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Die Erfindung betrifft eine Baugruppe für ein Hybridkraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere ein teilelektrifiziertes Hybridkraftfahrzeug, welche eine Fahrzeugbatterie und einen Fahrzeugsitz aufweist, wobei die Fahrzeugbatterie unterhalb des Fahrzeugsitzes und oberhalb des Fahrzeugbodens angeordnet oder anordenbar ist.
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Eine weit verbreitete Variante eines Hybridkraftfahrzeugs ist der sogenannte Mild-Hybrid. Bei sogenannten teilelektrifizierten Hybridkraftfahrzeugen (im englischen „mildhybrid“ oder „mHEV“ genannt) kommt zwar auch ein Elektromotor zum Einsatz, doch reichen dessen Drehmoment und Akkuleistung nicht, um das Kraftfahrzeug alleine anzutreiben. Der Elektroantrieb unterstützt lediglich den Verbrennungsmotor zur Leistungssteigerung, wobei vollelektrisches Fahren so nicht möglich ist. Der Mild-Hybrid hat dennoch ein gutes Kraftstoff-Einsparpotenzial und kann zusätzlich mit wenig Aufwand in vorhandene Fahrzeugkonzepte integriert werden, während für Vollhybride mehr Entwicklungsaufwand benötigt wird. Die Fahrzeugbatterie für solche Mild-Hybride ist typischerweise als 48-Volt-Batterie ausgeführt.
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Der Stauraum in einem solchen Hybridkraftfahrzeug für die 48-Volt-Batterie, der sicher und zugleich praktikabel ist, ist begrenzt. Studien haben gezeigt, dass sich ein geeigneter Platz für die Fahrzeugbatterie unter dem Fahrersitz befindet. Typischerweise bringt dies jedoch weitere Einschränkungen mit sich, weil dann unterhalb des Fahrersitzes beispielsweise kein Platz mehr für die Servomotoren ist, die eine automatische Verstellbarkeit des Fahrersitzes ermöglichen. Die Anordnung der Fahrzeugbatterie unter dem Fahrersitz beschränkt also typischerweise die Verstellbarkeit des Fahrersitzes auf mechanische Vorrichtungen.
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Ein wichtiger Aspekt bei Kraftfahrzeugen ist die Sicherheit für die Insassen bei verschiedenen Aufprallarten, die maßgeblich durch die Ausgestaltung und Wirksamkeit der vorhandenen Deformationszone bzw. Knautschzone bestimmt wird. Eine wirksame Knautschzone dient aber nicht nur dem Schutz der Insassen vor direkter mechanischer Einwirkung, sondern auch dem Schutz der Fahrzeugelektronik und bei einem Hybridfahrzeug insbesondere dem Schutz der Fahrzeugbatterie. Die Sicherheit des Fahrers und der Fahrzeugbatterie im Bereich des Fahrersitzes wird typischerweise mit dem Pfahlaufpralltest überprüft. Dabei wird eine Seitenkollision simuliert, bei der das Fahrzeug seitlich gegen starre Objekte wie Bäume oder Pfähle geschleudert wird. Durch eine gewünschte Verformung der Karosserie sollen die Auswirkungen auf den Fahrer und die darunter befindliche Fahrzeugbatterie minimiert werden. Bei dieser gewünschten Verformung verbiegt sich der Fahrzeugboden unterhalb des Fahrersitzes nach unten. Würde die Fahrzeugbatterie auf dem Fahrzeugboden aufliegen, würde sie ebenfalls absinken bzw. nach unten gezogen werden, was das Risiko von Deformation oder Beschädigung der Fahrzeugbatterie erhöht.
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Im Stand der Technik sind verschiedene Lösungen zum Schutz des Fahrers und/oder der Fahrzeugbatterie bei einer Kollision des Fahrzeugs vorgeschlagen.
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Die
US 2013/0299257 A1 betrifft ein Gehäuse zur Aufnahme der Fahrzeugbatterie, welches vollständig unterhalb der Fahrzeugsitze angeordnet ist. Die Sitzschienen der Fahrzeugsitze sind oberseitig auf das Gehäuse montiert, wobei Vertiefungen für die Verstelleinrichtungen der Fahrzeugsitze bzw. für die Füße eines Insassen auf einem Rücksitz des Fahrzeugs vorgesehen sind. Das Gehäuse kann seitlich mit einer Wabenstruktur als Verstärkung bzw. Versteifung des Gehäuses ausgebildet sein.
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In der
WO 2004/071798 A1 ist die Fahrzeugbatterie unter einer ganzen Sitzreihe, bevorzugt der Rücksitzreihe, angeordnet. Damit dennoch Platz für Sitzschienen ist, entlang derer die Sitze in Fahrzeuglängsrichtung gleitend verschoben werden können, ist die Fahrzeugbatterie auf mehrere Untereinheiten aufgeteilt, wobei jede Untereinheit unter einem der Fahrzeugsitze der sprechenden Sitzreihe angeordnet ist.
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Die
JP 2000 238 541 A schützt zwei Fahrzeugbatterien, die symmetrisch bezüglich der Fahrzeuglängsachse unter zwei Fahrzeugsitzen angeordnet sind, dadurch, dass sie mit einer zusätzlichen versteiften vertikalen Strebe der Fahrzeugkarosserie verbunden werden, sodass gerade durch die Versteifung mechanische Einwirkungen auf die Fahrzeugbatterien bei einem seitlichen Aufprall vermieden werden können.
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In der
CN 103264633 B sind die Fahrzeugbatterien unter den Fahrzeugsitzen jeweils auf Schienen in Fahrzeuglängsrichtung verschiebbar angeordnet. Dies vereinfacht einerseits die Ausbaubarkeit und die Einbaubarkeit der Batterien, andererseits ist durch die erhöhte Beweglichkeit in Fahrzeuglängsrichtung eine deformierende Einwirkung auf das Batteriegehäuse bspw. im Falle eines Frontalzusammenstoßes reduziert.
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In der
WO 2013/053433 A1 ist eine Aufbaustruktur beschrieben, die die Traktionsbatterie in einem Unterboden eines Fahrzeugs vor Beschädigungen bei auftretenden Fahrzeugkollisionen schützt. Dabei ist in den Batterieraum im Unterboden ein selbsttragender, mit rahmenförmig umlaufenden Trägern versteifter Batteriekasten eingesetzt, wobei durch seitliche Zwischenbleche zusätzlicher Deformationsraum für den Türschweller gegen seitliche Aufprallenergie geschaffen ist. Die
EP 2 620 353 A1 offenbart eine Fahrzeugbodenstruktur, bei welcher der Batterieraum durch zusätzliche Querverstrebungen oder Querversteifungen bei seitlichem Aufprall besser geschützt ist.
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Die
JP 2014-88068 A offenbart eine Baugruppe, bei der eine Fahrzeugbatterie unterhalb des Fahrersitzes erhöht angeordnet ist, sodass die Batterie vor Flüssigkeit, bspw. verschütteten Getränken, geschützt ist. Dadurch kann auf ein wasserdichtes Batteriegehäuse verzichtet werden, womit die Herstellungskosten für die Fahrzeugbatterie gesenkt werden können. Hierfür liegt die Fahrzeugbatterie mit einer unteren Seite flächig auf einem Halteabschnitt einer Haltevorrichtung auf, die mit einem U-förmigen Querschnitt als gebogenes Blech oder gegossen aus Hartplastik ausgebildet sein kann. Die Schenkelenden der U-Form hängen als Befestigungsabschnitt zur Befestigung an einer Unterseite des Fahrzeugsitzes oder an den Sitzschienen. Die Vibrationen und Erschütterungen während der Fahrt werden durch polsterndes Material absorbiert, welches zwischen dem Halteabschnitt und dem Batteriegehäuse angeordnet ist.
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Angesichts des aufgezeigten Standes der Technik bietet die Sicherung der Fahrzeugbatterie bei Fahrzeugkollisionen daher noch Raum für Verbesserungen. Starre Kästen oder Verstrebungen können zwar die Fahrzeugbatterie vor direkter mechanischer Einwirkung schützen, verringern aber gleichzeitig die Wirksamkeit der Deformationszone, was sich negativ auf die Sicherheit der Fahrzeuginsassen auswirkt. Trotzdem darf durch den Deformationsprozess ein Beschädigen der Fahrzeugbatterie nicht riskiert werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Fahrzeugbatterie eines Hybridkraftfahrzeugs zu schützen und gleichzeitig die Deformationszone des Kraftfahrzeugs zu optimieren, um die Insassensicherheit, insbesondere im Falle eines seitlichen Aufpralls, zu verbessern.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Baugruppe für ein Hybridkraftfahrzeug, insbesondere ein teilelektrifiziertes Hybridkraftfahrzeug, aufweisend eine Fahrzeugbatterie und einen Fahrzeugsitz, wobei die Fahrzeugbatterie unterhalb des Fahrzeugsitzes und oberhalb des Fahrzeugbodens angeordnet oder anordenbar ist, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die abhängigen Unteransprüche.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich. Die Bezeichnungen „oberhalb“ und „unterhalb“ bzw. „oberseitig“ und „unterseitig“ sind bezüglich einer Betriebsposition des Fahrzeugs zu verstehen. Unter der Bezeichnung „Fahrzeugbatterie“ sind die Batterie selbst, jedoch auch gegebenenfalls dazugehörige mit der Batterie verbundene Gehäuse oder Batteriekäfige oder Schutzkäfige einbezogen. Unter „Fahrzeugquerrichtung“ ist eine im Wesentlichen horizontale Richtung quer zur Fahrzeuglängsachse gemeint. Vorzugsweise betrifft die Erfindung den Fahrersitz, jedoch kann die Fahrzeugbatterie auch unterhalb jedes anderen Fahrzeugsitzes im Fahrzeug erfindungsgemäß angeordnet sein.
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Die Erfindung betrifft eine Baugruppe für ein Hybridkraftfahrzeug, insbesondere ein teilelektrifiziertes Hybridkraftfahrzeug, aufweisend eine Fahrzeugbatterie und einen Fahrzeugsitz mit einer Sitzfläche, wobei der Fahrzeugsitz mittels einer mindestens zwei Sitzschienen aufweisenden Unterkonstruktion mittelbar oder unmittelbar mit einem Fahrzeugboden des Hybridkraftfahrzeugs verbunden oder verbindbar ist. Dabei ist die Fahrzeugbatterie unterhalb des Fahrzeugsitzes und oberhalb des Fahrzeugbodens angeordnet oder anordenbar. Anders ausgedrückt ist die Fahrzeugbatterie zwischen Fahrzeugsitz, insbesondere der Sitzfläche, und dem Fahrzeugboden angeordnet oder anordenbar. Erfindungsgemäß ist die Fahrzeugbatterie mittels einer, oberseitig oder in einem oberen Bereich der Fahrzeugbatterie angebrachten, Hängeeinrichtung am Fahrzeugsitz gehalten.
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Durch die Hängeeinrichtung ist die Fahrzeugbatterie somit nicht nur gegen ein Verrutschen gesichert, vielmehr wird das Gesamtgewicht der Fahrzeugbatterie vollständig oder fast vollständig durch die als Hängeeinrichtung ausgebildete Befestigungseinrichtung getragen. Die Fahrzeugbatterie muss damit nicht mehr mit einer Unterseite auf dem Fahrzeugboden oder einer sonstigen Halteeinrichtung des Fahrzeugsitzes aufliegen, sondern kann bspw. gegenüber dem Fahrzeugboden berührungsfrei angeordnet sein. In anderen Worten, die Fahrzeugbatterie muss unterseitig nicht vom Fahrzeugboden oder einer sonstigen Halteeinrichtung des Fahrzeugsitzes gestützt werden. Verformt sich der Fahrzeugboden, in dem er sich nach unten verbiegt, wird die Fahrzeugbatterie nicht nach unten gezogen bzw. sie sinkt nicht ab. Dadurch, dass die Fahrzeugbatterie nicht mehr auf dem Fahrzeugboden aufliegt, kann das Risiko einer Deformierung oder einer sonstigen Versehrung der Fahrzeugbatterie reduziert werden.
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Durch die oberseitige Aufhängung kann im Gegensatz zu einer unterseitigen Auflage der Fahrzeugbatterie Material eingespart werden, da das Gesamtgewicht der Fahrzeugbatterie auf verschiedene Hängeeinrichtungen aufgeteilt werden kann, die zur Befestigung mit der Fahrzeugbatterie lediglich einen kleinflächigen Bereich benötigen. Die Befestigung der Fahrzeugbatterie mittels Hängeeinrichtung ist damit auch unabhängig von der äußeren Form der Fahrzeugbatterie bzw. eines Gehäuses, als zusätzlichem Batteriekäfig/Schutzkäfig, der Fahrzeugbatterie einsetzbar. Während bei der unterseitigen Auflage auch das Gehäuse der Fahrzeugbatterie unterseitig eine ebene Wandung aufweisen muss, kann bei der Verwendung von Hängeeinrichtungen das Gehäuse für den Batteriekäfig/Schutzkäfig flexibler gestaltet werden. Hängeeinrichtungen zeichnen sich typischerweise dadurch aus, dass sie bei Vibration oder sonstigen Erschütterungen ein gewisses Bewegungsspiel aufweisen, um die Vibration auszugleichen. Dadurch kann ein Übertragen der Vibration oder sonstiger Erschütterungen, bspw. während der Fahrt über Kopfsteinpflaster, verhindert werden, womit zusätzliche Auspolsterung der Fahrzeugbatterie oder um die Fahrzeugbatterie herum entbehrlich werden kann. Die Batterie ist quasi beweglich befestigt bzw. gelagert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Baugruppe bildet die Unterkonstruktion der Sitzfläche des Fahrzeugsitzes einen, vorzugsweise nach unten offenen, Batterieschutzraum zur Aufnahme der Fahrzeugbatterie aus, wobei die Fahrzeugbatterie ganz oder teilweise in dem Batterieschutzraum angeordnet oder aufgenommen ist.
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Wesentliche Schutzelemente des Batterieschutzraums für einen Schutz gegen seitlichen Aufprall sind die Sitzschienen. Bei einem seitlichen Aufprall bspw. gegen einen Baum oder Pfahl ist unterhalb der Sitzfläche im Bereich der Unterkonstruktion ein schützender Rahmen, im Wesentlichen parallel zur Sitzfläche bzw. zum Fahrzeugboden, um die Fahrzeugbatterie herum vorgesehen, der die Fahrzeugbatterie vor einer unkontrollierten Einwirkung in einer Fahrzeugquerrichtung schützt. Die Sitzstruktur, die den Batterieschutzraum umgibt, muss eine hinreichende Steifigkeit aufweisen, um eine unerwünschte Deformation der Struktur selbst und des Batteriegehäuses/Batteriekäfigs bzw. der darin angeordneten Fahrzeugbatterie zu verhindern. Der Batterieschutzraum muss die Fahrzeugbatterie nicht in allen Richtungen vollständig umgeben, sodass Deformationsraum für eine kontrollierte Deformation zum Schutz der Fahrzeuginsassen bei einem seitlichen Aufprall verbleibt. Dieser Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Schutz der Fahrzeugbatterie zwar wichtig ist, jedoch soll dieser Schutz nicht zu Lasten des Schutzes für die Fahrzeuginsassen sein. Die Anordnung der Komponenten ist daher so zu wählen, dass möglichst viel Freiraum innerhalb des Fahrzeugs für eine kontrollierte Deformation bei einem seitlichen Aufprall zur Verfügung steht, um es der Fahrzeugkarosserie zu ermöglichen, die erforderliche Menge kinetischer Energie mittels einer Verformung der vorab festgelegten Crashstruktur des Fahrzeugs zu absorbieren.
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Vorzugsweise ist innerhalb des Batterieschutzraums ein erster Deformationsraum oberhalb oder in einem oberen Bereich der Fahrzeugbatterie ausgebildet.
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Die Fahrzeugbatterie kann bei Deformation der umgebenden Komponente ganz oder teilweise in den Deformationsraum ausweichen. Dieser erste Deformationsraum oder Deformationsfreiraum oder Ausgleichsraum oder Bewegungsfreiraum wird durch einen Abstand zwischen der Fahrzeugbatterie und der Unterkonstruktion des Fahrzeugsitzes ausgebildet. Deformationsräume müssen für eine wirksame Knautschzone nicht zwingend „leer“ sein. Es dürfen dort jedoch nur Komponenten verbaut sein, deren Deformation die Sicherheit der Fahrzeuginsassen nicht zusätzlich gefährdet. Der erste Deformationsraum ermöglicht zusammen mit einer teilweise elastisch ausgebildeten Hängeeinrichtung eine flexible Lagerung der Fahrzeugbatterie unterhalb der Sitzfläche. Durch die Beabstandung der Fahrzeugbatterie zu der Unterkonstruktion, insbesondere auch den Sitzschienen, sind Ausgleichsbewegungen zum Ausgleich von Vibration oder sonstigen Erschütterungen während der Fahrt möglich. Gleichzeitig ermöglicht die Beabstandung zwischen Fahrzeugbatterie und Unterkonstruktion die Nutzung dieses Ausgleichsraums als Deformationsraum für eine kontrollierte Deformation bei einem Fahrzeugaufprall. Dies ist so zu verstehen, dass sich die Fahrzeugbatterie selbst nicht verformt, während sie dennoch zur Aufnahme von kinetischer Energie oder Verformungsenergie bei einem Aufprall des Fahrzeugs zum Schutz der Fahrzeuginsassen bewegbar ist.
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In einer optionalen Weiterbildung der Erfindung ist unterhalb des Batterieschutzraums durch einen Abstand zwischen dem Batteriekäfig und einem Fahrzeugboden ein zweiter Deformationsraum, vorzugsweise für eine Deformationsbewegung in oder entlang einer Fahrzeugquerrichtung, ausgebildet oder ausbildbar.
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Auch dieser zweite Deformationsraum dient der Verbesserung des Schutzes der Fahrzeuginsassen, ohne die Sicherheit der Fahrzeugbatterie zu beeinträchtigen. Für den zweiten Deformationsraum weisen bspw. die Sitzschienen einen Abstand zum Fahrzeugboden auf, der insbesondere für eine Bewegung in oder entlang der Fahrzeugquerrichtung des Türschwellers oder einer sonstigen Fahrzeugdrittkomponente bei einem seitlichen Aufprall des Fahrzeugs genutzt werden kann. Unter einer sonstigen Fahrzeugdrittkomponente sind insbesondere sämtliche versteiften Querstreben unterhalb der Sitzstruktur zu verstehen. Zum Schutz der Fahrzeuginsassen ist eine kontrollierte Bewegung des Türschwellers in einem zweiten Deformationsraum unterhalb des Schutzkäfigs des Fahrzeugsitzes grundsätzlich erwünscht. Mit Bewegung des Türschwellers kann sich damit in Fahrzeugquerrichtung ein Anschlag in einem Anschlagbereich der Fahrzeugbatterie ausbilden, wobei der Anschlagbereich außerhalb/unterhalb des Batterieschutzraums angeordnet ist. Mit Ausbildung dieses Anschlags bei Deformation des Fahrzeugs infolge eines seitlichen Aufpralls verschiebt der Türschweller oder eine Bewegung des Türschwellers die Fahrzeugbatterie im Bereich des ersten Deformationsraums zwischen Fahrzeugbatterie und Schutzkäfig und im Bereich des zweiten Deformationsraums unterhalb der Sitzschienen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, weist die Hängeeinrichtung einen oder mehrere Hängebügel oder sonstige Hängeelemente auf, wobei ein erster Abschnitt eines oder jeden Hängebügels mit der Fahrzeugbatterie und ein zweiter Abschnitt eines oder jeden Hängebügels mit einer Sitzschiene und/oder der Unterkonstruktion des Fahrzeugsitzes verbunden ist.
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Die Hängebügel überbrücken damit quasi den ersten Deformationsraum und ermöglichen bei einer elastischen Ausgestaltung der Hängebügel eine elastische Bewegung der Fahrzeugbatterie innerhalb dieses ersten Deformationsraums. Durch die Hängeeinrichtung ist eine Relativbewegung der Fahrzeugbatterie relativ zum Fahrzeugsitz ermöglicht. Diese Relativbewegung ermöglicht nicht nur elastische Ausgleichsbewegungen der Fahrzeugbatterie gegenüber Vibration oder sonstigen Erschütterungen, sondern ist auch für eine kontrollierte Deformation des Fahrzeugs bei einem seitlichen Aufprall nutzbar.
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In einer optionalen Weiterbildung sind der oder die ersten Abschnitte des oder der Hängebügel oberseitig oder in einem oberen Bereich der Fahrzeugbatterie unter Ausbildung eines flächigen Kontakts mit der Fahrzeugbatterie zur Aufhängung verbunden.
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Durch die Ausgestaltung der ersten Abschnitte der Hängebügel als kleinformatige Lochplatten können bspw. Schrauben zur Verbindung der Hängebügel mit der Fahrzeugbatterie verwendet werden. Mit diesen Lochplatten verbunden ist ein als strangförmiger Verbindungsabschnitt ausgebildeter Bügel, an dessen dem ersten Abschnitt gegenüberliegenden Ende ein zweiter Abschnitt angeordnet ist, der vorzugsweise zur Befestigung des Hängebügels mit dem Fahrzeugsitz dient. Diese Art der Aufhängung ist einfach montierbar und wieder demontierbar, womit sich die Wartungskosten reduzieren.
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Vorzugsweise sind der oder die Hängebügel, insbesondere im Falle eines seitlichen Aufpralls des Hybridkraftfahrzeugs und vorzugsweise bei Mitnahme der Fahrzeugbatterie durch den Türschweller, in einer vorab festgelegten Art und Weise in einer Fahrzeugquerrichtung deformierbar. Durch eine derartige Ausgestaltung der Hängebügel wird die Sicherheit der Fahrzeugbatterie und der Fahrzeuginsassen bei einem seitlichen Aufprall weiter verbessert.
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Optional sind die Haltebügel mit mindestens zwei Schenkeln V-förmig oder mit V-Form ausgebildet, wobei sich die Schenkel der V-Form bei einer Bewegung der Fahrzeugbatterie öffnen und/oder schließen können. Durch geeignete Materialwahl oder bspw. Ausgestaltung des Querschnitts der Schenkel kann die Ausgestaltung des Öffnens und/oder des Schließens vorab festgelegt werden. Gegebenenfalls können zusätzliche Sollbruchstellen vorgesehen sein.
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Zusätzlich kann der Fahrzeugsitz mindestens eine Querverbindung oder Querversteifung zwischen zwei Sitzschienen des Fahrzeugsitzes zur Versteifung der Baugruppe, insbesondere des Batterieschutzraums, in einer Fahrzeugquerrichtung aufweisen. Insbesondere ist durch die zusätzliche Querversteifung zwischen den Sitzschienen vorgesehen, die strukturelle Steifigkeit der Baugruppe zu erhöhen.
- 1 zeigt eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer Baugruppe aus dem Stand der Technik. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigt in beispielhafter Ausführungsform
- 2 eine Vorderansicht einer beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Baugruppe.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden. Insbesondere sind die Figuren dahingehend zu verstehen, dass verschiedene Bauteile zur besseren Übersichtlichkeit ausgeblendet oder vereinfacht dargestellt sind. Auch wenn die Fahrzeugbatterie vereinfacht quaderförmig dargestellt ist, kann sie oder das diese umgebende Gehäuse bzw. der Batteriekäfig/Schutzkäfig jede geeignete äußere Form aufweisen.
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Die Vorderansicht der 1 zeigt eine Baugruppe 100, welche eine Fahrzeugbatterie 200 und einen Fahrzeugsitz 300 aufweist. Dargestellt ist die Auswirkung eines seitlichen Fahrzeugaufpralls 500, also einem Aufprall in einer Fahrzeugquerrichtung, auf die Fahrzeugbatterie 200, die zwischen dem Fahrzeugboden 350a, 350b und dem Fahrzeugsitz 300 angeordnet ist, gemäß Stand der Technik. Gestrichelt eingezeichnet ist der nicht deformierte Fahrzeugboden 350a, auf dem die Position der Fahrzeugbatterie 200a vor dem Aufprall 500 gestrichelt eingezeichnet ist. Bei einem seitlichen Aufprall 500 wird die Fahrzeugkarosserie 400 (vgl. 2) und somit auch der Fahrzeugboden 350b deformiert, auf dem die Fahrzeugbatterie 200 aufliegt oder sogar mit diesem befestigt ist. Der Fahrzeugboden 350b biegt sich nach unten durch, wodurch auch die Fahrzeugbatterie 200 eine Bewegung nach unten in einer, mit einem eingezeichneten Pfeil dargestellten, Bewegungsrichtung 120 vollzieht. Die Fahrzeugbatterie 200 wird durch ihr Eigengewicht und/oder durch die Befestigung mit dem sich durchbiegenden Fahrzeugboden 350b nach unten gezogen. Dies birgt das Risiko, dass die Fahrzeugbatterie 200 bzw. das sie umgebende Gehäuse sich deformiert oder anderweitig versehrt wird.
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Die Vorderansicht der 2 zeigt eine beispielhafte erfindungsgemäße Baugruppe 100, welche eine Fahrzeugbatterie 200 und einen Fahrzeugsitz 300 aufweist. Ferner sind Teile der Fahrzeugkarosserie 400 dargestellt, wobei zur Übersichtlichkeit mehrere Komponenten des Fahrzeugs ausgeblendet sind. Der Fahrzeugsitz 300 weist eine Sitzlehne 345 und eine Sitzschale mit einer Sitzfläche 340 für den Fahrzeuginsassen auf. Unterhalb des Sitzschale und/oder der Sitzfläche 340 ist die Unterkonstruktion 330 des Fahrzeugsitzes 300 angeordnet. Die Unterkonstruktion 330 weist eine erste Sitzschiene 310 eine zweite Sitzschiene 320 auf, wobei die Sitzschienen 310, 320 nicht direkt mit dem Fahrzeugboden 350 verbunden, sondern gegenüber diesem mit einem Abstand 153 angeordnet sind. Innerhalb des Abstands 153 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel keine Komponenten vorgesehen, lediglich Teppich am Boden. Die Unterkonstruktion 330 schließt mit beiden Sitzschienen 310, 320 einen nach unten offenen Batterieschutzraum 150 ein. Die beiden Sitzschienen 310, 320 sind vorne und hinten mit der Bodengruppe bzw. den Sitzquerträgern (nicht im Bild dargestellt) verbunden. Die beiden Sitzschienen 310, 320 sind die Begrenzungen des Batterieschutzraums 150 in Fahrzeugquerrichtung. In diesem Batterieschutzraum 150 ist die Fahrzeugbatterie 200 ganz oder wie dargestellt teilweise mit einem oberen Bereich 210 aufgenommen oder angeordnet. Die Begrenzungen des Batterieschutzraums 150 sind gegen eine Deformation, insbesondere bei einem seitlichen Aufprall 500 des Fahrzeugs versteift. Würde sich bspw. bei einem seitlichen Aufprall 500 die Fahrzeugtüre 410 auf die Fahrzeugbatterie 200 zubewegen, kann eine Deformierung oder Versehrung der Fahrzeugbatterie 200 durch die versteift ausgeführte Unterkonstruktion 330 verhindert werden.
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Hingegen würde der Fahrzeugboden 350a bei einem seitlichen Aufprall 500 sehr wohl deformiert werden, was in 1 anhand des deformierten Fahrzeugbodens 350b erkennbar ist (vgl. 1). Um eine Bewegung der Fahrzeugbatterie 200 in einer Bewegungsrichtung 120 (vgl. 1a) und damit ein Verlassen des Batterieschutzraums 150 zu vermeiden, ist die Fahrzeugbatterie 200 hängend über eine Hängeeinrichtung 110 an dem Fahrzeugsitz 300, insbesondere an den Sitzschienen 310, 320, befestigt. Dadurch kann die Fahrzeugbatterie 200 gegenüber dem Fahrzeugboden 350a berührungsfrei angeordnet werden. Die Hängeeinrichtung 110 ist als mindestens ein Hängebügel 111 ausgeführt, wobei in der dargestellten Ausführung vier Hängebügel 111 für eine gleichmäßige Aufhängung der Fahrzeugbatterie 200 verwendet sind. Der Hängebügel 111 weist einen ersten Abschnitt 111a zur Verbindung mit einer Oberseite und/oder mit einem oberen Bereich 210 der Fahrzeugbatterie 200 auf. Der obere Bereich 210 besteht somit wenigstens aus der Oberseite der Fahrzeugbatterie 200. Der Hängebügel 111 weist ferner einen zweiten Abschnitt 111b zur Verbindung mit dem Fahrzeugsitz 300, insbesondere mit den Sitzschienen 310, 320, auf. Der erste Abschnitt 111a und der zweite Abschnitt 111b können über mindestens einen V-förmig gebogenen Schenkel 112 aus, vorzugsweise federelastischem Strangmaterial, miteinander verbunden sein. Die Öffnung der V-Form, also die freien Enden der Schenkel 112 können nach oben oder, wie dargestellt, nach unten zeigen. Die Hängeeinrichtung 110 kann vorzugsweise das gesamte Gewicht der Fahrzeugbatterie 200 wenigstens über einen kurzen Zeitraum halten, wenn sich der Fahrzeugboden 350b (vgl. 1) nach unten durchbiegt. Die ersten Abschnitte 111a der Hängebügel 111 können als kleinformatige Lochplatten zur flächigen Anlage an die Oberseite der Fahrzeugbatterie 200 ausgebildet sein. Dies ermöglicht die einfache Montage der Fahrzeugbatterie 200 mit Schrauben, Bolzen, Nieten etc. zur Verbindung der Hängebügel 111 mit der Fahrzeugbatterie 200. Aber auch Verschweißung, Verklebung etc. wäre denkbar für die Anbindung.
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Ferner ist vorgesehen, dass die Baugruppe 100 zum Schutz der Fahrzeuginsassen durch die Bereitstellung von zusätzlichem Deformationsraum bei einem seitlichen Aufprall 500 des Fahrzeugs beitragen kann. Daher sollte jeder Freiraum oder jeder Raum innerhalb des Fahrzeugs, bei dem eine Deformation zum Schutz der Fahrzeuginsassen akzeptabel ist, bei einem seitlichen Aufprall 500 für die Verformung der Fahrzeugkarosserie 400 nutzbar gemacht werden können. Dadurch, dass die Fahrzeugbatterie 200 in dem Batterieschutzraum 150 hängt, ist sie mit einem Abstand zu den Sitzstützen 310, 320 bzw. der Unterkonstruktion 330 angeordnet. Durch diesen Abstand bildet sich ein erster Deformationsraum 151 innerhalb des Batterieschutzraums 150 aus, in dem sich die Fahrzeugbatterie 200 in einer, durch die Ausgestaltung der Hängeeinrichtung 110, vorab festgelegten Art und Weise bewegen kann. Dies dient sowohl zum Ausgleich von Vibration und/oder Erschütterungen während der Fahrt, als auch bei Deformation der Fahrzeugkarosserie 400 infolge eines seitlichen Aufpralls 500.
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Insbesondere soll zusätzlich der Freiraum zwischen Fahrzeugbatterie 200 und Tunnel 420 genutzt werden können. Der Tunnel 420 erstreckt sich längs der Fahrzeuglängsachse und ist typischerweise einstückig mit dem Fahrzeugboden 350a verbunden. Zwischen dem Fahrzeugboden 350a und dem Batterieschutzraum 150 ist daher ein zweiter Deformationsraum 152 vorhanden. Dieser zweite Deformationsraum 152 wird insbesondere für eine Bewegung des Türschwellers 360 in einer Fahrzeugquerrichtung bei einem seitlichen Aufprall 500 des Fahrzeugs erschlossen. Der zweite Deformationsraum 152 ist vor dem Aufprall 500 noch teilweise von der Fahrzeugbatterie 200 eingenommen. Bei Bewegung des Türschwellers 360 auf die Fahrzeuglängsachse zu, also hin zum Tunnel 420, kann der Türschweller 360 schließlich einen Anschlag 220 mit der Fahrzeugbatterie 200 ausbilden. Der Türschweller 360 bewegt die Fahrzeugbatterie 200 in einer vorab festgelegten Art und Weise, wobei sich die Hängebügel 111 in einer vorab festgelegten Art und Weise verformen. Während sich die V-förmig gebogenen Schenkel 112 der Haltebügel 111, die zwischen der Fahrzeugbatterie 200 und dem Tunnel 420 angeordnet sind, durch die Bewegung der Fahrzeugbatterie 200 schließen, öffnen sich die V-förmig gebogenen Schenkel 112 im Bereich des Anschlags 220. Diese Verschiebung kann so lange fortgeführt werden, bis die Fahrzeugbatterie 200 an einer Begrenzung des versteiften Batterieschutzraumes 150, hier der ersten Sitzschiene 310 zwischen Fahrzeugbatterie 200 und Tunnel 420, anschlägt und zum Stehen kommt. Die zweite Sitzschiene 320 auf der gegenüberliegenden Seite der Fahrzeugbatterie 200 verhindert vorzugsweise eine weitere Verschiebung des Türschwellers 360 und somit eine Versehrung oder Deformierung der Fahrzeugbatterie 200. Dadurch wird sowohl ein optimaler Schutz für die Fahrzeugbatterie 200, also für die Fahrzeuginsassen bei einem seitlichen Aufprall 500 bspw. gegen einen Baum oder einen Pfahl gewährleistet.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Baugruppe
- 110
- Hängeeinrichtung
- 111
- Hängebügel
- 111a
- erster Abschnitt
- 111b
- zweiter Abschnitt
- 112
- Schenkel
- 120
- Bewegungsrichtung
- 150
- Batterieschutzraum
- 151
- erster Deformationsraum
- 152
- zweiter Deformationsraum
- 153
- Abstand
- 200
- Fahrzeugbatterie
- 200a
- Position der Fahrzeugbatterie vor dem Aufprall
- 210
- oberer Bereich
- 220
- Anschlagbereich
- 300
- Fahrzeugsitz
- 310
- erste Sitzschiene
- 320
- zweite Sitzschiene
- 330
- Unterkonstruktion
- 340
- Sitzfläche
- 345
- Sitzlehne
- 350a
- Fahrzeugboden (nicht deformiert)
- 350b
- Fahrzeugboden (deformiert)
- 360
- Türschweller
- 400
- Fahrzeugkarosserie
- 410
- Fahrzeugtür
- 420
- Tunnel
- 500
- seitlicher Aufprall/Fahrzeugaufprall
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2013/0299257 A1 [0006]
- WO 2004/071798 A1 [0007]
- JP 2000238541 A [0008]
- CN 103264633 B [0009]
- WO 2013/053433 A1 [0010]
- EP 2620353 A1 [0010]
- JP 2014088068 A [0011]