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DE102023111300A1 - Kraftfahrzeug - Google Patents

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DE102023111300A1
DE102023111300A1 DE102023111300.3A DE102023111300A DE102023111300A1 DE 102023111300 A1 DE102023111300 A1 DE 102023111300A1 DE 102023111300 A DE102023111300 A DE 102023111300A DE 102023111300 A1 DE102023111300 A1 DE 102023111300A1
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DE
Germany
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energy storage
support structure
load path
vehicle body
storage device
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DE102023111300.3A
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English (en)
Inventor
Robert Loch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102023111300.3A priority Critical patent/DE102023111300A1/de
Priority to CN202410533128.8A priority patent/CN118893961A/zh
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Abstract

Bei einem Kraftfahrzeug (10), umfassend eine Fahrzeugkarosserie (20) mit einer vorderen Längsträgerstruktur (22), wobei die vordere Längsträgerstruktur (22) einen vorderen Lastpfad (22.1) bildet, und einen in einem Fahrzeugboden (12) angeordneten Energiespeicher (30),
ist zum Zwecke der Gewichtsreduktion und Vereinfachung der Fahrzeugkarosserie (20) sowie einem verbesserten Fahrverhalten vorgesehen, dass der Energiespeicher (30) eine Trägerstruktur (32) aufweist, wobei die Trägerstruktur (32) wenigstens einen Energiespeicher-Lastpfad (34.1, 34.2) bildet, und wobei die Trägerstruktur (32) derart an der vorderen Längsträgerstruktur (22) angebracht ist, dass der vordere Lastpfad (22.1) mit dem Energiespeicher-Lastpfad (34.1, 34.2) verbunden ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug bzw. eine Energiespeicher-Trägerstruktur zur Anordnung in einem Energiespeicher an einem Fahrzeugboden mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 bzw. 10.
  • Bei Kraftfahrzeugen mit einem im Fahrzeugboden angeordneten Energiespeicher ist es bekannt, die bei einem Frontalcrash auftretenden Kräfte über eine vordere Längsträgerstruktur einer Fahrzeugkarosserie aufzunehmen. Über einen verstärkten Stirnwandquerträger werden die Kräfte dann über eine A-Säulenstruktur schließlich in eine seitliche Schwellerprofilstruktur geleitet, was einen bekannten Weg einer Lastweiterleitung darstellt.
  • Die genannten Strukturen sind dabei so ausgebildet, dass Anforderungen an die Belastbarkeit bei Crash-Szenarien erfüllt sind und somit den Insassen bei einem Unfall Schutz geboten wird. Dies erfordert jedoch ein erhöhtes Gewicht und einen erhöhten Bauraumbedarf der Fahrzeugkarosserie.
  • Ein geringeres Gewicht ist für eine verbesserte Kraftstoffeffizienz oder größere Reichweite bei einem Elektrofahrzeug wünschenswert. Insbesondere Leichtelektromobile, zum Beispiel der EG-Fahrzeugklassen L6e und L7e, dürfen bestimmte Größen- und Gewichtsvorgaben nicht überschreiten.
  • Darüber hinaus ist es wünschenswert, die Steifigkeit des Kraftfahrzeugs in einem normalen Fahrbetrieb zu erhöhen, um das Fahrverhalten zu verbessern.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Gewicht einer Fahrzeugkarosserie zu reduzieren und den Bauraumbedarf der Fahrzeugkarosserie zu verringern, während gleichzeitig das Fahrverhalten verbessert wird und Anforderungen an die Belastbarkeit bei Crash-Szenarien erfüllt werden.
  • Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Fahrzeugkarosserie mit einer vorderen Längsträgerstruktur, wobei die vordere Längsträgerstruktur einen vorderen Lastpfad bildet, und einen in einem Fahrzeugboden angeordneten Energiespeicher, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher eine Trägerstruktur aufweist, wobei die Trägerstruktur wenigstens einen Energiespeicher-Lastpfad bildet, und wobei die Trägerstruktur derart an der vorderen Längsträgerstruktur angebracht ist, dass der vordere Lastpfad mit dem Energiespeicher-Lastpfad verbunden ist.
  • Dadurch dass die Trägerstruktur des Energiespeichers an der vorderen Längsträgerstruktur angebracht ist und die beiden Lastpfade in der Fahrzeugkarosserie und im Energiespeicher verbunden sind, wird ein durchgehender Lastpfad bereitgestellt, der im Energiespeicher verläuft. Somit können Strukturen der Fahrzeugkarosserie mit weniger Materialaufwand bzw. mit verringertem Bauraumbedarf bereitgestellt werden. Gleichzeitig werden auf effiziente Art und Weise Trägerstrukturen im Energiespeicher, die üblicherweise zum Beispiel einen Zellbauraum definieren und ansonsten nur einen Zellschutz für den Energiespeicher an sich darstellen würden, dahingehend ausgebildet, wenigstens einen zusätzlichen Energiespeicher-Lastpfad außerhalb der Fahrzeugkarosserie bereitzustellen, um Lasten bzw. Kräfte aus einem Frontalcrash im Energiespeicher aufzunehmen. Somit setzt sich ein Lastpfad auch im Energiespeicher fort, was eine vorteilhafte Ausbildung der Lastaufnahme bzw. -verteilung im Kraftfahrzeug darstellt. Anders ausgedrückt können Strukturen der Fahrzeugkarosserie durch Trägerstrukturen im Energiespeicher ersetzt werden, was Gewicht in der Fahrzeugkarosserie einspart und den Bauraumbedarf der Fahrzeugkarosserie verringert. Darüber hinaus übernimmt der Energiespeicher eine Steifigkeitsfunktion für den normalen Fahrbetrieb, indem die Trägerstruktur des Energiespeichers Lasten von Vorderachse, Hinterachse und elektrischen Antrieb aufnimmt, wodurch das Fahrverhalten verbessert wird.
  • Dabei ist unter einem „Lastpfad“ ganz allgemein der Weg zu verstehen, den eine Kraft durch ein Bauteil oder ein System nimmt, um eine Last von einem Punkt zum anderen zu übertragen.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Fahrzeugkarosserie eine hintere Längsträgerstruktur, wobei die hintere Längsträgerstruktur einen hinteren Lastpfad bildet, und wobei die Trägerstruktur des Energiespeichers derart an der hinteren Längsträgerstruktur angebracht ist, dass der hintere Lastpfad mit dem Energiespeicher-Lastpfad verbunden ist. Damit können die beschriebenen vorteilhaften Wirkungen im Falle eines Frontalcrashs auch für den Fall eines Heckcrashs bereitgestellt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsformen umfasst die Trägerstruktur einen inneren Längsträger, wobei der innere Längsträger einen ersten Energiespeicher-Lastpfad bildet und an der vorderen Längsträgerstruktur der Fahrzeugkarosserie derart angebracht ist, dass der vordere Lastpfad mit dem ersten Energiespeicher-Lastpfad verbunden ist. Durch die Längsanordnung parallel zur X-Richtung des Kraftfahrzeugs des inneren Längsträgers können besonders gut aus einem Frontalcrash resultierende Lasten in den Energiespeicher weitergeleitet werden.
  • In dieser Ausführungsform ist bevorzugt der innere Längsträger an der hinteren Längsträgerstruktur der Fahrzeugkarosserie derart angebracht, dass der hintere Lastpfad mit dem ersten Energiespeicher-Lastpfad verbunden ist. Dadurch können bei einem Frontalcrash besonders gut Lasten von der vorderen Längsträgerstruktur der Fahrzeugkarosserie über den inneren Längsträger durch den Energiespeicher zur hinteren Längsträgerstruktur weitergeleitet werden. Umgekehrt gilt dasselbe für einen Heckcrash.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Trägerstruktur einen vorderen Querträger, wobei der vordere Querträger einen zweiten Energiespeicher-Lastpfad bildet und an der vorderen Längsträgerstruktur der Fahrzeugkarosserie derart angebracht ist, dass der vordere Lastpfad mit dem zweiten Energiespeicher-Lastpfad verbunden ist. Dadurch können auch aus einem Frontalcrash resultierende Lasten besonders gut in eine Richtung im Energiespeicher weitergeleitet werden, die einen beliebigen Winkel zur X-Richtung des Kraftfahrzeugs aufweist.
  • In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Trägerstruktur einen hinteren Querträger, wobei der hintere Querträger einen dritten Energiespeicher-Lastpfad bildet und an der hinteren Längsträgerstruktur der Fahrzeugkarosserie derart angebracht ist, dass der hintere Lastpfad mit dem dritten Energiespeicher-Lastpfad verbunden ist. Dadurch können auch aus einem Heckcrash resultierende Lasten besonders gut in eine Richtung im Energiespeicher weitergeleitet werden, die einen beliebigen Winkel zur X-Richtung des Kraftfahrzeugs aufweist.
  • In einer weiteren Ausführungsformen umfasst die Trägerstruktur einen äußeren Längsträger, wobei der äußere Längsträger einen vierten Energiespeicher-Lastpfad bildet. Der vierte Energiespeicher-Lastpfad kann beispielsweise zur Aufnahme von Kräften aus einem Pfahl-Crash genutzt werden. Alternativ oder ergänzend kann der vierte Energiespeicher-Lastpfad mit dem zweiten und/oder dritten Energiespeicher-Lastpfad verbunden sein und folglich Lasten aus dem zweiten und/oder dritten Energiespeicher-Lastpfad aufnehmen bzw. weiterleiten.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der innere Längsträger mit einem Sitzquerträger der Fahrzeugkarosserie verbunden und/oder der äußere Längsträger ist mit einer äußeren Schwellerprofilstruktur der Fahrzeugkarosserie verbunden. Mit Bezug auf den Sitzquerträger können Gurtzugkräfte aufgenommen werden und/oder eine Biegebelastung auf den Sitzquerträger kann verringert werden. Mit Bezug auf die äußere Schwellerprofilstruktur kann deren Volumen verringert werden, da die nötige Struktursteifigkeit und der Energieabbau durch bzw. über den äußeren Längsträger des Energiespeichers erfolgen können.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist der Energiespeicher ein vorderes Schubfeld auf, dass mit einem vorderen Fahrwerk des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Damit kann besonders gut das vordere Fahrwerk mit dem Energiespeicher, der eine Struktur außerhalb der Fahrzeugkarosserie darstellt, auf effiziente Art und Weise stabilisiert werden.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Energiespeicher-Trägerstruktur zur Anordnung in einem Energiespeicher an einem Fahrzeugboden, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur wenigstens einen Energiespeicher-Lastpfad bildet, und die Trägerstruktur des Energiespeichers an einer vorderen Längsträgerstruktur einer Fahrzeugkarosserie derart anbringbar ist, dass bei einer Verbindung der Trägerstruktur mit der Längsträgerstruktur ein durch die vordere Längsträgerstruktur gebildeter vorderer Lastpfad mit dem Energiespeicher-Lastpfad verbunden ist.
  • Die oben beschriebenen Merkmale und deren Wirkungen der Energiespeicher-Trägerstruktur im Zusammenhang mit der Fahrzeugkarosserie werden durch die Energiespeicher-Trägerstruktur an sich bereitgestellt. Somit soll auch eine derart ausgebildete Energiespeicher-Trägerstruktur an sich geschützt sein, die die oben beschriebenen Merkmale und Wirkungen aufweist, wenn sie mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist.
  • Ferner wird ein Energiespeicher, umfassend die oben beschriebene Energiespeicher-Trägerstruktur bereitgestellt.
  • In allen Ausführungsformen ist es ebenso vorstellbar, dass die Länge des Kraftfahrzeugs in X-Richtung kleiner oder gleich 3 m ist. Dadurch kann ein besonders kompaktes Kraftfahrzeug bereitgestellt werden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Kraftfahrzeug als Leichtelektromobil ausgebildet. Da Leichtelektromobile Größen- und Gewichtsvorgaben unterliegen, sind die beschriebenen vorteilhaften Wirkungen der vorliegenden Erfindungen besonders hilfreich, um die Größen- und Gewichtsvorgaben zu erfüllen. Insbesondere kann das Kraftfahrzeug als Leichtelektromobil der EG-Fahrzeugklasse L6e oder L7e gemäß der EU-Verordnung Nr. 168/2013 ausgebildet sein. Vorstellbar ist auch, dass die Leermasse des Leichtelektromobils ohne Antriebsbatterie bis zu 450 kg betragen kann. Ebenso ist vorstellbar, dass die Gesamtlänge des Leichtelektromobils in X-Richtung auf 3 m begrenzt ist.
  • Ganz allgemein ist ein reduzierter Bauraum auch für alle Fahrzeugarten vorteilhaft, da er zu einer wünschenswerten Verringerung der Verkehrsfläche im Stadtverkehr führt.
  • Figurenbeschreibung
  • Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Figuren beschrieben. Dabei zeigen:
    • 1 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs in einer Untersicht,
    • 2 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs in einer Untersicht,
    • 3 eine schematische Schnittansicht entlang eines Längsträgers in der Ausführungsform von 1 in einer Seitenansicht,
    • 4 eine schematische Schnittansicht entlang einer Fahrzeugmitte in der Ausführungsform von 1 in einer Seitenansicht, und
    • 5 eine schematische Schnittansicht von Verbindungsmöglichkeiten zwischen einer Fahrzeugkarosserie und einer Trägerstruktur eines Energiespeichers in der Ausführungsform von 1.
  • Detaillierte Beschreibung
  • 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 10 in einer Untersicht.
  • Dabei weist das Kraftfahrzeug 10 eine Fahrzeugkarosserie 20 mit einer vorderen Längsträgerstruktur 22 auf. Durch die vordere Längsträgerstruktur 22 wird ein vorderer Lastpfad 22.1 gebildet.
  • Wie in den 3 und 4 zu erkennen ist, können sich die vordere Längsträgerstruktur 22 und somit der vordere Lastpfad 22.1 auch in Z-Richtung des Kraftfahrzeugs 10 nach unten erstrecken, um aus einem Frontalcrash resultierende Kräfte hin zu einem Fahrzeugboden 12 zu leiten.
  • Weiter sind in den 1 und 2 Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Trägerstruktur 32 zur Anordnung in einem Energiespeicher 30 an dem Fahrzeugboden 12 zu erkennen. Vorzugsweise ist der Energiespeicher 30 als Hochvoltspeicher ausgebildet. Dabei umfasst der Energiespeicher 30 die Trägerstruktur 32 und wird vorzugsweise über die exemplarisch in den 3 und 5 daraestellten Schraubverbindunaen 40 mit der Fahrzeugkarosserie 20 verbunden. Darüber hinaus kann die die Trägerstruktur 32 einen Zellbauraum 38.1 bzw. einen Elektrik-/Elektronik-Bauraum 38.2 bereitstellen.
  • Erfindungsgemäß bildet die Trägerstruktur 32 wenigstens einen Energiespeicher-Lastpfad 34.1 und/oder 34.2. Die Trägerstruktur 32 ist dabei derart an der vorderen Längsträgerstruktur 22 angebracht, dass der vordere Lastpfad 22.1 mit einem ersten Energiespeicher-Lastpfad 34.1, und/oder einem zweiten Energiespeicher-Lastpfad 34.2 verbunden ist. Auf diese Weise kann die Trägerstruktur 32 des Energiespeichers 30 genutzt werden, um Kräfte aus der Fahrzeugkarosserie 20 aufzunehmen. Dadurch kann Material und Bauraum in der Fahrzeugkarosserie 20 gespart werden.
  • Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist es in einer Ausführungsform vorstellbar, dass die Fahrzeugkarosserie 20 eine hintere Längsträgerstruktur 24 umfasst, wobei die hintere Längsträgerstruktur 24 einen hinteren Lastpfad 24.1 bildet. Wie in den 3 und 4 zu erkennen ist, können sich die hintere Längsträgerstruktur 24 und somit der hintere Lastpfad 24.1 auch in Z-Richtung des Kraftfahrzeugs 10 nach unten erstrecken, um aus einem Heckcrash resultierende Kräfte hin zu einem Fahrzeugboden 12 zu leiten. Bevorzugt ist die Trägerstruktur 32 des Energiespeichers derart an der hinteren Längsträgerstruktur 24 angebracht ist, dass der hintere Lastpfad 24.1 mit dem Energiespeicher-Lastpfad 34.1, 34.2, 34.3, 34.4 verbunden ist.
  • Weiter ist in 1 zu erkennen, dass die Trägerstruktur 32 einen inneren Längsträger 32.1 umfassen kann, wobei der innere Längsträger 32.1 den ersten Energiespeicher-Lastpfad 34.1 bildet und an der vorderen Längsträgerstruktur 22 der Fahrzeugkarosserie 20 derart angebracht ist, dass der vordere Lastpfad 22.1 mit dem ersten Energiespeicher-Lastpfad 34.1 verbunden ist. Dadurch kann wodurch eine Last am vorderen Lastpfad 22.1 vom Energiespeicher 30 aufgenommen werden.
  • Durch die lineare Anordnung der vorderen Längsträgerstruktur 22 und des inneren Längsträgers 32.1 parallel zur X-Richtung des Kraftfahrzeugs 10 in der Untersicht von 1 wird eine Last bevorzugt vom inneren Längsträger 32.1 aufgenommen. In 1 ist zwar bevorzugt ein vorderer Querträger 32.2 der Trägerstruktur 32 zu erkennen, jedoch wird eine frontale Last bedingt durch die lineare Anordnung der vorderen Längsträgerstruktur 22 und des inneren Längsträgers 32.1 unwesentlich oder nicht von dem vorderen Querträger 32.2 aufgenommen. Ergänzend oder alternativ ist jedoch auch in 1 vorstellbar, dass auch durch den vorderen Querträger 32.2 in 1 ein zweiter Energiespeicher-Lastpfad 34.2 gebildet ist, um Lasten aus anderen Energiespeicher-Lastpfaden 34.1, 34.3 bzw. 34.4 und/oder dem vorderen Lastpfad 22.1 und/oder dem hinteren Lastpfad 24.1 aufnehmen zu können.
  • Weiter ist in 1 zu erkennen, dass bevorzugt der innere Längsträger 32.1 an der hinteren Längsträgerstruktur 24 der Fahrzeugkarosserie 20 derart angebracht ist, dass der hintere Lastpfad 24.1 mit dem ersten Energiespeicher-Lastpfad 34.1 verbunden ist. Dadurch ist im Falle eines Frontalcrashs ein durchgehender Lastpfad vom vorderen Lastpfad 22.1 über den ersten Energiespeicher-Lastpfad 34.1 hin zum hinteren Lastpfad 24.1 gebildet. Umgekehrt ist im Falle eines Heckcrashs ein durchgehender Lastpfad vom hinteren Lastpfad 24.1 über den ersten Energiespeicher-Lastpfad 34.1 hin zum vorderen Lastpfad 22.1 gebildet. In der Untersicht von 1 sind somit die Lastpfade 22.1, 34.1 und 24.1 linear und parallel zur X-Richtung des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet.
  • In der Ausführungsform von 2 ist erfindungsgemäß der vordere Lastpfad 22.1 in dem zweiten Energiespeicher-Lastpfad 34.2 fortgesetzt, um Lasten aus einem Frontalcrash in den Energiespeicher 30 zu leiten: Dabei umfasst die Trägerstruktur 32 den vorderen Querträger 32.2, wobei der vordere Querträger 32.2 den zweiten Energiespeicher-Lastpfad 34.2 bildet und an der vorderen Längsträgerstruktur 22 der Fahrzeugkarosserie 20 derart angebracht ist, dass der vordere Lastpfad 22.1 mit dem zweiten Energiespeicher-Lastpfad 34.2 verbunden ist.
  • Da in der Ausführungsform von 2 kein innerer Längsträger 32.1 vorhanden ist, werden die Lasten vom vorderen Lastpfad 20.1 ausschließlich in den zweiten Energiespeicher-Lastpfad 34.2 weitergeleitet. Aus diesem Grund kann bevorzugt der vordere Querträger 32.2 aus 2 einen größeren Querschnitt als der vordere Querträger 32.2 aus 1 aufweisen. Folglich ist der vordere Querträger 32.2 derart ausgebildet, dass eine Verbiegung des vorderen Querträger 32.2 im Frontalcrash-Fall im Wesentlichen verhindert ist.
  • Weiter ist in 2 erkennbar, dass die Trägerstruktur 32 bevorzugt einen hinteren Querträger 32.3 umfasst, wobei der hintere Querträger 32.3 einen dritten Energiespeicher-Lastpfad 34.3 bildet und an der hinteren Längsträgerstruktur 24 der Fahrzeugkarosserie 20 derart angebracht ist, dass der hintere Lastpfad 24.1 mit dem dritten Energiespeicher-Lastpfad 34.3 verbunden ist. Somit können bevorzugt Lasten aus einem Heckcrash in den Energiespeicher 30 eingeleitet werden.
  • In allen Ausführungsformen ist es grundsätzlich vorstellbar, dass die Trägerstruktur 32 einen äußeren Längsträger 32.4 umfasst, wobei der äußere Längsträger 32.4 einen vierten Energiespeicher-Lastpfad 34.4 bildet. Bevorzugt ist der äußere Längsträger 32.4 derart ausgebildet, dass über den vierten Energiespeicher-Lastpfad 34.4 Kräfte bzw. Energie bei einem Pfahl-Crash im Energiespeicher 30 aufgenommen werden. Zum Energieabbau ist dabei der äußere Längsträger 32.4 vorzugsweise deformierbar ähnlich zu einem Biegebalken ausgebildet. Weiter ist vorstellbar, dass im Inneren des äußeren Längsträger 32.4 Verstärkungsstrukturen bzw. energieabsorbierende Strukturen 32.4.a angeordnet sind, die in 5 zu erkennen sind. Dadurch kann beispielsweise äußere eine Schwellerprofilstruktur 28 kleiner und somit mit weniger Material, gegebenenfalls auch dünnwandiger, ausgebildet sein.
  • Dabei ist es vorstellbar, dass eine Lastweiterleitung in einen in den 3 bis 5 dargestellten Sitzquerträger 26 erfolgt. Da es vorstellbar ist, dass der äußere Längsträger 32.4 derart ausgebildet ist, dass bei einem Pfahl-Crash eine Intrusion in den äußeren Längsträger 32.4 erfolgt, kann die Lastweiterleitung durch den Sitzquerträger 26 ermöglicht werden.
  • In allen Ausführungsformen ist bevorzugt der äußere Längsträger 32.4 mit dem vorderen Querträger 32.2 und dem hinteren Querträger 32.3 verbunden. Deshalb ist es auch vorstellbar, dass zum Beispiel die Lastpfade 34.2, 34.4 und 34.3 miteinander verbunden sind. Somit können auch Lasten vom vorderen Lastpfad 20.1 oder hinteren Lastpfad 24.1 über den vierten Lastpfad 34.4 in den Energiespeicher eingeleitet werden.
  • In Bezug auf 1 ist darüber hinaus vorstellbar, dass der äußere Längsträger 32.4 näher zu einer äußeren Fahrzeugseite 14 als der innere Längsträger 32.1 angeordnet ist. Dabei sind der Zellbauraum 38.2 und der Elektrik-/Elektronik-Bauraum 38.2 zwischen den inneren Längsträger 32.1 angeordnet. Folglich kann der freie Raum zwischen dem inneren Längsträger 32.1 und dem äußeren Längsträger 32.4 besonders vorteilhaft für eine Pfahl-Intrusion bzw. Deformation des äußeren Längsträgers 32.4 genutzt werden.
  • Darüber hinaus ist in 3 zu erkennen, dass der Energiespeicher 30 mit seiner Trägerstruktur 32, exemplarisch dargestellt für eine Ausführungsformen mit dem inneren Längsträger 32.1, über eine bekannte lastübertragende Schraubverbindung 40 mit der vorderen Längsträgerstruktur 22 und der hinteren Längsträgerstruktur 24 verbunden ist. Solche Schraubverbindungen 40 sind zum Beispiel bei einer Fahrwerksverschraubung bekannt. Auf diese Art und Weise kann eine besonders effiziente Lastübertragung von den Längsträgerstruktur 22 und 24 in die Trägerstruktur 32, beispielsweise in den inneren Längsträger 32.1 erfolgen. Zudem kann wie in 3 dargestellt in diesem Fall eine schräge Lastübertragung besonders gut erfolgen. Darüber hinaus kann auf einfache Art und Weise der Energiespeicher 30 mit seiner Trägerstruktur 32 an die Fahrzeugkarosserie 20 montiert werden bzw. gewechselt werden. Dabei ist vorstellbar, dass aufgrund der höheren Kräfte bei einem Frontalcrash bei der vorderen Längsträgerstruktur 22 zwei Schraubverbindungen 40 zum Einsatz kommen, um den vorderen Lastpfad 20.1 besonders gut mit dem ersten Energiespeicher-Lastpfad 34.1 oder dem zweiten Energiespeicher-Lastpfad 34.2 zu verbinden.
  • 4 zeigt einen Schnitt durch die Mitte des Kraftfahrzeugs 10. Dabei ist auch vorstellbar, dass die Trägerstruktur 32 an der vorderen Längsträgerstruktur 22 und/oder der hinteren Längsträgerstruktur 24 anliegt. Auf diese Weise kann der vordere Lastpfad 22.1 und/oder der hintere Lastpfad 24.1 ebenfalls mit den entsprechenden Energiespeicher-Lastpfäden 34.2 und/oder 34.3 verbunden werden.
  • In 5 ist darüber hinaus zu erkennen, dass der innere Längsträger 32.1 mit einem Sitzquerträger 26 der Fahrzeugkarosserie 20 verbunden ist. Ebenso ist in allen Ausführungsformen denkbar, dass der äußere Längsträger 32.4 mit einer äußeren Schwellerprofilstruktur 28 der Fahrzeugkarosserie 20 verbunden ist. Dadurch ist es möglich, dass Verstärkungstrukturen 34.4.a außerhalb der Schwellerprofilstruktur 28 angeordnet sind, wodurch die Schwellerprofilstruktur 28 der Fahrzeugkarosserie 20 kleiner und mit weniger Material ausgebildet sein kann. Ebenso ist es mit Bezug auf 5 in allen Ausführungsformen vorstellbar, dass die Seiten der Schwellerprofilstruktur 28 und des äußeren Längsträgers 32.4, die zu einer äußeren Fahrzeugseite 14 hinweisen, von einer Fahrzeugmitte gleich weit beanstandet sind. Anders ausgedrückt liegen in Y-Richtung des Kraftfahrzeugs 10 die Seiten der Schwellerprofilstruktur 28 und des äußeren Längsträgers 32.4 auf gleicher Höhe. Dadurch können die vorteilhaften Wirkungen des äußeren Längsträgers 32.4 noch weiter erhöht werden.
  • Weiter ist in den 3 und 4 ein vorderes Schubfeld 36 des Energiespeichers 30 zu erkennen, dass mit einem vorderen Fahrwerk des Kraftfahrzeugs (10) verbunden ist. Ebenso ist auch ein hinteres Schubfeld des Energiespeichers 30 denkbar (nicht gezeigt). Allgemein ist vorstellbar, dass das ein vorderes oder hinteres Schubfeld 36 als ein verlängertes Bodenblech des Energiespeichers 30 ausgebildet ist. Dadurch wird auch die Steifigkeit des Kraftfahrzeugs 10 bzw. die Lastenaufnahme im normalen Fahrbetrieb in den Energiespeicher 30 erhöht, was das Fahrverhalten weiter verbessert.
  • Grundsätzlich bildet wie oben beschrieben eine erfindungsgemäße Energiespeicher-Trägerstruktur 32 zur Anordnung in einem Energiespeicher 30 an einem Fahrzeugboden 12 wenigstens einen ersten und/oder zweiten Energiespeicher-Lastpfad 34.1, 34.2, wobei die Trägerstruktur 32 des Energiespeichers 30 an einer vorderen Längsträgerstruktur 22 einer Fahrzeugkarosserie 20 derart anbringbar ist, dass bei einer Verbindung der Trägerstruktur 32 mit der Längsträgerstruktur 22 ein durch die vordere Längsträgerstruktur 22 gebildeter vorderer Lastpfad 22.1 mit dem Energiespeicher-Lastpfad 34.1 und/oder 34.2 verbunden ist.
  • Die oben beschriebenen Merkmale und Ausgestaltungen der Trägerstruktur 32 sind deshalb auch in Bezug auf eine Trägerstruktur 32 an sich zu verstehen, die derart ausgebildet ist, dass bei einer Verbindung mit der Fahrzeugkarosserie 20 die beschriebenen Wirkungen erreicht werden.
  • Ganz allgemein gelten die oben beschriebenen Ausführungen sowohl für die linke als auch für die rechte Seite des Kraftfahrzeugs 10 bzw. der Trägerstruktur 32, die einen symmetrischen Aufbau aufweisen.
  • Die oben beschriebenen Ausführungsformen des Kraftfahrzeugs 10 bzw. der Trägerstruktur 32 sind in allen Arten von Kraftfahrzeugen vorstellbar. Besonders bevorzugt ist das Kraftfahrzeug als Leichtelektromobil ausgebildet. Dabei ist vorzugsweise die Leermasse des Leichtelektromobils ohne Energiespeicher/Batterie kleiner oder gleich 450 kg. Ebenso ist vorstellbar, dass die Gesamtlänge des Leichtelektromobils in X-Richtung auf 3 m begrenzt ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Kraftfahrzeug
    12
    Fahrzeugboden
    14
    äußere Fahrzeugseite
    20
    Fahrzeugkarosserie
    22
    vordere Längsträgerstruktur
    22.1
    vorderer Lastpfad
    24
    hintere Längsträgerstruktur
    24.1
    hinterer Lastpfad
    26
    Sitzquerträger
    28
    äußere Schwellerprofilstruktur
    30
    Energiespeicher
    32
    Trägerstruktur
    32.1
    innerer Längsträger
    32.2
    vorderer Querträger
    32.3
    hinterer Querträger
    32.4
    äußerer Längsträger
    34.1
    erster Energiespeicher-Lastpfad
    34.2
    zweiter Energiespeicher-Lastpfad
    34.3
    dritter Energiespeicher-Lastpfad
    34.4
    vierter Energiespeicher-Lastpfad
    34.4.a
    Verstärkungsstrukturen
    36
    Schubfeld
    38.1
    Zellbauraum
    38.2
    Elektrik-/Elektronik-Bauraum
    40
    Schraubverbindung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • 168/2013 [0023]

Claims (11)

  1. Kraftfahrzeug (10), umfassend eine Fahrzeugkarosserie (20) mit einer vorderen Längsträgerstruktur (22), wobei die vordere Längsträgerstruktur (22) einen vorderen Lastpfad (22.1) bildet, und einen in einem Fahrzeugboden (12) angeordneten Energiespeicher (30), dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (30) eine Trägerstruktur (32) aufweist, wobei die Trägerstruktur (32) wenigstens einen Energiespeicher-Lastpfad (34.1, 34.2) bildet, und wobei die Trägerstruktur (32) derart an der vorderen Längsträgerstruktur (22) angebracht ist, dass der vordere Lastpfad (22.1) mit dem Energiespeicher-Lastpfad (34.1, 34.2) verbunden ist.
  2. Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugkarosserie (20) eine hintere Längsträgerstruktur (24) umfasst, wobei die hintere Längsträgerstruktur (24) einen hinteren Lastpfad (24.1) bildet, und wobei die Trägerstruktur (32) des Energiespeichers derart an der hinteren Längsträgerstruktur (24) angebracht ist, dass der hintere Lastpfad (24.1) mit dem Energiespeicher-Lastpfad (34.1, 34.2) verbunden ist.
  3. Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (32) einen inneren Längsträger (32.1) umfasst, wobei der innere Längsträger (32.1) einen ersten Energiespeicher-Lastpfad (34.1) bildet und an der vorderen Längsträgerstruktur (22) der Fahrzeugkarosserie (20) derart angebracht ist, dass der vordere Lastpfad (22.1) mit dem ersten Energiespeicher-Lastpfad (34.1) verbunden ist.
  4. Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Längsträger (32.1) an der hinteren Längsträgerstruktur (24) der Fahrzeugkarosserie (20) derart angebracht ist, dass der hintere Lastpfad (24.1) mit dem ersten Energiespeicher-Lastpfad (34.1) verbunden ist.
  5. Kraftfahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (32) einen vorderen Querträger (32.2) umfasst, wobei der vordere Querträger (32.2) einen zweiten Energiespeicher-Lastpfad (34.2) bildet und an der vorderen Längsträgerstruktur (22) der Fahrzeugkarosserie (20) derart angebracht ist, dass der vordere Lastpfad (22.1) mit dem zweiten Energiespeicher-Lastpfad (34.2) verbunden ist.
  6. Kraftfahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (32) einen hinteren Querträger (32.3) umfasst, wobei der hintere Querträger (32.3) einen dritten Energiespeicher-Lastpfad (34.3) bildet und an der hinteren Längsträgerstruktur (24) der Fahrzeugkarosserie (20) derart angebracht ist, dass der hintere Lastpfad (24.1) mit dem dritten Energiespeicher-Lastpfad (34.3) verbunden ist.
  7. Kraftfahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (32) einen äußeren Längsträger (32.4) umfasst, wobei der äußere Längsträger einen vierten Energiespeicher-Lastpfad (34.4) bildet.
  8. Kraftfahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Längsträger (32.1) mit einem Sitzquerträger (26) der Fahrzeugkarosserie (20) verbunden ist und/oder der äußere Längsträger (32.4) mit einer äußeren Schwellerprofilstruktur (28) der Fahrzeugkarosserie (20) verbunden ist.
  9. Kraftfahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (30) ein vorderes Schubfeld (36) aufweist, dass mit einem vorderen Fahrwerk des Kraftfahrzeugs (10) verbunden ist.
  10. Energiespeicher-Trägerstruktur (32) zur Anordnung in einem Energiespeicher (30) an einem Fahrzeugboden (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (32) wenigstens einen Energiespeicher-Lastpfad (34.1, 34.2) bildet, und die Trägerstruktur (32) des Energiespeichers (30) an einer vorderen Längsträgerstruktur (22) einer Fahrzeugkarosserie (20) derart anbringbar ist, dass bei einer Verbindung der Trägerstruktur (32) mit der Längsträgerstruktur (22) ein durch die vordere Längsträgerstruktur (22) gebildeter vorderer Lastpfad (22.1) mit dem Energiespeicher-Lastpfad (34.1, 34.2) verbunden ist.
  11. Energiespeicher (30), umfassend die Energiespeicher-Trägerstruktur (32) nach Anspruch 10.
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