DE102018008465A1 - Body structure for an electrically powered vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Karosseriestruktur für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug, mit einem in Fahrzeughochrichtung (z) nach fahrzeugunten offenen Montageraum (12) für eine Traktionsbatterie (9), der nach fahrzeugoben von einem, den Fahrzeugboden bildenden Bodenblechteil (10) begrenzt ist, wobei die Traktionsbatterie (9) von fahrzeugunten in den Montageraum (12) eingesetzt ist, und zwar unter Bildung eines freien Montagespalts (Δz) zwischen der Traktionsbatterie-Oberseite (29) und dem Bodenblechteil (10), und wobei im Fahrbetrieb betriebsbedingte Schwingungen sich von ihrem Entstehungsort (VA, HA) in Richtung auf das Bodenblechteil (10) ausbreiten. Erfindungsgemäß ist zur Schall-Dämpfung im Bodenblechteil (10) zumindest ein Dichtstreifen (31, 33, 53) bereitgestellt, der im Montagespalt (Δz) in schallisolierender Druckanlage sowohl mit der Traktionsbatterie-Oberseite (29) als auch mit dem Bodenblechteil (10) ist.The invention relates to a body structure for an electrically operated vehicle, with an assembly space (12) for a traction battery (9) which is open in the vehicle vertical direction (z) towards the vehicle and which is bounded by a floor panel part (10) forming the vehicle floor, said Traction battery (9) is inserted from the vehicle below into the assembly space (12), to be precise with the formation of a free assembly gap (Δz) between the top of the traction battery (29) and the base plate part (10), and during operation, operational vibrations differ from their place of origin (VA, HA) in the direction of the floor panel part (10). According to the invention, at least one sealing strip (31, 33, 53) is provided for sound damping in the floor panel part (10), which is in the mounting gap (Δz) in a sound-insulating pressure system with both the traction battery top (29) and the floor panel part (10) .
Description
Die Erfindung betrifft eine Karosseriestruktur für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a body structure for an electrically operated vehicle according to the preamble of
Bei einem elektrisch betriebenen, zweispurigen Fahrzeug kann eine Traktionsbatterie von fahrzeugunten am Fahrzeugboden verbaut sein.In the case of an electrically operated, two-lane vehicle, a traction battery can be installed on the vehicle floor from underneath the vehicle.
Eine gattungsgemäße Karosseriestruktur weist einen in der Fahrzeughochrichtung nach fahrzeugunten offenen Montageraum für die Traktionsbatterie auf, der nach fahrzeugoben von einem, den Fahrzeugboden bildenden Bodenblechteil begrenzt ist. Die Traktionsbatterie wird von fahrzeugunten in den karosserieseitigen Montageraum eingesetzt, und zwar unter Bildung eines freien Montagespaltes zwischen der Traktionsbatterie-Oberseite und dem Bodenblechteil, um Fertigungs- sowie Bauteiltoleranzen bei der Montage der Traktionsbatterie ausgleichen zu können.A generic body structure has an assembly space for the traction battery which is open in the vehicle vertical direction and which is bounded by a floor panel part forming the vehicle floor. The traction battery is inserted from the bottom of the vehicle into the body-side assembly space, with the formation of a free assembly gap between the top of the traction battery and the floor panel part, in order to be able to compensate for manufacturing and component tolerances when assembling the traction battery.
Die Traktionsbatterie versorgt im Fahrbetrieb eine zum Beispiel in der Fahrzeug-Vorderachse und/oder in der Fahrzeug-Hinterachse verbaute Elektromaschine mit elektrischer Energie. Im Fahrbetrieb entstehen in der Elektromaschine hochfrequente Schwingungen, die sich über die Karosseriestruktur und auch über die Atmosphäre hinweg bis in das großflächige Bodenblechteil ausbreiten können. Der dadurch im Bodenblechteil erzeugte Körperschall geht mit einer Geräuschentwicklung einher, wodurch die Akustik im Fahrzeuginnenraum beeinträchtigt werden kann. Als Maßnahme zur Vermeidung einer solchen Geräuschentwicklung kann im Stand der Technik oberseitig auf das Bodenblechteil ein Dämmmaterial, zum Beispiel eine Schwerfolie, aufgebracht werden. Alternativ kann das Dämmmaterial auch im Bodenbelag integriert werden. Dies ist jedoch mit einem erhöhten Bauteilgewicht der Karosseriestruktur verbunden.When driving, the traction battery supplies electrical energy to an electric machine installed, for example, in the front axle and / or in the rear axle. When driving, high-frequency vibrations occur in the electric machine, which can spread across the body structure and also across the atmosphere to the large floor panel part. The structure-borne noise generated in the floor panel part is accompanied by noise, which can impair the acoustics in the vehicle interior. In the prior art, an insulating material, for example a heavy film, can be applied to the top of the floor panel part as a measure to avoid such noise. Alternatively, the insulation material can also be integrated in the floor covering. However, this is associated with an increased component weight of the body structure.
Aus der
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Karosseriestruktur für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug bereitzustellen, bei der eine Geräuschentwicklung im Fahrzeugboden aufgrund betriebsbedingter Schwingungen mit im Vergleich zum Stand der Technik einfachen Maßnahmen reduzierbar ist.The object of the invention is to provide a body structure for an electrically operated vehicle, in which noise in the vehicle floor due to operational vibrations can be reduced with simple measures compared to the prior art.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.The object is solved by the features of
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 wird auf den Einsatz von gewichtsintensiven Schwerfolien bei der Körperschall-Dämpfung im großflächigen Bodenblechteil verzichtet. Anstelle dessen wird zur Dämpfung von Körperschall im Bodenblechteil zumindest ein Dichtstreifen bereitgestellt, der im Montagespalt in schallisolierender Druckanlage mit sowohl der Traktionsbatterie-Oberseite als auch mit dem Bodenblechteil ist.According to the characterizing part of
Der Dichtstreifen kann ein elastisch nachgiebiges Dichtprofil sowie eine Klebschicht aufweisen, über die das Dichtprofil an der Traktionsbatterie-Oberseite stoffschlüssig anbindbar ist. In diesem Fall ist das Dichtprofil im Zusammenbauzustand der Karosseriestruktur in loser Druckanlage mit der Unterseite des Bodenblechteils gebracht. Beispielhaft kann das Dichtprofil des Dichtstreifens ein ringförmig geschlossenes Hohlprofil aus EPDM-Zellkautschuk (Dichte 0,6 g/cm3 nach TL52704-A) sein. Die Klebschicht kann als ein Klebeband (nach TL 52223 3M WT 4112) hergestellt sein.The sealing strip can have an elastically resilient sealing profile and an adhesive layer, by means of which the sealing profile can be integrally connected to the top of the traction battery. In this case, the sealing profile is in the assembled state of the body structure in a loose pressure system with the underside of the floor panel part. For example, the sealing profile of the sealing strip can be an annularly closed hollow profile made of EPDM cellular rubber (density 0.6 g / cm 3 according to TL52704-A). The adhesive layer can be produced as an adhesive tape (according to TL 52223 3M WT 4112).
In einer technischen Umsetzung kann der Montageraum für die Traktionsbatterie in der Fahrzeuglängsrichtung nach vorne und nach hinten durch einen vorderen Querträger und durch einen hinteren Querträger begrenzt sein. Der Montageraum kann in der Fahrzeugquerrichtung beidseitig durch seitliche Schweller begrenzt sein. Bei diesem Aufbau ergibt sich ein besonders großflächiges Bodenblechteil, das ohne Maßnahmen zur Körperschall-Reduzierung im Fahrbetrieb eine hohe Geräuschentwicklung zeigen würde. Zur Anbindung an die Karosseriestruktur kann die Traktionsbatterie einen in einer horizontalen Ebene im Wesentlichen umlaufenden Gehäuseflansch aufweisen. Dieser kann an Anbindungsstellen an der Unterseite der oben erwähnten Querträger sowie der Schweller (insbesondere in Schraubverbindung) montiert sein.In a technical implementation, the mounting space for the traction battery in the vehicle longitudinal direction can be limited forwards and backwards by a front cross member and by a rear cross member. The mounting space can be limited on both sides in the vehicle transverse direction by side sills. This construction results in a particularly large floor panel part that would show a high level of noise without measures to reduce structure-borne noise when driving. For connection to the body structure, the traction battery can have a housing flange that essentially runs all around in a horizontal plane. This can be mounted at connection points on the underside of the above-mentioned cross members and the sill (in particular in a screw connection).
Die Traktionsbatterie-Oberseite kann bevorzugt durch eine rechtwinklige Gehäusedeckwand gebildet sein, die bevorzugt als ein Blechteil realisiert ist.The top of the traction battery can preferably be formed by a rectangular housing top wall, which is preferably implemented as a sheet metal part.
In einer ersten Ausführungsvariante kann ein Vorder-Dichtstreifen für eine Schallisolierung zwischen einer Fahrzeug-Vorderachse und dem Bodenblechteil bereitgestellt sein. Der Vorder-Dichtstreifen kann sich an einem vorderen Traktionsbatterie-Randbereich in der Fahrzeugquerrichtung komplett durchgängig (d.h. unterbrechungsfrei) über die Traktionsbatterie-Oberseite erstrecken. Alternativ und/oder zusätzlich kann ein Hinter-Dichtstreifen bereitgestellt sein, der eine Schallisolierung zwischen einer Fahrzeug-Hinterachse und dem Bodenblechteil bewirkt. Der Hinter-Dichtstreifen kann an einem hinteren Traktionsbatterie-Randbereich sich in der Fahrzeugquerrichtung erstrecken. In diesem Fall kann der Montagespalt nach fahrzeughinten und/oder nach fahrzeugvorne in Richtung auf die jeweilige Fahrzeug-Achse mittels des Vorder- und/oder Hinter-Dichtstreifens geschlossen sein.In a first embodiment variant, a front sealing strip can be provided for sound insulation between a vehicle front axle and the floor panel part. The front sealing strip can extend completely (ie without interruption) across the top of the traction battery at a front edge of the traction battery in the transverse direction of the vehicle. Alternatively and / or additionally, a rear sealing strip can be provided, which effects sound insulation between a vehicle rear axle and the floor panel part. The rear sealing strip can extend in the transverse direction of the vehicle at a rear traction battery edge region. In this case, the mounting gap can be towards the rear of the vehicle and / or towards the front of the vehicle The vehicle axle must be closed by means of the front and / or rear sealing strip.
Bevorzugt ist es, wenn der Montagespalt zwischen der Traktionsbatterie und dem Bodenblechteil in einem Luft-Strömungsweg eingebunden ist, über den aufgrund von Fahrtwind Verunreinigungen und/oder Feuchtigkeit im Montagespalt nach fahrzeugaußen abtransportiert werden kann. Vor diesem Hintergrund ist es bevorzugt, wenn der Montagespalt (im Hinblick auf eine effektive Schallreduzierung) zwar in der Fahrzeuglängsrichtung nach vorne und/oder nach hinten mittels des Vorder- und/oder Hinter-Dichtstreifens geschlossen ist, jedoch insbesondere der Montagespalt in der Fahrzeugquerrichtung beidseitig nach fahrzeugaußen zumindest teilweise offen bleibt, und zwar unter Bildung von seitlichen Luftströmungsöffnungen, die den Montagespalt strömungstechnisch mit der Fahrzeug-Umgebung verbinden.It is preferred if the mounting gap between the traction battery and the floor panel part is integrated in an air flow path, via which contaminants and / or moisture in the mounting gap can be removed to the outside of the vehicle due to airflow. Against this background, it is preferred if the assembly gap (with a view to effective noise reduction) is closed in the vehicle longitudinal direction to the front and / or to the rear by means of the front and / or rear sealing strip, but in particular the assembly gap in the vehicle transverse direction on both sides remains at least partially open to the outside of the vehicle, to be precise with the formation of lateral air flow openings which fluidically connect the assembly gap to the vehicle surroundings.
Es hat sich gezeigt, dass ein in der Fahrzeugquerrichtung nach fahrzeugaußen über die gesamte Traktionsbatterie-Länge vollständig offener Montagespalt dazu führen kann, dass im Fahrbetrieb ein hoher Staubeintrag von fahrzeugaußen seitlich in den Montagespalt erfolgt. Vor diesem Hintergrund ist es bevorzugt, wenn sich am jeweiligen Seiten-Randbereich der Traktionsbatterie in der Fahrzeuglängsrichtung ein Seiten-Dichtstreifen erstreckt. Bevorzugt ist es, wenn der Seiten-Dichtstreifen über die gesamte Traktionsbatterie-Länge nicht durchgängig verläuft, sondern vielmehr durch zumindest eine Luftströmungsöffnung unterbrochen ist. Bei der obigen Anordnung aus Seiten-Dichtstreifen sowie Vorder- und Hinter-Dichtstreifen ergibt sich ein insgesamt rechtwinkliges Streifen-Bild.It has been shown that a mounting gap that is completely open in the vehicle transverse direction towards the outside of the vehicle over the entire length of the traction battery can result in a high level of dust being introduced laterally into the mounting gap from the outside of the vehicle. Against this background, it is preferred if a side sealing strip extends on the respective side edge region of the traction battery in the vehicle longitudinal direction. It is preferred if the side sealing strip does not run continuously over the entire length of the traction battery, but rather is interrupted by at least one air flow opening. With the above arrangement of side sealing strips and front and rear sealing strips, an overall rectangular strip image results.
Wie oben erwähnt, ist es bevorzugt, wenn der Montagespalt in einem Luftströmungsweg eingebunden ist, wodurch im Fahrbetrieb Feuchtigkeit und/oder Verunreinigungen (zum Beispiel Staub) vom Montagespalt nach fahrzeugaußen abtransportierbar sind. Um den Abtransport von Verunreinigungen und/oder Feuchtigkeit zu steigern, ist es bevorzugt, wenn die Gehäusedeckwand der Traktionsbatterie zumindest eine Abführ-Sicke aufweist, die in eine ansonsten planare Basisfläche der Gehäusedeckwand von fahrzeugoben eingeprägt ist. Die Abführ-Sicke kann sich in der Fahrzeugquerrichtung bis zum Seitenrand der Gehäusedeckwand erstrecken sowie in der Fahrzeugquerrichtung nach fahrzeugaußen offen sein.As mentioned above, it is preferred if the mounting gap is integrated in an air flow path, as a result of which moisture and / or contaminants (for example dust) can be removed from the mounting gap to the outside of the vehicle during driving operation. In order to increase the removal of contaminants and / or moisture, it is preferred if the housing top wall of the traction battery has at least one discharge bead, which is stamped into an otherwise planar base surface of the housing top wall from above the vehicle. The discharge bead can extend in the transverse direction of the vehicle to the side edge of the housing top wall and can be open to the outside of the vehicle in the transverse direction of the vehicle.
In einer ersten Ausführungsvariante kann sich der Seiten-Dichtstreifen in der Fahrzeuglängsrichtung bis zu einem Sickenrand der Abführ-Sicke erstrecken, ohne die Abführ-Sicke jedoch in der Fahrzeuglängsrichtung zu überbrücken. Auf diese Weise begrenzt die Abführsicke zusammen mit einander gegenüberliegenden Stirnseiten der Seiten-Dichtstreifen eine seitlich offene Strömungsöffnung, durch die im Fahrbetrieb eine Luftströmung geführt ist.In a first embodiment variant, the side sealing strip can extend in the vehicle longitudinal direction up to a bead edge of the discharge bead, but without bridging the discharge bead in the vehicle longitudinal direction. In this way, the discharge bead, together with opposing end faces of the side sealing strips, delimits a laterally open flow opening through which an air flow is guided during driving operation.
In einer weiteren Ausführungsform kann sich das Dichtprofil des Seiten-Dichtstreifens unterbrechungsfrei quer über die Abführ-Sicke erstrecken. Im Unterschied dazu kann sich dagegen die Klebeschicht nur bis zum Sickenrand erstrecken, ohne die Abführ-Sicke in der Fahrzeuglängsrichtung zu überbrücken. Dadurch ist vermieden, dass im Innenraum der Abführ-Sicke Verunreinigungen an der Klebeschicht des Seiten-Dichtstreifens anhaften können, was zu einer Verstopfung der Abführ-Sicke führen würde.In a further embodiment, the sealing profile of the side sealing strip can extend across the discharge bead without interruption. In contrast, the adhesive layer can only extend to the edge of the bead without bridging the discharge bead in the vehicle's longitudinal direction. This prevents contaminants from adhering to the adhesive layer of the side sealing strip in the interior of the discharge bead, which would lead to blockage of the discharge bead.
In einer konkreten Ausführungsform kann die Traktionsbatterie ein Medienkanalelement aufweisen, in dem batterieseitige Versorgungsleitungen verlegt sind, zum Beispiel eine Kühlmittelleitung und/oder eine Stromleitung. Das Medienkanalelement kann sich in der Fahrzeuglängsrichtung mittig auf der Traktionsbatterie-Oberseite erstrecken, und zwar mit Abstand zum oberen Bodenblechteil sowie vom vorderen Traktionsbatterie-Rand über die gesamte Batterielänge bis zum hinteren Traktionsbatterie-Rand. Das Medienkanalelement kann beispielhaft über eine PUR-Schaumdichtung bzw. über eine Scheuerschutzraupe stoffschlüssig mit der Traktionsbatterie-Oberseite verbunden sein. In diesem Fall kann der Vorder- und/oder der Hinter-Dichtstreifen jeweils in zwei Streifensegmente unterteilt sein. Diese können in der Fahrzeugquerrichtung unter Zwischenschaltung des Medienkanalelementes voneinander beabstandet sein und sich beidseitig an das Medienkanalelement nach fahrzeugaußen anschließen.In a specific embodiment, the traction battery can have a media channel element in which battery-side supply lines are laid, for example a coolant line and / or a power line. The media channel element can extend centrally in the longitudinal direction of the vehicle on the top of the traction battery, at a distance from the upper floor panel part and from the front edge of the traction battery over the entire battery length to the rear edge of the traction battery. The media channel element can be integrally connected to the top of the traction battery, for example, via a PUR foam seal or an abrasion protection bead. In this case, the front and / or the rear sealing strip can each be divided into two strip segments. These can be spaced apart from one another in the vehicle transverse direction with the interposition of the media channel element and can connect to the media channel element to the outside of the vehicle on both sides.
Es hat sich gezeigt, dass die Weglassung des Dichtstreifens im Bereich des Medienkanalelementes gegebenenfalls folgenlos für die Körperschall-Reduzierung bleiben kann. Vor diesem Hintergrund ist die obige Ausführungsvariante speziell im Hinblick auf eine einfachere Fertigung der Dichtstreifen-Anordnung von Vorteil.It has been shown that the omission of the sealing strip in the area of the media channel element can possibly have no consequences for the reduction of structure-borne noise. Against this background, the above embodiment variant is particularly advantageous with a view to simpler manufacture of the sealing strip arrangement.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are described below with reference to the attached figures.
Es zeigen:
-
1 in einer perspektivischen Teilansicht eine Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs; -
2 in einer Ansicht von unten die Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs mit darin verbauter Traktionsbatterie; -
3 und4 jeweils eine Teilschnittdarstellung entlang einer ersten Querschnittebene yz aus der1 und einer dazu versetzen zweiten Querschnittebene yz aus der1 ; -
5a einen Längsschnitt xz durch die Fahrzeugkarosserie; -
5b in vergrößerter Ansicht einen im Montagespalt verbauten Dichtstreifen; -
6 in einer perspektivischen Ansicht eine Traktionsbatterie in Alleinstellung; -
7 in einer Detailansicht ein auf der Traktionsbatterie positioniertes Medienkanalelement; -
8 und9 jeweils Ansichten entsprechend der6 und7 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; -
10 bis12 Ansichten eines dritten Ausführungsbeispiels; und -
13 und14 Ansichten entsprechend der6 gemäß weiterer Ausführungsbeispiele.
-
1 a partial perspective view of a body structure of a motor vehicle; -
2nd in a view from below the body structure of the motor vehicle with the traction battery installed therein; -
3rd and4th in each case a partial sectional view along a first cross-sectional plane yz from FIG1 and a second cross-sectional plane yz offset from the1 ; -
5a a longitudinal section xz through the vehicle body; -
5b in an enlarged view a sealing strip installed in the assembly gap; -
6 in a perspective view a traction battery on its own; -
7 a detailed view of a media channel element positioned on the traction battery; -
8th and9 views corresponding to the6 and7 according to a second embodiment; -
10th to12th Views of a third embodiment; and -
13 and14 Views corresponding to the6 according to further embodiments.
In der
In der
Wie aus der
Die Gehäusedeckwand
In den
In dem in den
Alternativ dazu ist in den
Wie aus den
In der
In den
Alternativ dazu verläuft in der
Nachfolgend sind in den
In der
BezugszeichenlisteReference list
- 11
- SchwellerSill
- 33rd
- A-SäuleA pillar
- 55
- C-SäuleC pillar
- 77
- SeitentüröffnungSide door opening
- 99
- TraktionsbatterieTraction battery
- 1010th
- BodenblechteilFloor panel part
- 1111
- vorderer Querträgerfront cross member
- 1212th
- MontageraumAssembly room
- 1313
- hinterer Querträgerrear cross member
- 1515
- ProfilbodenProfile floor
- 1717th
- BatteriegehäuseBattery case
- 1919th
- GehäuseflanschHousing flange
- 2121
- Gehäuseflansch-SchraublochHousing flange screw hole
- 2323
- Profilboden-SchraublochProfile bottom screw hole
- 2525th
- SchraubbolzenBolts
- 2727
- SchraubmutterNut
- 2929
- GehäusedeckwandHousing cover wall
- 3131
- Vorder-DichtstreifenFront sealing strips
- 3333
- Hinter-DichtstreifenRear sealing strip
- 3535
- MedienkanalelementMedia channel element
- 3636
- PUR-SchaumdichtungPUR foam seal
- 37, 3937, 39
- SegmenteSegments
- 4141
- BasisflächeBase area
- 4343
- Abführ-SickeLeaking bead
- 4545
- LuftströmungsöffnungAir flow opening
- 4747
- ZwischenraumSpace
- 4949
- LuftspaltAir gap
- 5050
- DichtprofilSealing profile
- 5151
- SeitenwandSide wall
- 52 52
- KlebstreifenAdhesive tape
- 5353
- Seiten-DichtstreifenSide sealing strips
- 5555
- SickenrandBeaded edge
- 5757
- Streifen-EckenStrip corners
- AA
- SchraubstelleScrew point
- aa
- Abstanddistance
- VA, HAVA, HA
- Vorderachse, HinterachseFront axle, rear axle
- ΔzΔz
- MontagespaltAssembly gap
- LL
- LuftströmungswegAir flow path
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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