich an den äußeren Seiten des Unterbodens 2 in
Längsrichtung (x-Richtung) des Fahrzeugs erstrecken. Üblicherweise
ist beispielsweise zwischen diesen Längsträgern 3 und 4 ein
Querträger der Karosserie 1 angeordnet. Dieser Querträger
ist im Ausführungsbeispiel gemäß 1 durch
eine lediglich beispielhaft und symbolisch dargestelle Komponente 7 des
Brennstoffzellensystems ersetzt. Diese Komponente 7 ist
somit in die Karosserie 1 eingebunden bzw. integriert,
und ist eine aktiv zur Energieversorgung beitragende Komponete des Systems.
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Die
Komponente 7 hat somit neben ihrer primären Funktionalität,
einen Beitrag zum Antrieben des Fahrzeugs zu leisten, eine weitere
Funktionalität, welche im Ausführungsbeispiel
die mechanische Funktionalität des ursprünglichen
Querträgers ist. Die Komponente 7 ist somit auch
zur Stabilisierung der Karosserie 1 ausgebildet.
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Die
Komponente 7 ist vorzugsweise einem Antriebsstrang des
Brennstoffzellensystems zugeordnet und kann beispielsweise ein elektrischer
Fahrantrieb oder ein Teil einer Wasserstoff-Tankanlage des Brennstoffzellensystems
sein.
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Gerade
bei der örtlichen Positionierung der Komponente 7 im
Fahrerbereich 5 und/oder im Beifahrerbereich 6,
kann diese zusätzliche Funktionalität auch dahingehend
ausgelegt sein, dass die Komponente 7 zur Energieabsorption
bei einer Krafteinwirkung auf das Fahrzeug, beispielsweise bei einem
Unfall, ausgebildet ist. Die Komponente 7 dient somit quasi
auch als Deformationselement und zum Energieabbau.
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Gemäß der
Darstellung in 1 erstreckt sich die Komponente 7 quer
zu den Längsträgern 3 und 4 und
ist mit den Längsträgern 3 und 4 verbunden.
Diese Integration der Komponente 7 in die Karosserie 1 kann
durch die üblichen Verbindungstechniken wie Schweißen
etc. vorgesehen sein, oder aber auch durch eine einstückige
Ausbildung erfolgen.
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Gerade
dann, wenn die Komponente 7 des Antriebssystems auch als
Energieabsorptionselement vorzugsweise vorgesehen sein soll, kann
es auch als Seitenschweller des Fahrzeugs angeordnet sein.
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Gemäß dem
in 1 erläuterten Ausführungsbeispiel
ist die Komponente 7 somit vorzugsweise unterhalb der Fahrgastzelle
angeordnet. Besonders erstreckt sich die Komponente 7 auch
in einen Bereich des Fahrzeugs, welcher zwischen den Rädern,
insbesondere den Vorderrädern, angeordnet ist.
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Es
sei explizit darauf hingewiesen, dass die plattenartige Darstellung
des Elements bzw. der Komponente 7 in 1 lediglich
symbolisch für alle möglichen Komponenten und
Formgebungen des Energieversorgungssystems, welche dann auch als tragendes
und/oder energieabsorbierendes Teil in die Karosserie 1 eingebunden
sind, stehen soll.
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Selbstverständlich
können auch mehrere Komponenten des Energieversorgungssystems
derart multifunktional ausgelegt sein und mit einer mechanischen
Funktionalität eines Karosserieteils belegt sein und dieses
ersetzen.
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In 2 ist
ein Teilsausschnitt einer perspektivischen Ansicht einer Karosserie 1 gezeigt,
bei der eine schräg von oben betrachtete Darstellung vorliegt.
Im Fahrerbereich 5 bzw. auf der Fahrerseite sind auch die
A-Säule 8 und die B-Säule 9 der
Karosserie 1 gezeigt.
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Wesentlich
für die Erfindung ist, dass eine unter der hier zugrunde
gelegten Definition einer aktiv zur Energieversorgung beitragenden
Komponente des Energieversorgungssystems, insbesondere einem diesen
zugeordneten Antriebssystem, zusätzlich eine Funktion eines
ursprünglichen Karosserieteils, insbesondere eines Trägerteils
und/oder eines Energieabsorptionselements mit übernimmt
und dieses in der Karosserie 1 ersetzt oder ergänzt.
Neben einem vollständigen Ersatz des sonst üblicherweise dafür
vorgesehenen Karosserieteils kann auch vorgesehen sein, dass die
Komponente des Energieversorgungssystems lediglich teilweise und
unterstützend die Funktion dieses ansonsten ursprünglichen Karosserieteils
mit übernimmt. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann
dann das übliche Karosserieteil kleiner, bzw. schwächer
ausgelegt werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass dann,
wenn die Komponente des Energieversorgungssystems auch die Tragefunktion
eines Querträgers mit übernehmen soll, dieser
Querträger dünner bzw. schwächer ausgelegt
ist. Situations- und bedarfsabhängig kann somit auch flexibel
und karosserie- sowie fahrzeugspezifisch entschieden werden, ob
die Komponente des Energieversorgungssystems ursprüngliche
Funktionsteile der Karosserie 1 vollständig ersetzt
oder diese in seiner Funktion lediglich unterstützt.
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- 1
- Karosserie
- 2
- Unterboden
- 3,
4
- Längsträger
- 5
- Fahrerbereich
- 6
- Beifahrerbereich
- 7
- Komponente
- 8
- A-Säule
- 9
- B-Säule
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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