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Die Erfindung betrifft eine kontaktlose Ladeeinrichtung zur Anordnung an einer Unterseite eines Kraftfahrzeugs, wobei die Ladeeinrichtung derart ausgebildet ist, dass kontaktlos Energie an die Ladeeinrichtung übertragbar ist. Dabei weist die Ladeeinrichtung zudem eine erste Seite auf, die in einem an der Unterseite des Kraftfahrzeugs angeordneten Zustand der Ladeeinrichtung dem Kraftfahrzeug abgewandt ist, sowie eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite, die in einem an der Unterseite des Kraftfahrzeugs angeordneten Zustand der Ladeeinrichtung dem Kraftfahrzeug zugewandt ist. Zur Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug mit einer solchen kontaktlosen Ladeeinrichtung.
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Kontaktlose Ladeeinrichtungen, wie zum Beispiel induktive Ladeeinrichtungen, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die kraftfahrzeugseitig angeordnete Ladeeinrichtung wird dabei üblicherweise als Sekundärladeeinrichtung bezeichnet, und eine infrastrukturseitige Ladeeinrichtung wird dabei üblicherweise als Primärladeeinrichtung bezeichnet. Durch induktive Kopplung der Primärladeeinrichtung und der Sekundärladeeinrichtung kann Energie von der Primärladeeinrichtung zur Sekundärladeeinrichtung übertragen werden, mittels welcher eine Kraftfahrzeugbatterie geladen werden kann.
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Im Falle eines Unfalls ist es wichtig, relevante Komponenten eines Kraftfahrzeugs möglichst gut zu schützen. Beispielsweise beschreibt die
DE 10 2016 014 964 A1 ein Fahrzeug mit einer induktiven Ladeplatte im Bereich des Fahrzeugbodens, die mittels einer Anzahl von elastischen Halteelementen an dem Fahrzeugboden befestigt ist. Mittels der Halteelemente ist die Ladeplatte somit federnd gelagert und kann beim Auffahren auf einen Bordstein und beim Herunterfahren von einem Bordstein ausweichen, wodurch das Risiko von Beschädigungen der Ladeplatte zumindest weitestgehend ausgeschlossen werden soll.
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Weiterhin beschreibt die
US 6,478,106 B2 ein Getriebegehäuse mit einem unterseitig angeordneten Crashrahmen, der eine geneigte Oberfläche aufweist. Dadurch soll es ermöglicht werden, dass die Getriebeeinheit im Falle eines Aufpralls sich entgegen der Fahrtrichtung nach Möglichkeit ohne Beschädigung und Behinderung bewegen kann.
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Noch wichtiger als der Schutz einer Ladeplatte oder eines Getriebes ist jedoch der Schutz einer Hochvolt-Batterie eines Kraftfahrzeugs, da hier bei einer Beschädigung eine besonders hohe Gefahr, insbesondere für Insassen des Kraftfahrzeugs, ausgeht, wie zum Beispiel durch Brand. Zum Schutz der Batterie werden üblicherweise aufwendige, versteifende Elemente, Deformationselemente oder ähnliches verwendet und verbaut, um die Hochvolt-Batterie bei einem Aufprall möglichst gut zu schützen. Dies erfordert jedoch viel Bauraum und erhöht das Gewicht des Kraftfahrzeugs enorm.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit aufzuzeigen, wie auf möglichst einfache, kostengünstige, bauraumeffiziente und gewichtssparende Weise ein Schutz für eine Hochvolt-Batterie eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine kontaktlose Ladeeinrichtung und ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
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Bei einer erfindungsgemäßen kontaktlosen Ladeeinrichtung zur Anordnung an einer Unterseite eines Kraftfahrzeugs ist die Ladeeinrichtung derart ausgebildet, dass kontaktlos Energie an die Ladeeinrichtung übertragbar ist, wobei die Ladeeinrichtung eine erste Seite aufweist, die in einem an der Unterseite des Kraftfahrzeugs angeordneten Zustand der Ladeeinrichtung dem Kraftfahrzeug abgewandt ist, und wobei die Ladeeinrichtung eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite aufweist, die in einem an der Unterseite des Kraftfahrzeugs angeordneten Zustand der Ladeeinrichtung dem Kraftfahrzeug zugewandt ist. Darüber hinaus ist die zweite Seite rampenförmig ausgebildet, sodass sich eine Dicke der Ladeeinrichtung in einer ersten Richtung, die in einem an der Unterseite des Kraftfahrzeugs angeordneten Zustand der Ladeeinrichtung in Richtung eines Hecks des Fahrzeugs weist, über einen Teil einer Länge der Ladeeinrichtung in der ersten Richtung zunimmt.
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Die Erfindung beruht dabei auf folgenden Erkenntnissen: Zum einen ist es bauraumtechnisch vorteilhaft, die Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs möglichst flach bzw. tief im Vorderwagen zu positionieren, um dort möglichst viel Bauraum zu generieren, der zum Beispiel zur Maximierung eines vorderen Kofferraums genutzt werden kann. Dies hat zur Folge, dass die Antriebseinheit dann in Fahrtrichtung vor der Hochvolt-Batterie angeordnet ist, die wiederum bevorzugt im Unterflur des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Um dann aber zu verhindern, dass im Falle eines Frontaufpralls, wie zum Beispiel bei einem Unfall, die Antriebseinheit nach hinten auf die Hochvolt-Batterie gedrückt wird bzw. auf diese auftrifft, müssen bislang sehr aufwendige Maßnahmen getroffen werden, zum Beispiel das Vorsehen zusätzlicher, versteifender Elemente zum Abfangen der Antriebseinheit, was zusätzlich auch viel Gewicht mit sich bringt. Weiterhin beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, dass eine kontaktlose Ladeeinrichtung, die bislang nicht aktiv für die Crashauslegung genutzt wird, zumindest zum Teil zwischen Antriebseinheit und Hochvolt-Batterie angeordnet werden kann, um diese aktiv für die Crashkinematik zu nutzen. Dies wird nun durch die Erfindung vorteilhafterweise dadurch bewerkstelligt, dass die zweite Seite der Ladeeinrichtung rampenförmig ausgebildet ist. Durch diese Rampenform ist die Ladeeinrichtung vorteilhafterweise dazu in der Lage, eine sich in Richtung der Hochvolt-Batterie bewegende Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs abzulenken, sodass die Antriebseinheit nicht auf die Hochvolt-Batterie aufprallt. Damit erfüllt die Ladeeinrichtung eine Doppelfunktion, nämlich zum einen die, kontaktlos Energie von einer Primärladeeinrichtung aufzunehmen und durch die aufgenommene Energie die Hochvolt-Batterie des Kraftfahrzeugs zu laden, und zum anderen die einer Schutzfunktion für die Hochvolt-Batterie. Zusätzliche Komponenten zum Schutz der Hochvolt-Batterie, gerade mit Bezug auf einen möglichen Frontaufprall, können somit vorteilhafterweise eingespart werden, wodurch sowohl Bauraum als auch Gewicht eingespart werden kann und zusätzlich auch Kosten.
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Weiterhin nimmt die Dicke vorzugsweise über mindestens 25 Prozent der gesamten Länge der Ladeeinrichtung zu. Zum Beispiel kann die Dicke über eine Teillänge zunehmen, die zwischen einem Viertel und der Hälfte der Gesamtlänge bemisst. Dies hat den großen Vorteil, dass diese Rampenwirkung über einen großen Teil der Länge der Ladeeinrichtung bereitgestellt werden kann. Je länger der Weg ist, der zum Ablenken einer auf die zweite Seite aufprallenden Antriebseinheit genutzt werden kann, desto weniger Belastungen muss die Ladeeinrichtung standhalten und entsprechend desto effizienter kann ein Umlenken der Antriebseinheit bewirkt werden. Die Gefahr einer Beschädigung der Ladeeinrichtung oder gar der Hochvolt-Batterie kann dadurch weiter reduziert werden. Entsprechend ist es bevorzugt, dass die Dicke nicht nur über den Großteil der Hälfte der Länge der Ladeeinrichtung zunimmt, sondern vorzugsweise sogar über den Großteil der gesamten Länge der Ladeeinrichtung in der ersten Richtung.
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Entsprechend stellt es eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn die zweite Seite derart geformt ist, dass eine in der ersten Richtung auf die zweite Seite der Ladeeinrichtung wirkende Kraft zumindest zum Teil, insbesondere zum Großteil, in eine zweite Richtung senkrecht zur ersten umlenkbar ist, wobei die zweite Richtung eine Richtung von der ersten Seite der Ladeeinrichtung zur zweiten Seite der Ladeeinrichtung darstellt. In der bestimmungsgemäßen Einbaulage der Ladeeinrichtung erfolgt eine Kraftumlenkung einer entgegen Fahrtrichtung auf die zweite Seite wirkende Kraft in eine Richtung nach oben, das heißt in Richtung des Kraftfahrzeugs und nicht in Richtung des Untergrunds, auf welchem sich das Kraftfahrzeug aktuell befindet. Dies hat den großen Vorteil, dass eine Antriebseinheit beispielsweise deutlich einfacher durch andere Komponenten des Kraftfahrzeugs abgefangen werden kann, wie zum Beispiel durch einen Teil des Rohbaus des Kraftfahrzeugs. Damit kann die Antriebseinheit durch die Ladeeinrichtung im Frontcrash kinematisch nach oben bewegt und durch den Rohbau abgestützt werden. Damit wird die Hochvolt-Batterie vom Antrieb vorteilhafterweise nicht beaufschlagt, ohne dass aufwendige Maßnahmen erforderlich sind.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es bevorzugt, dass sich die Dicke der Ladeeinrichtung im Verlauf in der ersten Richtung von ihrem Minimum bis zu ihrem Maximum mindestens verdoppelt, bevorzugt sogar verdreifacht. Das Minimum der Dicke kann dabei zum Beispiel mindestens einen Zentimeter Durch diese Dimensionierung und vor allem durch diese signifikante Zunahme der Dicke kann eine besonderes effiziente Umlenkung der Antriebseinheit erfolgen, so dass sichergestellt werden kann, dass diese auch ohne aufwendige Maßnahmen nicht auf die Hochvoltbatterie auftrifft.
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Die kontaktlose Ladeeinrichtung kann im Allgemeinen als eine kapazitive Ladeeinrichtung ausgebildet sein, ist jedoch bevorzugt als induktive Ladeeinrichtung ausgebildet, welche also dazu ausgelegt ist, durch induktive Kopplung mit einer Primärladeeinrichtung Energie von der Primärladeeinrichtung zu beziehen. Die Ladeeinrichtung ist weiterhin so ausgestaltet, dass diese vor einer unfallbedingten Beaufschlagung spannungsfrei geschaltet ist, insbesondere in einem am Kraftfahrzeug angeordneten Zustand bereits vor einer Fahrt des Kraftfahrzeugs spannungsfrei geschaltet ist. Dies lässt sich zum Beispiel dadurch realisieren, indem die Ladeeinrichtung unmittelbar nach einem im Stillstand des Kraftfahrzeugs durchgeführten Ladevorgang vor Fahrt des Kraftfahrzeugs abgeschaltet wird bzw. vom restlichen Kraftfahrzeugbordnetz bzw. zumindest von der Hochvolt-Batterie abgekoppelt wird. Weiterhin kann die kontaktlose Ladeeinrichtung zum Beispiel als Ladeplatte ausgebildet sein. Die Oberseite dieser Ladeplatte, das heißt die zweite Seite, ist mit der beschriebenen Rampenfunktion ausgebildet.
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Um diese Rampenfunktion bereitzustellen, gibt es wiederum mehrere Ausbildungsmöglichkeiten dieser zweiten Seite der Ladeeinrichtung.
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Im Allgemeinen ist es dabei bevorzugt, dass die Dicke stetig über den Teil der Länge der Ladeeinrichtung in der ersten Richtung zunimmt. Die Dicke soll also nicht bereichsweise in der ersten Richtung wieder abnehmen können, da dies die Effizienz der Kraftumlenkung mindern oder zumindest nicht in vorteilhafterweise dazu beitragen würde.
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Beispielsweise kann es gemäß einer jedoch weniger bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Dicke linear über den Teil der Länge der Ladeeinrichtung in der ersten Richtung zunimmt. Die zweite Seite der Ladeeinrichtung kann also zum Beispiel im Querschnitt betrachtet keilförmig ausgebildet sein. Durch die lineare Zunahme der Dicke wird also entsprechend die zweite Seite zum Teil durch eine Ebene mit konstanter Steigung bereitgestellt. Dies ermöglicht eine besonders einfache Ausbildung der Ladeeinrichtung.
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Die Dicke kann aber auch nicht linear über den Teil der Länge der Ladeeinrichtung in der ersten Richtung zunehmen, was bevorzugt ist. Daher ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die zweite Seite zumindest zum Teil konkav gekrümmt. Beispielsweise kann also die Steigung der zweiten Seite entgegen Fahrtrichtung zunehmen. Durch eine derartige Formgebung der zweiten Seite kann eine kontinuierlichere und weniger abrupte Kraftumlenkung bereitgestellt werden, die deutlich schonender ist und damit wiederum das Risiko für eine Beschädigung der Ladeeinrichtung und/oder der Hochvolt-Batterie reduziert. Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die zweite Seite sich in zumindest zwei, vorzugswiese drei Teilbereiche in der ersten Richtung gliedern lässt. Im ersten Teilbereich ist die Dicke auf ihrem Minimalwert und über den ersten Teilbereich in der ersten Richtung konstant. Im zweiten Teilbereich, der sich in der ersten Richtung an den ersten Teilbereich anschließt, nimmt die Dicke bis zu ihrem Maximalwert zu, insbesondere stetig und rampenförmig und zudem vorzugsweise mit in erster Richtung zunehmender Steigung. Im optionalen weiteren dritten Teilbereich, der aber auch entfallen kann, und welcher sich in der ersten Richtung an den zweiten Teilbereich anschließt, behält die Dicke ihren Maximalwert bei, ist also wieder konstant. Die erste Seite der Ladeeinrichtung sowie der die zweite Seite im ersten Teilbereich und im optionalen dritten Teilbereich ist dabei im Wesentlichen eben ausgebildet und die zweite Seite verläuft im ersten und im dritten Teilbereich parallel zur ersten Seite.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen kontaktlosen Ladeeinrichtung oder einer ihrer Ausgestaltungen. Die für die erfindungsgemäße kontaktlose Ladeeinrichtung und ihre Ausgestaltungen beschriebenen Vorteile gelten damit in gleicher Weise für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs ist die Ladeeinrichtung derart an der Unterseite des Kraftfahrzeugs angeordnet, dass die erste Seite der Ladeeinrichtung einem Untergrund unter dem Kraftfahrzeug zugewandt ist, und die erste Richtung von der Fahrzeugfront zum Heck des Kraftfahrzeugs weist. Mit anderen Worten ist die Ladeeinrichtung im Kraftfahrzeug wie bereits oben beschrieben eingebaut.
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Besonders vorteilhaft ist es nun, wie ebenfalls bereits beschrieben, wenn das Kraftfahrzeug eine Antriebseinheit, insbesondere einen E-Antrieb, aufweist, sowie eine Hochvolt-Batterie, wobei die Ladeeinrichtung zumindest zum Teil zwischen der Antriebseinheit und der Hochvolt-Batterie angeordnet ist, wobei die Antriebseinheit zwischen der Fahrzeugfront und zumindest einem Teil der Ladeeinrichtung angeordnet ist und die Hochvolt-Batterie zwischen der Ladeeinrichtung und dem Heck des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Entsprechend kann durch die Ladeeinrichtung vorteilhafterweise eine Schutzfunktion für die Hochvolt-Batterie bei einem Frontaufprall bereitgestellt werden, indem ein in Richtung der Hochvolt-Batterie bewegter E-Antrieb nach oben abgelenkt wird und dadurch die Hochvolt-Batterie vor einem Aufprall des E-Antriebs auch ohne aufwendige Maßnahmen, die zusätzliches Gewicht erfordern würden, geschützt wird.
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Entsprechend stellt es eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Kraftfahrzeugs dar, wenn das Kraftfahrzeug derart ausgebildet ist, dass bei einem unfallbedingten Bewegen der Antriebseinheit in der ersten Richtung und einem Auftreffen der Antriebseinheit auf die Ladeeinrichtung, die Bewegung der Antriebseinheit zum Teil in die zweite Richtung umgeleitet wird, und die Antriebseinheit auf einen Teil eines Rohbaus des Kraftfahrzeugs auftrifft, und insbesondere nicht auf die Ladeeinrichtung auftrifft. Mit anderen Worten wird die Antriebseinheit auf einen Teil des Rohbaus des Kraftfahrzeugs umgelenkt und kann besonders effizient von diesem abgefangen werden. Eine Kollision der Antriebseinheit mit der Hochvolt-Batterie kann wiederum effizient auch ohne aufwendige Maßnahmen vermieden werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Ladeeinrichtung und/oder die Hochvolt-Batterie derart befestigt, dass sich die Ladeeinrichtung und/oder die Hochvolt-Batterie während des räumlichen Ablenkens der sich in der ersten Richtung bewegenden Antriebseinheit zum Teil entgegen der zweiten Richtung bewegen.
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Mit anderen Worten wird die Ladeeinrichtung, wenn die Antriebseinheit bedingt durch einen Unfall auf die Ladeeinrichtung aufprallt, zum Teil entgegen der zweiten Richtung, das heißt nach unten, bewegt, während gleichzeitig durch die rampenförmige Oberfläche der zweiten Seite der Ladeeinrichtung die Antriebseinheit nach oben bewegt wird. Dabei ist es bevorzugt, dass nicht nur die Ladeeinrichtung, sondern auch die Hochvolt-Batterie zusammen mit der Ladeeinrichtung ein Stück entgegen der zweiten Richtung bewegt wird. Beispielsweise können die Ladeeinrichtung und die Hochvolt-Batterie derart befestigt sein, dass diese um einen gemeinsamen Drehpunkt etwas kippen beziehungsweise sich neigen, während die Antriebseinheit in ihrem Bewegungsverlauf umgelenkt wird. Durch diese Bewegung nach unten kann vorteilhafterweise ein Teil der Aufprallenergie abgefangen werden.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Hochvolt-Batterie, einer Antriebseinheit und einer Ladeeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 eine schematische Darstellung des Kraftfahrzeugs aus 1 bei einem Frontaufprall gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
- 3 eine schematische Darstellung der Anordnung aus Antriebseinheit, Hochvolt-Batterie und Ladeeinrichtung sowie der Umlenkung der kinetischen Energie der Antriebseinheit bei einem Frontaufprall durch die Ladeeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 10 mit einer Hochvolt-Batterie 12, einer Antriebseinheit, wie zum Beispiel einem E-Antrieb 14 und einer induktiven Ladeeinrichtung 16 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Ladeeinrichtung 16 ist dabei an einer Unterseite 10a des Kraftfahrzeugs angeordnet und weist eine erste Seite 16a auf, die einem Untergrund 18, auf welchem sich das Kraftfahrzeug 10 befindet, zugewandt ist, sowie eine der ersten Seite 16a gegenüberliegende zweite Seite 16b. Die Hochvolt-Batterie 12 ist ebenfalls unterseitig am Kraftfahrzeug 10 angeordnet, das heißt im Bereich eines Unterbodens des Kraftfahrzeugs 10, insbesondere zwischen den beiden Radachsen des Kraftfahrzeugs 10. Die Ladeeinrichtung 16 ist weiterhin zum Teil zwischen der Antriebseinheit, das heißt dem E-Antrieb 14, und der Hochvolt-Batterie 12 angeordnet. Die Unterseite des E-Antriebs 14, die hier mit 14a bezeichnet ist, kann sich zudem oberhalb des der Fahrzeugfront 10b zugewandten Teils der zweiten Seite 16b der Ladeeinrichtung 16 befinden, jedoch nicht vollständig oberhalb der Ladeeinrichtung 16.
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Die zweite Seite 16b der Ladeeinrichtung 16 ist nun vorteilhafterweise rampenförmig ausgebildet beziehungsweise geformt. Damit einhergehend variiert eine Dicke der Ladeeinrichtung 16 in Richtung der Länge L (vergleiche 3), wobei die Länge L der Ladeeinrichtung 16 sich in x-Richtung des dargestellten Koordinatensystems erstreckt und die Dicke der Ladeeinrichtung 16 entsprechend in Richtung der z-Achse, die zur Fahrzeughochachse parallel ist. Die Dicke nimmt dabei in einer ersten Richtung zu, die ebenfalls zur x-Richtung des dargestellten Koordinatensystems korrespondiert.
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Durch diese vorteilhafte Formgebung der zweiten Seite 16b der Ladeeinrichtung 16 kann nun die Ladeeinrichtung 16 aktiv für die Crashkinematik genutzt werden. Dabei ist die Ladeeinrichtung 16 spätestens vor einer unfallbedingten Beaufschlagung und vorzugsweise bereits vor der Fahrt des Kraftfahrzeugs 10 spannungsfrei geschaltet. Kommt es zu einem Frontaufprall, wie in 2 dargestellt, so kann der E-Antrieb 14 durch die induktive Ladeplatte beziehungsweise die Ladeeinrichtung 16 kinematisch nach oben, das heißt in z-Richtung, bewegt werden und zum Beispiel durch den Rohbau 20 (vergleiche 3) abgestützt werden. Damit wird im Falle eines Frontcrashs die Hochvolt-Batterie 12 vorteilhafterweise auch ohne aufwendige Maßnahmen, die zusätzliches Gewicht erfordern würden, nicht vom Antrieb 14 beaufschlagt.
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Weiterhin können die Ladeeinrichtung 16 und die Hochvolt-Batterie 12 so am Kraftfahrzeug 10 beziehungsweise im Bereich des Unterbodens 10a befestigt sein, dass sich die Ladeeinrichtung 16 zusammen mit der Hochvolt-Batterie 12 bei einem Frontaufprall zumindest ein Stück weit entgegen der dargestellten z-Richtung, das heißt nach unten in Richtung des Untergrunds 18, bewegt, insbesondere kippt beziehungsweise neigt, wie dies in 2 dargestellt ist. Die im Frontcrashfall auf die Ladeeinrichtung 16 beim Umlenken des E-Antriebs 14 wirkende Kraft bedingt diese Auslenkung der Ladeeinrichtung 16 und der Hochvolt-Batterie 12 nach unten. Die Ladeeinrichtung 16 sowie die Hochvolt-Batterie 12 können zudem zum Beispiel an einem gemeinsamen Abstützelement angeordnet sein, welches sich zum Beispiel zwischen der Ladeeinrichtung 16 und der Hochvolt-Batterie 12 befindet.
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3 zeigt nochmal im Detail eine schematische Darstellung der Anordnung der Hochvolt-Batterie 12, des E-Antriebs 14 und der Ladeeinrichtung 16 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie auch hier zu erkennen ist, befindet sich eine Unterseite 14a des E-Antriebs 14 oberhalb nur eines Teils der zweiten Seite 16b der Ladeeinrichtung 16. Weiterhin ist in diesem Beispiel auch die Variation der Dicke der Ladeeinrichtung 16 veranschaulicht. Bereiche der Ladeeinrichtung 16, welche sich näher an der Fahrzeugfront 10b befinden, weisen eine geringere Dicke auf als Bereiche der Ladeplatte bzw. im Allgemeinen der Ladeeinrichtung 16, die sich näher am Heck 10c (vergleiche 1) befinden. Die Dicke variiert also in der ersten Richtung, das heißt der x-Richtung, über die Länge L der Ladeeinrichtung 16.
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Exemplarisch sind hier drei verschiedene Dicken d1, d2, d3 veranschaulicht. Die erste Dicke d1 ist dabei kleiner als die zweite Dicke d2 und diese wiederum kleiner als die dritte Dicke d3. Dabei kann sich die Dicke der Ladeeinrichtung im Verlauf in der ersten Richtung x von ihrem Minimum, welches in diesem Fall die erste Dicke d1 darstellt, bis zu ihrem Maximum, welches in diesem Fall die dritte Dicke d3 darstellt, mindestens verdoppelt, bevorzugt sogar mindestens verdreifachen. Durch diese Dimensionierung und vor allem durch diese signifikante Zunahme der Dicke kann eine besonders effiziente Umlenkung der Antriebseinheit erfolgen.
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Besonders bevorzugt ist es ebenfalls, wenn die zweite Seite 16b sich in zumindest zwei, vorzugswiese drei Teilbereiche mit jeweiligen Teillängen 11, 12, 13, wie ebenfalls in 3 dargestellt, in der ersten Richtung x gliedern lässt. Im ersten Teilbereich mit der ersten Teillänge 11 ist die Dicke auf ihrem Minimalwert d1 und über die erste Teillänge 11 in der ersten Richtung konstant. Im zweiten Teilbereich mit der zweiten Teillänge 12, der sich in der ersten Richtung x an den ersten Teilbereich anschließt, nimmt die Dicke bis zu ihrem Maximalwert d3 zu, insbesondere stetig und rampenförmig und zudem vorzugsweise mit in erster Richtung x zunehmender Steigung. Im optionalen weiteren dritten Teilbereich mit der dritten Teillänge 13, der aber auch entfallen kann, und welcher sich in der ersten Richtung x an den zweiten Teilbereich anschließt, behält die Dicke ihren Maximalwert d3 bei, ist also konstant.
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Dieser rampenförmige Verlauf der zweiten Seite 16b, insbesondere die zweite Teillänge 12, kann sich dabei über einen Teil der Länge L der Ladeeinrichtung 16, vorzugsweise über mindesten ein Viertel der Länge L, wie hier dargestellt, erstrecken. Die beiden anderen Teillägen 11, 13 können im Allgemeinen beliebig bemessen sein, und zum Beispiel die erste Teillänge l1 ebenfalls mindesten ein Viertel der Länge L betragen und die dritte Teillänge l3 kann ebenfalls ein Viertel der Länge L betragen oder aber auch ganz entfallen. Zudem kann die zweite Seite 16b der Ladeeinrichtung 16 hinsichtlich ihrer Formgebung in Richtung ihrer Breite, d.h. in y-Richtung, translationsinvariant ausgebildet sein. Auch kann die Dicke linear zunehmen oder bevorzugt, wie in diesem Beispiel, nicht linear, sodass die Steigung der zweiten Seite 16b beziehungsweise deren Oberfläche in x-Richtung, zumindest im zweiten Teilbereich l2 zunimmt. Wie auch in 3 deutlich zu erkennen ist, lässt sich durch diese Formgebung der zweiten Seite 16b der Ladeeinrichtung 16 die Kinematik des E-Antriebs 14 bei einem Frontaufprall vorteilhafterweise umlenken und zum Beispiel durch einen Teil des Rohbaus 20 abstützen. Die Bewegung des E-Antriebs ist in 3 durch den Pfeil 22 veranschaulicht. Weiterhin ist der E-Antrieb 14 in seiner Position während beziehungsweise nach dem Frontaufprall mit 14' bezeichnet und gestrichelt dargestellt. Weiterhin bezeichnet 24 eine Querstrebe eines Hilfsrahmens des Kraftfahrzeugs 10.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine induktive Ladeplatte mit struktureller Crashfunktion bereitgestellt werden kann, die durch eine rampenförmige Ausbildung ihrer Oberseite eine besonders effiziente, kostengünstige und gewichtssparende Ablenkung einer Bewegung eines E-Antriebs des Kraftfahrzeugs ermöglicht, sodass die Hochvolt-Batterie von diesem auch ohne aufwendige Maßnahmen nicht beaufschlagt wird und somit durch die induktive Ladeplatte geschützt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016014964 A1 [0003]
- US 6478106 B2 [0004]