DE102022118844B4 - Crash energy absorbing arrangement for an electrically driven motor vehicle and deformation element - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine crashenergieabsorbierende Anordnung (100) für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, umfassend:- eine im Bereich des Karosseriebodens (110) angeordnete Traktionsbatterie (120);- einen seitlich neben der Traktionsbatterie (120) angeordneten Seitenschweller (130); und- ein Deformationselement (140), das in einem Freiraum (S) zwischen der Traktionsbatterie (120) und dem Seitenschweller (130) angeordnet ist und bei einem seitlichen Aufprall die einwirkende Aufprallenergie (F) aufnimmt und sich dabei an der Traktionsbatterie (120) abstützt, wobei das Deformationselement (140) als Kunststoffbauteil ausgeführt ist, mit einem aus Partikelschaum gebildeten Grundkörper und einer auf den Grundkörper aufgebrachten Endlosfaserverstärkung (143).Die Erfindung betrifft ferner auch ein entsprechend ausgebildetes Deformationselement (140).The invention relates to a crash energy absorbing arrangement (100) for an electrically powered motor vehicle, comprising:- a traction battery (120) arranged in the area of the body floor (110);- a side sill (130) arranged laterally next to the traction battery (120); and- a deformation element (140) which is arranged in a free space (S) between the traction battery (120) and the side sill (130) and which absorbs the impact energy (F) acting in the event of a lateral impact and is supported on the traction battery (120), wherein the deformation element (140) is designed as a plastic component, with a base body made of particle foam and a continuous fiber reinforcement (143) applied to the base body.The invention further relates to a correspondingly designed deformation element (140).
Description
Die Erfindung betrifft gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 eine crashenergieabsorbierende Anordnung für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, die eine im Bereich des Karosseriebodens angeordneten Traktionsbatterie umfasst. Die Erfindung betrifft ferner ein Deformationselement.According to the preamble of claim 1, the invention relates to a crash energy absorbing arrangement for an electrically powered motor vehicle, which comprises a traction battery arranged in the area of the body floor. The invention also relates to a deformation element.
Ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, wie insbesondere ein Elektrokraftfahrzeug oder Hybridelektrokraftfahrzeug, weist einen elektromotorischen Fahrantrieb auf. Zur Speicherung von elektrischer Energie für einen solchen elektromotorischen Fahrantrieb kann eine sogenannte Fahr- bzw. Traktionsbatterie vorgesehen sein, die vorteilhaft im Bereich des Karosseriebodens angeordnet sein kann. Eine im Bereich des Karosseriebodens angeordnete Traktionsbatterie muss bei einem Seitenaufprall des Kraftfahrzeugs, insbesondere bei einem seitlichen Aufprall gegen einen Pfahl oder dergleichen, vor einwirkender Aufprallenergie geschützt werden. Hierfür eignen sich sogenannte Crash- bzw. Deformationselemente, die einerseits eine physikalische Barriere darstellen und andererseits durch Verformung Crash- bzw. Aufprallenergie abbauen.An electrically powered motor vehicle, such as an electric vehicle or hybrid electric vehicle, has an electric motor drive. A so-called drive or traction battery can be provided to store electrical energy for such an electric motor drive, which can advantageously be arranged in the area of the body floor. A traction battery arranged in the area of the body floor must be protected from impact energy in the event of a side impact of the motor vehicle, in particular in the event of a side impact against a pole or the like. So-called crash or deformation elements are suitable for this purpose, which on the one hand represent a physical barrier and on the other hand reduce crash or impact energy through deformation.
Die
Die nächstliegende
Zum Stand der Technik wird ferner auf die
Mit der Erfindung soll für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug eine crashenergieabsorbierende Anordnung mit einer Traktionsbatterie angegeben werden, die ohne deutliches Mehrgewicht einen guten seitlichen Aufprallschutz bietet.The invention is intended to provide a crash energy absorbing arrangement with a traction battery for an electrically powered motor vehicle, which offers good lateral impact protection without significantly increasing the weight.
Die Aufgabe wird gelöst durch die erfindungsgemäße Anordnung des Patentanspruchs 1. Mit dem nebengeordneten Patentanspruch erstreckt sich die Erfindung auch auf ein Deformationselement, das insbesondere zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Anordnung vorgesehen und entsprechend ausgebildet ist. Zusätzliche Merkmale der Erfindung ergeben sich ausdrücklich analog für beide Erfindungsgegenstände aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Erfindungsbeschreibung (dies schließt ausdrücklich auch optional und beispielhaft beschriebene Merkmale ein) und den Figuren.The object is achieved by the inventive arrangement of patent claim 1. With the independent patent claim, the invention also extends to a deformation element which is intended in particular for use in an inventive arrangement and is designed accordingly. Additional features of the invention arise expressly analogously for both subject matters of the invention from the dependent patent claims, the following description of the invention (this expressly also includes features described optionally and as examples) and the figures.
Die erfindungsgemäße crashenergieabsorbierende Anordnung für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug umfasst zumindest folgende Komponenten:
- - eine im Bereich des Karosseriebodens (der Fahrzeugkarosserie des Kraftfahrzeugs) angeordnete Traktionsbatterie;
- - einen seitlich, d. h. in Fahrzeugquerrichtung, neben der Traktionsbatterie angeordneten bzw. verbauten Seitenschweller; und
- - wenigstens ein in einem Freiraum zwischen der Traktionsbatterie und dem Seitenschweller angeordnetes Crash- bzw. Deformationselement, welches bei einem seitlichen Aufprall die einwirkende Aufprallenergie aufnimmt und sich dabei an der Traktionsbatterie abstützt, insbesondere derart, dass ein mittelbarer Kraftfluss vom Seitenschweller über das Deformationselement zur Traktionsbatterie bzw. zum Batteriegehäuse der Traktionsbatterie stattfindet, wobei das Deformationselement als Kunststoffbauteil ausgeführt ist, mit einem aus Partikelschaum gebildeten Grundkörper und einer auf den Grundkörper aufgebrachten, insbesondere flächig aufgebrachten, Endlosfaserverstärkung.
- - a traction battery arranged in the area of the body floor (the vehicle body of the motor vehicle);
- - a side skirt arranged or installed laterally, i.e. in the transverse direction of the vehicle, next to the traction battery; and
- - at least one crash or deformation element arranged in a free space between the traction battery and the side sill, which absorbs the impact energy in the event of a side impact and is supported on the traction battery, in particular in such a way that an indirect flow of force takes place from the side sill via the deformation element to the traction battery or to the battery housing of the traction battery, wherein the deformation element is designed as a plastic component, with a base body made of particle foam and a continuous fiber reinforcement applied to the base body, in particular applied flatly.
Bevorzugt ist eine im Wesentlichen spiegelsymmetrische Anordnung vorgesehen, bei der die Traktionsbatterie zwischen einem linken Seitenschweller und einem rechten Seitenschweller angeordnet ist, wobei in einem jeweiligen Freiraum zwischen der Traktionsbatterie und dem rechten bzw. linken Seitenschweller jeweils wenigstens ein solches Deformationselement angeordnet ist. Die nachfolgenden Erläuterungen gelten entsprechend.Preferably, a substantially mirror-symmetrical arrangement is provided, in which the traction battery is arranged between a left side sill and a right side sill, wherein at least one such deformation element is arranged in a respective free space between the traction battery and the right or left side sill. The following explanations apply accordingly.
Als Seitenschweller wird der seitliche untere Karosseriebereich eines Kraftfahrzeugs bezeichnet, der sich zwischen einem vorderen Radkasten und einem hinteren Radkasten erstreckt. Ein solcher Seitenschweller ist zumeist als eine mehrere Bauteile umfassende Baugruppe (Schwellerbaugruppe) ausgebildet. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist der Seitenschweller beabstandet zur Traktionsbatterie angeordnet, sodass sich zwischen dem Seitenschweller und der Traktionsbatterie ein Leer- bzw. Freiraum befindet, in dem das wenigstens eine Deformationselement angeordnet ist. Der Freiraum kann eine Breite (in Fahrzeugquerrichtung) von 200 mm bis 300 mm aufweisen.A side sill is the lower lateral body area of a motor vehicle that extends between a front wheel arch and a rear wheel arch. Such a side sill is usually an assembly comprising several components (sill assembly) made of formed. In the arrangement according to the invention, the side sill is arranged at a distance from the traction battery, so that there is an empty space or free space between the side sill and the traction battery, in which the at least one deformation element is arranged. The free space can have a width (in the transverse direction of the vehicle) of 200 mm to 300 mm.
Das erfindungsgemäß vorgesehene Deformationselement ist als Kunststoffbauteil ausgeführt, womit gemeint ist, dass dieses im Wesentlichen aus Kunststoff, insbesondere aus thermoplastischem Kunststoff, gebildet ist. Der aus Partikelschaum gebildete Grundkörper ermöglicht bei vergleichsweise niedrigem Gewicht eine hohe Crashenergieabsorption, welche durch die aufgebrachte Endlosfaserverstärkung zusätzlich erhöht wird, wobei die aufgebrachte Endlosfaserverstärkung auch eine Lastverteilung begünstigt und insbesondere Reißer im Grundkörper verhindert. Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht durch eine synergetische Zusammenwirkung der Komponenten einen sehr guten Schutz der Traktionsbatterie ohne nennenswertes Fahrzeugmehrgewicht.The deformation element provided according to the invention is designed as a plastic component, which means that it is essentially made of plastic, in particular thermoplastic. The base body made of particle foam enables high crash energy absorption with a comparatively low weight, which is further increased by the applied continuous fiber reinforcement, whereby the applied continuous fiber reinforcement also promotes load distribution and in particular prevents tearing in the base body. The arrangement according to the invention enables very good protection of the traction battery without any significant additional weight to the vehicle due to a synergistic interaction of the components.
Unter Partikelschaum wird insbesondere ein aus thermoplastischen Schaumperlen gebildetes Schaummaterial verstanden. Der Partikelschaum bzw. die Schaumperlen sind bevorzugt aus Polypropylen (PP), Polyethylenterephthalat (PET) oder Polyamid (PA) gebildet. Der Partikelschaum kann eine Dichte von 30 g/dm3 bis 500 g/dm3 aufweisen. Bevorzugt bildet der aus Partikelschaum gefertigte Grundkörper den größten Bestandteil des Deformationselements und kann daher auch als Volumenkörper bezeichnet werden.Particle foam is understood to mean, in particular, a foam material made from thermoplastic foam beads. The particle foam or the foam beads are preferably made from polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET) or polyamide (PA). The particle foam can have a density of 30 g/dm 3 to 500 g/dm 3. The base body made from particle foam preferably forms the largest component of the deformation element and can therefore also be referred to as a volume body.
Unter einer Endlosfaserverstärkung wird insbesondere eine wenigstens einlagige Schicht aus endlosen Verstärkungsfasern und einer Kunststoffmatrix, in der die Verstärkungsfasern eingebettet sind, verstanden, die auf den Grundkörper aufgebracht und insbesondere mit der Oberfläche des Grundkörpers stoffschlüssig verbunden ist. Bei den Verstärkungsfasern handelt es sich insbesondere um Kohlenstoff- und/oder Glasfasern, die als sogenannte Endlosfasern ausgebildet sind. Bei der Kunststoffmatrix handelt es sich bevorzugt um eine thermoplastische Kunststoffmatrix, bspw. Polypropylen (PP) oder Polyamid (PA), wobei die Kunststoffmatrix insbesondere kompatibel zum Kunststoffmaterial des Grundkörpers ist oder mit dem Kunststoffmaterial des Grundkörpers identisch ist. Bevorzugt ist die Endlosfaserverstärkung nur lokal bzw. bereichsweise auf den Grundkörper aufgebracht, wobei vorgesehen sein kann, dass die Endlosfaserverstärkung in nur einem Bereich oder auch in mehreren Bereichen aufgebracht bzw. vorhanden ist. D. h., die Endlosfaserverstärkung kann also einen einzelnen Bereich bzw. eine einzelne Zone oder mehrere Bereiche bzw. Zonen umfassen bzw. abdecken, die sich sowohl in ihrer Flächengröße als auch in ihrer Dicke bzw. Wanddicke, insbesondere durch eine unterschiedliche Anzahl an Lagen, voneinander unterscheiden können. Dies ermöglicht eine gezielte Anpassung der mechanischen Eigenschaften des Deformationselements an die Crashanforderungen. Die Endlosfaserverstärkung kann eine homogene oder variable Dicke bzw. Wanddicke von 0,5 mm bis 4,0 mm aufweisen. Im Falle einer aus mehrere Lagen (insbesondere UD-Tape-Lagen; s. u.) gebildeten Endlosfaserverstärkung kann vorgesehen sein, dass die einzelnen Lagen unterschiedliche Dicken und/oder unterschiedliche Flächengrößen bzw. Streifenlängen aufweisen.A continuous fiber reinforcement is understood to mean in particular an at least single-layer layer made of continuous reinforcing fibers and a plastic matrix in which the reinforcing fibers are embedded, which is applied to the base body and in particular is integrally connected to the surface of the base body. The reinforcing fibers are in particular carbon and/or glass fibers, which are designed as so-called continuous fibers. The plastic matrix is preferably a thermoplastic matrix, e.g. polypropylene (PP) or polyamide (PA), whereby the plastic matrix is in particular compatible with the plastic material of the base body or is identical to the plastic material of the base body. The continuous fiber reinforcement is preferably only applied locally or in certain areas to the base body, whereby it can be provided that the continuous fiber reinforcement is applied or present in only one area or in several areas. This means that the continuous fiber reinforcement can comprise or cover a single area or zone or several areas or zones that can differ from one another in terms of their surface area as well as their thickness or wall thickness, in particular due to a different number of layers. This enables the mechanical properties of the deformation element to be specifically adapted to the crash requirements. The continuous fiber reinforcement can have a homogeneous or variable thickness or wall thickness of 0.5 mm to 4.0 mm. In the case of a continuous fiber reinforcement made up of several layers (in particular UD tape layers; see below), it can be provided that the individual layers have different thicknesses and/or different surface sizes or strip lengths.
Die Endlosfaserverstärkung ist bevorzugt aus Verbundhalbzeug, insbesondere aus streifenartigen Zuschnitten (sogenanntes Tape, insbesondere UD-Tape) eines vorimprägnierten bzw. vorkonsolidierten Faserhalbzeugs gebildet. Die streifenartigen bzw. streifenförmigen Zuschnitte können eine Breite von 30 mm bis 200 mm aufweisen. Bevorzugt werden mehrere solcher streifenartiger Zuschnitte laminatartig übereinander angeordnet. Die Endlosfaserverstärkung kann auch aus Organoblech gebildet sein. Bevorzugt ist die Endlosfaserverstärkung stoffschlüssig mit dem Grundkörper verbunden. Das Fügen erfolgt bevorzugt derart, dass das vorbereitete Verbundhalbzeug und/oder der vorgefertigten Grundkörper aus Partikelschaum zumindest lokal erwärmt wird (bspw. mittels Heißluft, Laser, IR-Heizung oder Kontaktheizung) und dass dann das Verbundhalbzeug unter Druckeinwirkung auf den Grundkörper aufgebracht wird. Dies erfolgt insbesondere ohne Klebstoff, sodass die Verbindung zwischen dem Grundkörper und der Endlosfaserverstärkung insbesondere klebstofffrei ausgeführt ist.The continuous fiber reinforcement is preferably made of a composite semi-finished product, in particular of strip-like cuts (so-called tape, in particular UD tape) of a pre-impregnated or pre-consolidated fiber semi-finished product. The strip-like or strip-shaped cuts can have a width of 30 mm to 200 mm. Preferably, several such strip-like cuts are arranged one above the other in a laminate-like manner. The continuous fiber reinforcement can also be made of organic sheet. Preferably, the continuous fiber reinforcement is firmly bonded to the base body. The joining is preferably carried out in such a way that the prepared composite semi-finished product and/or the prefabricated base body made of particle foam is heated at least locally (e.g. by means of hot air, laser, IR heating or contact heating) and that the composite semi-finished product is then applied to the base body under pressure. This is carried out in particular without adhesive, so that the connection between the base body and the continuous fiber reinforcement is in particular designed without adhesive.
Die Endlosfaserverstärkung kann auf der Innenseite und/oder auf der Außenseite des Deformationselements angeordnet bzw. auf den Grundkörper aufgebracht sein. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Endlosfaserverstärkung nur auf der Innenseite und/oder Außenseite angeordnet bzw. aufgebracht ist. Die Innenseite ist die der Traktionsbatterie zugewandte Seitenfläche (innere Seitenfläche) des Deformationselements bzw. des Grundkörpers. Die Außenseite ist die dem Seitenschweller zugewandte Seitenfläche (äußere Seitenfläche) des Deformationselements bzw. des Grundkörpers. Die Endlosfaserverstärkung kann zumindest abschnittsweise gegenüberliegend auf beiden Seiten, d. h. auf der Innenseite und auf der Außenseite, aufgebracht sein, sodass quasi eine Sandwichstruktur gebildet ist, bei der der Grundkörper aus Partikelschaum den Sandwichkern bildet.The continuous fiber reinforcement can be arranged on the inside and/or outside of the deformation element or applied to the base body. In particular, it is provided that the continuous fiber reinforcement is arranged or applied only on the inside and/or outside. The inside is the side surface (inner side surface) of the deformation element or the base body facing the traction battery. The outside is the side surface (outer side surface) of the deformation element or the base body facing the side sill. The continuous fiber reinforcement can be applied at least in sections on opposite sides, i.e. on the inside and on the outside, so that a sandwich structure is formed in which the base body made of particle foam forms the sandwich core.
Der Grundkörper kann wenigstens eine von der Außenseite einwärts gerichtete bzw. nach innen (d. h. in Richtung der Innenseite) weisende Einformung oder dergleichen aufweisen, innerhalb der die Endlosfaserverstärkung, zumindest ein Bereich bzw. eine Zone der Endlosfaserverstärkung, angeordnet ist. D. h. die Endlosfaserverstärkung ist innerhalb der Einformung auf den Grundkörper aufgebracht. Die Endlosfaserverstärkung kann zusätzlich auch in anderen Bereichen angeordnet sein, bspw. auf der Innenseite. Der aus Partikelschaum gebildete Grundkörper überragt somit nach außen bzw. in Richtung des Seitenschwellers die in der Einformung angeordnete Endlosfaserverstärkung, was im Falle eines Aufpralls die frühe Aufnahme bzw. Absorption von Crashkräften mit geringem Kraftniveau ermöglicht.The base body can have at least one recess or the like directed inwards from the outside or inwards (i.e. towards the inside), within which the continuous fiber reinforcement, at least one area or zone of the continuous fiber reinforcement, is arranged. This means that the continuous fiber reinforcement is applied to the base body within the recess. The continuous fiber reinforcement can also be arranged in other areas, for example on the inside. The base body made of particle foam thus projects outwards or in the direction of the side sill beyond the continuous fiber reinforcement arranged in the recess, which in the event of an impact enables the early absorption or absorption of crash forces with a low force level.
Das Deformationselement weist bevorzugt einen rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt auf (womit der Querschnitt senkrecht zur Längsachse bzw. Fahrzeuglängsrichtung gemeint ist). Da der Querschnitt des Deformationselements im Wesentlichen durch den Querschnitt des aus Partikelschaum gebildeten Grundkörpers bestimmt wird, weist auch der Grundkörper bevorzugt einen rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt auf. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Innenseite (s. o.) des Deformationselements bzw. Grundkörpers gleich groß ist oder sogar größer ist als die Außenseite. Mit anderen Worten: die Innenseite des Deformationselements bzw. Grundkörpers ist mindestens gleich groß wie Außenseite.The deformation element preferably has a rectangular or trapezoidal cross-section (which means the cross-section perpendicular to the longitudinal axis or longitudinal direction of the vehicle). Since the cross-section of the deformation element is essentially determined by the cross-section of the base body made of particle foam, the base body also preferably has a rectangular or trapezoidal cross-section. In particular, it is provided that the inside (see above) of the deformation element or base body is the same size or even larger than the outside. In other words: the inside of the deformation element or base body is at least the same size as the outside.
Das Deformationselement kann einen mit unterschiedlichen Dichten ausgebildeten Grundkörper aufweisen. Damit ist insbesondere gemeint, dass der Grundkörper wenigstens zwei, bevorzugt wenigstens drei, bezüglich der Längsachse bzw. Fahrzeuglängsrichtung hintereinanderliegende Abschnitte aufweist, die sich in ihrer Dichte bzw. Schaumdichte voneinander unterscheiden. Dies ermöglicht eine gewichtsoptimierte Anpassung der mechanischen Eigenschaften des Deformationselements an die Crashanforderungen, wobei Abschnitte mit einer geringen Dichte besonders leicht sind und Abschnitte mit einer hohen Dichte besonders steif sind und daher auch ein höheres Crashenergieabsorptionsvermögen aufweisen. Der Grundkörper kann mit abschnittsweise unterschiedlichen Dichten einstückig ausgebildet sein. Ferner kann der Grundkörper aus mehreren (d. h. wenigstens zwei) separat gefertigten und sich in ihrer Dichte unterscheidenden Abschnitten zusammengesetzt sein. Die Abschnitte können miteinander verklebt oder mittels angeformter Formschlusselemente miteinander verbunden sein.The deformation element can have a base body formed with different densities. This means in particular that the base body has at least two, preferably at least three, sections lying one behind the other with respect to the longitudinal axis or longitudinal direction of the vehicle, which differ from one another in terms of their density or foam density. This enables a weight-optimized adaptation of the mechanical properties of the deformation element to the crash requirements, whereby sections with a low density are particularly light and sections with a high density are particularly stiff and therefore also have a higher crash energy absorption capacity. The base body can be formed in one piece with different densities in sections. Furthermore, the base body can be composed of several (i.e. at least two) separately manufactured sections with different densities. The sections can be glued to one another or connected to one another by means of molded-on form-fitting elements.
Das Deformationselement kann so ausgebildet sein, dass dieses, insbesondere in Fahrzeugquerrichtung, den Freiraum zwischen der Traktionsbatterie und dem Seitenschweller vollständig ausfüllt, insbesondere derart, dass dieses mit seiner Innenseite an der Traktionsbatterie und mit seiner Außenseite am Seitenschweller anliegt. Im Falle eines Aufpralls ist das Deformationselement dann sofort wirksam und stellt einen Kraftfluss vom Seitenschweller zur Traktionsbatterie her. Das Deformationselement kann auch so ausgebildet sein, dass dieses in Fahrzeugquerrichtung den Freiraum zwischen der Traktionsbatterie und dem Seitenschweller nur teilweise ausfüllt, insbesondere derart, dass dieses mit seiner Innenseite an der Traktionsbatterie anliegt und zwischen seiner Außenseite und dem Seitenschweller noch eine Lücke bzw. Beabstandung vorhanden ist. Im Falle eines Aufpralls ist das Deformationselement dann zeitversetzt wirksam.The deformation element can be designed such that it completely fills the space between the traction battery and the side sill, particularly in the transverse direction of the vehicle, in particular such that its inner side rests on the traction battery and its outer side rests on the side sill. In the event of an impact, the deformation element is then immediately effective and creates a flow of force from the side sill to the traction battery. The deformation element can also be designed such that it only partially fills the space between the traction battery and the side sill in the transverse direction of the vehicle, in particular such that its inner side rests on the traction battery and there is still a gap or spacing between its outer side and the side sill. In the event of an impact, the deformation element is then effective with a time delay.
Das Deformationselement bzw. dessen Grundkörper kann einen einheitlichen, d. h. sich entlang der Längsachse bzw. in Fahrzeuglängsrichtung nicht verändernden Querschnitt, bspw. einen rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt (s. o.), aufweisen (womit der Querschnitt senkrecht zur Längsachse bzw. Fahrzeuglängsrichtung gemeint ist). Das Deformationselement bzw. dessen Grundkörper kann auch einen veränderlichen bzw. variablen Querschnitt aufweisen. Damit ist gemeint, dass das Deformationselement bzw. dessen Grundkörper entlang seiner Längsachse bzw. in Fahrzeuglängsrichtung mit unterschiedlichen Querschnitten bzw. einem sich verändernden Querschnitt ausgebildet ist. Damit ist insbesondere gemeint, dass das Deformationselement bzw. dessen Grundkörper entlang seiner Längsachse bzw. in Fahrzeuglängsrichtung eine veränderliche bzw. variable Breite (d. h. Ausdehnung in Fahrzeugquerrichtung) aufweist. Insbesondere im Falle eines veränderlichen bzw. variablen Querschnitts ist vorgesehen, dass das Deformationselement, insbesondere in Fahrzeugquerrichtung, den Freiraum zwischen der Traktionsbatterie und dem Seitenschweller nur stellen- oder abschnittsweise (d. h. an wenigstens einer Stelle bzw. innerhalb wenigstens eines Abschnitts) ausfüllt, vorzugsweise derart, dass dieses an einer betreffenden Stelle bzw. in einem betreffenden Abschnitt mit seiner Innenseite an der Traktionsbatterie und mit seiner Außenseite am Seitenschweller anliegt und ansonsten, insbesondere in Fahrzeugquerrichtung, den Freiraum zwischen der Traktionsbatterie und dem Seitenschweller nur teilweise ausfüllt (s. o.).The deformation element or its base body can have a uniform cross-section, i.e. one that does not change along the longitudinal axis or in the longitudinal direction of the vehicle, for example a rectangular or trapezoidal cross-section (see above) (which means the cross-section perpendicular to the longitudinal axis or longitudinal direction of the vehicle). The deformation element or its base body can also have a changing or variable cross-section. This means that the deformation element or its base body is designed with different cross-sections or a changing cross-section along its longitudinal axis or in the longitudinal direction of the vehicle. This means in particular that the deformation element or its base body has a changing or variable width (i.e. extension in the transverse direction of the vehicle) along its longitudinal axis or in the longitudinal direction of the vehicle. In particular in the case of a changeable or variable cross-section, it is provided that the deformation element, in particular in the transverse direction of the vehicle, only fills the free space between the traction battery and the side sill in places or sections (i.e. at least one point or within at least one section), preferably in such a way that at a relevant point or in a relevant section it rests with its inner side on the traction battery and with its outer side on the side sill and otherwise, in particular in the transverse direction of the vehicle, only partially fills the free space between the traction battery and the side sill (see above).
Das Deformationselement kann aus mehreren, d. h. wenigstens zwei und insbesondere wenigstens drei, miteinander verbundenen Segmenten aufgebaut bzw. zusammengesetzt sein. Die Segmente sind insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung hintereinanderliegend angeordnet, wobei die jeweils benachbarten Segmente miteinander verbunden sind. Bevorzugt weist jedes Segment einen aus Partikelschaum gebildeten Grundkörper auf. Bevorzugt weist wenigstens eines der Segmente eine Endlosfaserverstärkung auf, wobei auch mehrere, sich hinsichtlich ihrer Endlosfaserverstärkung voneinander unterscheidende Segmente vorgesehen sein können. Analog zu den vorausgehenden Erläuterungen können die Segmente bzw. deren Grundkörper unterschiedliche Dichten bzw. Schaumdichten, Querschnitte oder auch variable bzw. veränderliche Querschnitte aufweisen. Der segmentierte Aufbau ermöglicht auf einfache Weise eine gewichtsoptimierte Anpassung des Deformationselements an lokale Crashanforderungen. Die Segmente können miteinander verklebt oder mittels angeformter Formschlusselemente miteinander verbunden sein. Grundsätzlich kann das Deformationselement (in Fahrzeuglängsrichtung) eine Länge von 1500 mm bis 2000 mm aufweisen. Ein Segment weist bevorzugt eine minimale Länge von 400 mm auf und weist insbesondere eine Länge von 400 mm bis 1000 mm auf.The deformation element can be constructed or composed of several, ie at least two and in particular at least three, interconnected segments. The segments are arranged one behind the other in the longitudinal direction of the vehicle, with the adjacent segments being interconnected. Preferably, each segment has a foam. Preferably, at least one of the segments has a continuous fiber reinforcement, whereby several segments that differ from one another in terms of their continuous fiber reinforcement can also be provided. Analogous to the previous explanations, the segments or their base bodies can have different densities or foam densities, cross sections or also variable or changeable cross sections. The segmented structure enables a weight-optimized adaptation of the deformation element to local crash requirements in a simple manner. The segments can be glued to one another or connected to one another by means of molded-on form-fitting elements. In principle, the deformation element can have a length of 1500 mm to 2000 mm (in the longitudinal direction of the vehicle). A segment preferably has a minimum length of 400 mm and in particular has a length of 400 mm to 1000 mm.
Erfindungsgemäß weist die Traktionsbatterie auf ihrer dem Seitenschweller zugewandeten Seite ein insbesondere zum Batteriegehäuse bzw. Gehäuserahmen gehörendes oder am Batteriegehäuse befestigtes Hohlkammerprofil, vorzugsweise ein metallisches Hohlkammerprofil, insbesondere ein Aluminium-Hohlkammerprofil, auf, an dem sich das Deformationselement (bei einem seitlichen Aufprall) abstützt und/oder an dem das Deformationselement anliegt sowie gegebenenfalls auch befestigt ist (s. u.). Bei dem Hohlkammerprofil handelt es sich insbesondere um ein Mehrkammer-Hohlprofil. Das Hohlkammerprofil kann bei vergleichsweise geringem Gewicht und hoher Steifigkeit ein zusätzliches Verformungsvolumen für die Crashenergieabsorption bereitstellen.According to the invention, the traction battery has on its side facing the side sill a hollow chamber profile, which in particular belongs to the battery housing or housing frame or is attached to the battery housing, preferably a metallic hollow chamber profile, in particular an aluminum hollow chamber profile, on which the deformation element is supported (in the event of a side impact) and/or on which the deformation element rests and is optionally also attached (see below). The hollow chamber profile is in particular a multi-chamber hollow profile. The hollow chamber profile can provide an additional deformation volume for crash energy absorption with a comparatively low weight and high rigidity.
Bevorzugt ist das Deformationselement an der Traktionsbatterie befestigt. Die Befestigung kann mittels Verschraubung oder dergleichen erfolgen, wobei bevorzugt eine Verschraubung an wenigstens zwei Verbindungspunkten vorgesehen ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Deformationselement zusammen mit der Traktionsbatterie eine Baueinheit bildet, die vorgefertigt und dann in das Kraftfahrzeug eingebaut werden kann. Das Deformationselement kann zusätzlich oder alternativ auch am Karosserieboden des Kraftfahrzeugs befestigt werden, insbesondere mittels Verschraubung. Das Deformationselement kann integrierte Verschraubungselemente aufweisen, die insbesondere als in den Grundkörper und/oder in die Endlosfaserverstärkung eingebettete metallische Inserts ausgeführt sind.The deformation element is preferably attached to the traction battery. The attachment can be made by means of screwing or the like, with screwing preferably being provided at at least two connection points. In particular, it is provided that the deformation element together with the traction battery forms a structural unit that can be prefabricated and then installed in the motor vehicle. The deformation element can additionally or alternatively also be attached to the body floor of the motor vehicle, in particular by means of screwing. The deformation element can have integrated screwing elements, which are designed in particular as metallic inserts embedded in the base body and/or in the continuous fiber reinforcement.
Das erfindungsgemäße Crash- bzw. Deformationselement weist einen aus Partikelschaum gebildeten Grundkörper und wenigstens eine auf den Grundkörper aufgebrachte, insbesondere flächig aufgebrachte, Endlosfaserverstärkung auf. Bevorzugt handelt es sich um einen länglichen Grundkörper, der entlang einer Längsachse eine axiale Längserstreckung aufweist, wobei selbiges für das Deformationselement gilt.The crash or deformation element according to the invention has a base body made of particle foam and at least one continuous fiber reinforcement applied to the base body, in particular applied over a large area. It is preferably an elongated base body which has an axial longitudinal extension along a longitudinal axis, the same applies to the deformation element.
Das Deformationselement kann einen rechteckigen oder einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen, wobei selbiges für den Grundkörper gilt (s. o.). Bezüglich eines trapezförmigen Querschnitts ist bevorzugt vorgesehen, dass die größere Grundseite die der Traktionsbatterie zuzuwendende Innenseite des Deformationselements bildet und die kleinere Grundseite die dem Seitenschweller zuzuwendende Außenseite des Deformationselements bildet. Im Falle eines Aufpralls wird das Deformationselement mit zunehmender Verformung (in Fahrzeugquerrichtung) sukzessive steifer.The deformation element can have a rectangular or trapezoidal cross-section, the same applies to the base body (see above). With regard to a trapezoidal cross-section, it is preferably provided that the larger base side forms the inside of the deformation element facing the traction battery and the smaller base side forms the outside of the deformation element facing the side sill. In the event of an impact, the deformation element becomes progressively stiffer with increasing deformation (in the transverse direction of the vehicle).
Die Erfindung wird nachfolgend in nicht einschränkender Weise anhand der schematischen Figuren näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, auch unabhängig von bestimmten Merkmalskombinationen, allgemeine Merkmale der Erfindung sein und die Erfindung entsprechend weiterbilden. Außerdem können Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele zu weiteren Ausführungsbeispielen kombiniert werden.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße crashenergieabsorbierende Anordnung mit einem Deformationselement. -
2 zeigt mögliche Querschnitte des Deformationselements. -
3 zeigt in einer Draufsicht ein Ausführungsbeispiel des Deformationselements. -
4 zeigt in einer Draufsicht (analog zur3 ) ein weiteres Ausführungsbeispiel des Deformationselements.
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1 shows a crash energy absorbing arrangement according to the invention with a deformation element. -
2 shows possible cross-sections of the deformation element. -
3 shows a top view of an embodiment of the deformation element. -
4 shows in a top view (analogous to3 ) another embodiment of the deformation element.
Die in
Bei einem seitlichen Aufprall nimmt das Deformationselement 140 die einwirkende Aufprallenergie F auf und stützt sich dabei an der Traktionsbatterie 120 bzw. deren Batteriegehäuse 121 ab. Das Batteriegehäuse 121 weist ein seitliches Hohlkammerprofil 122 auf, an dem sich das Deformationselement 140 abstützen kann. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Deformationselement 140 in Fahrzeugquerrichtung y den Freiraum S vollständig ausfüllt und mit seiner Innenseite 144 (siehe
Das Deformationselement 140 ist als Kunststoffbauteil ausgeführt und weist einen aus Partikelschaum gebildeten Grundkörper 141 sowie eine auf den Grundkörper 141 flächig aufgebrachte Endlosfaserverstärkung 143 auf, wie in
Bevorzugt ist die Endlosfaserverstärkung 143 nur bereichs- bzw. zonenweise auf die jeweilige Fläche des Grundkörpers 141 aufgebracht, wie in
Bei dem in
Die in
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010043367A1 (en) | 2009-11-05 | 2011-05-12 | Visteon Global Technologies Inc., Van Buren | HD radio diversity receiver with common processing paths |
DE102010030515A1 (en) | 2010-06-25 | 2011-12-29 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Body for a motor vehicle |
DE102013008428A1 (en) | 2013-05-16 | 2014-12-04 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Arrangement for storing at least one, arranged in a housing drive energy storage in a motor vehicle |
DE102020133960A1 (en) | 2020-12-17 | 2022-06-23 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Energy storage floor assembly for an electrically driven motor vehicle |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2404788B1 (en) * | 2010-07-08 | 2016-09-07 | Basf Se | Module for absorbing energy |
DE102010050826A1 (en) * | 2010-11-09 | 2012-05-10 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Arrangement for traction battery in electrically driven motor vehicle, particularly electrically-powered passenger vehicle, has battery placed in battery container at underbody of vehicle structure |
DE102011120960A1 (en) * | 2011-10-20 | 2013-04-25 | Volkswagen Ag | Battery arrangement for use in vehicle, particularly electric vehicle, has traction battery, which is arranged below vehicle floor and is protected against side crash with lateral deformation elements |
DE102019131916A1 (en) * | 2019-11-26 | 2021-05-27 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | High-voltage storage housing, high-voltage storage and motor vehicle with high-voltage storage |
-
2022
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-
2023
- 2023-06-27 WO PCT/EP2023/067464 patent/WO2024022703A1/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010043367A1 (en) | 2009-11-05 | 2011-05-12 | Visteon Global Technologies Inc., Van Buren | HD radio diversity receiver with common processing paths |
DE102010030515A1 (en) | 2010-06-25 | 2011-12-29 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Body for a motor vehicle |
DE102013008428A1 (en) | 2013-05-16 | 2014-12-04 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Arrangement for storing at least one, arranged in a housing drive energy storage in a motor vehicle |
DE102020133960A1 (en) | 2020-12-17 | 2022-06-23 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Energy storage floor assembly for an electrically driven motor vehicle |
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