WO2015090684A1

WO2015090684A1 - Ground-coupling arrangement for a vehicle

Info

Publication number: WO2015090684A1
Application number: PCT/EP2014/072626
Authority: WO
Inventors: Thomas Friedrich; Stephan Loosen; Maja Wolkenstein; Anton Paweletz; Steffen Derhardt; Gian Antonio D'addetta; Armin Schuelke
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2015-06-25
Also published as: DE102013226832A1

Abstract

The invention relates to a ground-coupling arrangement for a vehicle, comprising a ground-receiving element (14) for receiving a grounding object (16) comprising an element (24) which is connected to the ground-receiving element (14) and comprising at least one coupling means (20) which is suitable for coupling the ground-receiving element (14) to a vehicle structure that is partly rigidly connected to the vehicle (10) or at least partly decoupling the ground-receiving element from a vehicle structure such that a frictional or clamping force can be exerted onto the ground-receiving element (14) via the coupling means (20). By using the device, the grounding object (for example a battery or a battery pack) can be decoupled during a vehicle collision and during a deceleration of the entire vehicle such that the vehicle is not decelerated in a specified time period or is decelerated to a defined degree.

Description

Beschreibung description

Titel title

Massekopplungsanordnung für ein Fahrzeug Grounding arrangement for a vehicle

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Massekopplungsanordnung für ein Fahrzeug. Stand der Technik The present invention relates to a mass coupling arrangement for a vehicle. State of the art

Aus dem Stand der Technik ist es allgemein bekannt, Fahrzeuge alleine mittels eines Elektromotors (Elektrofahrzeug) oder mittels einer Kombination eines Elektromotors und einer Antriebsmaschine einer anderen Art (Hybridantrieb) anzutreiben. Dabei wird die zum Antreiben des Elektromotors notwendige elektrische Energie in einem elektrischenFrom the prior art, it is generally known to drive vehicles alone by means of an electric motor (electric vehicle) or by means of a combination of an electric motor and a drive machine of another type (hybrid drive). In this case, the necessary for driving the electric motor electrical energy in an electric

Energiespeicher, wie z.B. einer Batterie bzw. einem Akkumulator gespeichert. Die Batterie kann von Zeit zu Zeit mittels einer externen elektrischen Energiequelle aufgeladen werden und kann dazu dienen, zurückgewonnene Bremsenergie (Rekuperationsenergie) zu speichern. Energy storage, such as a battery or an accumulator stored. The battery may be charged from time to time by means of an external source of electrical energy and may serve to store recovered braking energy (recuperation energy).

Bekannte konstruktive Ausgestaltungen von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen sehen einen überproportional großen Massenanteil der Batterie im Vergleich zum Known structural embodiments of electrically driven vehicles see a disproportionately large mass fraction of the battery compared to

Gesamtfahrzeug vor. Zur Erzielung einer großen Reichweite werden die elektrisch angetriebenen Fahrzeuge mit großen Batterien ausgestattet, die eine Masse von mehreren 100 kg aufweisen können (beispielsweise 100 bis 400 kg). Somit bildet dieComplete vehicle. To achieve a long range, the electrically driven vehicles are equipped with large batteries which can have a mass of several 100 kg (for example 100 to 400 kg). Thus forms the

Batterie bis zu 30% der Gesamtfahrzeugmasse. Durch die hohe Masse stellt die Batterie im Falle eines Unfalls eine potentielle Gefahr dar. Die Befestigung der Batterie an der Karosserie des Kraftfahrzeugs spielt daher eine wichtige Rolle. Bekannte Konzepte für elektrisch angetriebene Fahrzeuge sehen die Batterie als einheitlichen steifen Block im Bereich des Unterbodens des Fahrzeugs (idealerweise zwischen Vorder- und Battery up to 30% of the total vehicle mass. Due to the high mass, the battery represents a potential hazard in the event of an accident. The attachment of the battery to the body of the motor vehicle therefore plays an important role. Known concepts for electrically driven vehicles see the battery as a uniform rigid block in the area of the underbody of the vehicle (ideally between the front and

Hinterachse) vor. Die Batterie trägt infolgedessen zur Absenkung des Rear axle). As a result, the battery contributes to the lowering of the

Gesamtschwerpunkts des Fahrzeugs bei. Außerdem kann die Batterie durch die umgebende Tragstruktur gut geschützt werden oder als Tragstruktur selbst zum Schutz der Fahrgastzelle beitragen. Eine höhere Gesamtmasse des Fahrzeugs kann ferner in einer Fahrzeug- Fahrzeugkollision oder auch in einer Kollision mit einem starren Objekt, wie einer Barriere oder einem Pfahl, positive wie auch negative Folgen auf die Insassen des Fahrzeugs haben. In einer Fahrzeug-Fahrzeugkollision werden von einem theoretischen Standpunkt her die Insassen im leichteren Fahrzeug einer größeren Beschleunigung (Aufprallimpuls) ausgesetzt als die des schwereren Fahrzeugs. Wesentlich für den Aufprallimpuls ist die zu einem bestimmten Zeitpunkt aktive Masse und ihr energetischer Anteil an der Overall center of gravity of the vehicle at. In addition, the battery can be well protected by the surrounding support structure or contribute as a support structure itself to protect the passenger compartment. A higher total mass of the vehicle may also have positive or negative consequences on the occupants of the vehicle in a vehicle-vehicle collision or even in a collision with a rigid object, such as a barrier or a pole. In a vehicle-vehicle collision, from a theoretical standpoint, the occupants in the lighter vehicle are subjected to greater acceleration (impact impulse) than that of the heavier vehicle. Essential for the impact pulse is the active at a given time mass and their energetic share of the

Gesamtimpulsbilanz. Um die Stoßkraft zufolge eines Zusammenstoßes zu verringern, ist ein herkömmliches Automobil so aufgebaut, dass u.a. Glieder an der Vorderseite deformierbar sind, wodurch die kinetische Energie eines Aufpralls aufgenommen wird, die ansonsten auf die Total momentum balance. In order to reduce the impact force due to a collision, a conventional automobile is constructed such that i.a. Limbs are deformable on the front, whereby the kinetic energy of an impact is absorbed, otherwise on the

Fahrzeug-Karosserie ausgeübt werden würde. Aufgrund des höheren Gewichtes, das ein Elektro- oder Hybridfahrzeug aufgrund des Vorhandenseins der Batterie aufweist, erfordert die Aufnahme der kinetischen Energie eine entsprechende Zunahme derVehicle body would be exercised. Due to the higher weight that an electric or hybrid vehicle has due to the presence of the battery, the uptake of kinetic energy requires a corresponding increase in

Festigkeit der Glieder und dergleichen an der Vorderseite, was wiederum das Gewicht der Fahrzeug-Karosserie weiter vergrößert. Strength of the links and the like at the front, which in turn further increases the weight of the vehicle body.

Zur Lösung dieses Problems wurde in der DE 25 22 844 A1 ein Elektrofahrzeug vorgeschlagen, das es ermöglicht, dass ein Batterie-Träger der eine Batterie aufnimmt, von einer Fahrzeug-Karosserie getrennt wird, wenn das Fahrzeug einen Zusammenstoß erleidet. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass der Batterie-Träger lediglich von dem Elektrofahrzeug auf die Straßenoberfläche abgeworfen wird. Die DE 25 22 844 A1 offenbart hingegen nicht, wie letztlich die kinetische Energie des Batterie-Trägers weiter beherrscht wird. To solve this problem, DE 25 22 844 A1 has proposed an electric vehicle which enables a battery carrier receiving a battery to be disconnected from a vehicle body when the vehicle encounters a collision. A disadvantage of this solution is that the battery carrier is dropped only by the electric vehicle on the road surface. In contrast, DE 25 22 844 A1 does not disclose how ultimately the kinetic energy of the battery carrier is further controlled.

Bei einem anderen Typ eines Elektrofahrzeugs, der in der DE 31 41 164 vorgeschlagen wurde, ist der Batterie-Träger beweglich an der knautschbaren hinteren Karosserie des Fahrzeugs angeordnet und an ihr mit einer Mehrzahl von Verbindungsmitteln befestigt. Die kinetische Energie der Batterie, die durch einen Zusammenstoß des Fahrzeugs verursacht ist, wird dadurch durch das Knautschen der hinteren Karosserie In another type of electric vehicle proposed in DE 31 41 164, the battery carrier is movably disposed on the crushable rear body of the vehicle and secured thereto with a plurality of connecting means. The kinetic energy of the battery, which is caused by a collision of the vehicle, thereby becomes due to the creaking of the rear body

aufgenommen. Nachteilig ist hier, dass die hintere Karosserie des Elektrofahrzeugs so hergestellt wird, dass sie eine relativ geringe Festigkeit annimmt, da sie als ein Mittel zur Aufnahme der kinetischen Energie der Batterie verwendet wird. Dementsprechend unterscheidet sich die obige Festigkeit der hinteren Karosserie von der Festigkeit der hinteren Karosserie, die benötigt wird, um eine Stoßkraft infolge einer Kollision an der hinteren Karosserie aufzunehmen. Dies hat zur Folge, dass dieser Typ von Fahrzeug ein Elektrofahrzeug sein kann, das einen sehr besonderen Aufbau der hinteren Karosserie aufweist, der dazu ausgebildet ist, nur einen Aufprall an der vorderen Karosserie aufzunehmen, da es sehr schwierig ist, die Aufnahme der kinetischen Energie der Batterie mit der Aufnahme einer solchen Stoßkraft kompatibel zu machen. Dementsprechend ergibt ein Aufbau der hinteren Karosserie, der für einen Aufprall auf die hintere Karosserie ausgebildet ist, keine Kontrolle über die kinetische Energie der Batterie. added. The disadvantage here is that the rear body of the electric vehicle is manufactured so that it assumes a relatively low strength, since it is used as a means for absorbing the kinetic energy of the battery. Accordingly, the above strength of the rear body differs from the strength of the rear body needed to absorb an impact force due to a collision on the rear body. As a result, this type of vehicle can be an electric vehicle, which has a very special rear body structure which is adapted to receive only an impact on the front body, since it is very difficult to make the recording of the kinetic energy of the battery with the inclusion of such impact force compatible. Accordingly, a structure of the rear body formed for impact with the rear body does not give control over the kinetic energy of the battery.

Mit Bezug auf die Nachteile des genannten Standes der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektro- bzw. Hybridfahrzeug zu schaffen, das bei einem Zusammenstoß bzw. Aufprall des Fahrzeugs eine Kontrolle über die zusätzliche kinetische Energie ermöglicht, die auf eine Fahrzeugkarosserie wirkt, die einer Zunahme des Gewichts in Zusammenhang mit einer Batterie entspricht, die in dem Fahrzeug angeordnet ist. With respect to the disadvantages of the cited prior art, it is an object of the present invention to provide an electric or hybrid vehicle which, in the event of a collision of the vehicle, allows control over the additional kinetic energy acting on a vehicle body that corresponds to an increase in weight associated with a battery disposed in the vehicle.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Diese Aufgabe wird mit Hilfe der Kombination der Merkmale gelöst, die in Patentanspruch 1 enthalten sind. Erfindungsgemäß ist hierzu eine Massekopplungsanordnung This object is achieved by means of the combination of the features contained in claim 1. According to the invention, this is a grounding arrangement

vorgesehen, die mit einem Masseaufnahmeelement zur Aufnahme eines Masseobjektes ausgestaltet ist, wobei ein Element existiert, das mit dem Masseaufnahmeelement verbunden ist und mit mindestens einem Kopplungsmittel versehen ist und das dazu geeignet ist, das Masseaufnahmeelement mit einer teilweise mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur zu koppeln oder zumindest teilweise von einer provided with a mass receiving element for receiving a ground object, wherein an element exists which is connected to the ground receiving element and is provided with at least one coupling means and which is adapted to couple the ground receiving element with a vehicle structure partially fixed to the vehicle or at least partially of one

Fahrzeugstruktur zu entkoppeln, wobei über das Kopplungsmittel eine Reib- oder Klemmkraft auf das Masseaufnahmeelement ausgeübt werden kann. Vorteilhaft erlaubt es die Massekopplungsanordnung über eine elektronische Ansteuerung, dass z.B. imDecoupling vehicle structure, wherein a friction or clamping force can be exerted on the mass receiving element via the coupling means. Advantageously, the grounding arrangement allows via an electronic drive, e.g. in the

Unterboden oder Tunnel eines Fahrzeugs befindliche Batteriepacks variabel und stufenlos umschaltbar zwischen starr oder nachgiebig an die Fahrzeugstruktur angebunden werden können. Mittels dieser Vorrichtung kann während der Fahrzeugkollision und während der Verzögerung des gesamten Fahrzeugs der Batterieteil insofern abgekoppelt werden, dass er in einem vorgegebenen Zeitraum nicht oder in einem definierten Maße verzögert wird. Damit wird die in diesem Zeitraum verzögerte Masse verringert. Über diese Subfloor or tunnel of a vehicle located battery packs can be variably and infinitely switchable between rigid or yielding to the vehicle structure can be connected. By means of this device, during the vehicle collision and during the deceleration of the entire vehicle, the battery part can be decoupled to the extent that it is not delayed or to a defined extent in a predetermined period of time. This reduces the mass delayed during this period. About these

Massekopplungsanordnung wird die auf das gesamte Fahrzeug wirkende Verzögerung so beeinflusst, dass die Belastung und damit die Verletzungsgefahr für die Insassen gegenüber einem Fahrzeug ohne ein solches System deutlich verringert werden. Durch die in den abhängigen Ansprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der in dem unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Grounding arrangement, the delay acting on the entire vehicle is influenced so that the load and thus the risk of injury to the occupants to a vehicle without such a system are significantly reduced. The measures mentioned in the dependent claims advantageous developments of the device specified in the independent claim are possible.

Vorteilhaft umfasst das mindestens eine Kopplungsmittel einen Aktuator, über den die Reib- und Klemmkraft einstellbar ist, die auf das Masseaufnahmeelement ausgeübt werden kann. Durch Aktuatoren kann die im Crash-Fall notwendige schnelle Schaltung zwischen gekoppelt und zumindest teilweise oder vollständig entkoppelt eingestellt werden. Das Masseobjekt kann so variabel am Fahrzeugaufbau abgestützt oder freigegeben werden. Advantageously, the at least one coupling means comprises an actuator, via which the friction and clamping force is adjustable, which can be exerted on the mass receiving element. By actuators, the necessary in the event of a crash fast circuit can be set between coupled and at least partially or completely decoupled. The mass object can be variably supported or released on the vehicle body.

Diese Aktuatoren können vorteilhafterweise elektromechanische, pyrotechnische, hydraulische oder pneumatische Aktuatoren oder auch Magnetaktuatoren sein, über die schnelle Aktuierung möglich ist. Weiterhin ist das mindestens eine Kopplungsmittel dazu ausgebildet, das These actuators may advantageously be electromechanical, pyrotechnic, hydraulic or pneumatic actuators or solenoid actuators, via the rapid actuation is possible. Furthermore, the at least one coupling means is adapted to the

Masseaufnahmeelement an der Fahrzeugstruktur des Fahrzeugs festzulegen und durch den mindestens einen Aktuator im Falle eines Aufpralls oder eines bevorstehenden Aufpralls von der Fahrzeugstruktur ganz oder zumindest teilweise zu entkoppeln. Set ground receiving element on the vehicle structure of the vehicle and completely or at least partially decoupled by the at least one actuator in the event of an impact or an impending impact of the vehicle structure.

Vorteilhafterweise erlaubt diese ganz oder zumindest teilweise Entkopplung eine Advantageously, this completely or at least partial decoupling allows one

Einflussnahme auf den Crashpuls und damit eine Modifikation der auf die Influence on the crash pulse and thus a modification of the on

Fahrzeuginsassen wirkenden Belastung. Vehicle occupant acting load.

Das mindestens eine Kopplungsmittel umfasst vorteilhafterweise Linearmotoren, The at least one coupling means advantageously comprises linear motors,

Piezoantriebe, hydraulische Steller, elektroaktive Polymere oder magnetorheologische Polymere, um eine ausreichend schnelle Aktuierung zu ermöglichen. Piezo drives, hydraulic actuators, electroactive polymers or magnetorheological polymers to allow sufficiently fast actuation.

Des Weiteren umfasst die Massekopplungsanordnung ein Element, das als Schiene, Stange oder Seil ausgeführt ist. Das Element ist mit dem Masseobjekt, welches eine Batterie sein kann, verbunden. Längskräfte (Beschleunigung, Bremsung, Crash, etc.) können über das Element (Schiene, Stange oder Seil) auf das Masseobjekt übertragen werden und mittels einer variablem Klemmverbindung am Fahrzeugaufbau abgestützt oder freigegeben werden. Furthermore, the grounding coupling arrangement comprises an element which is designed as a rail, rod or rope. The element is connected to the ground object, which may be a battery. Longitudinal forces (acceleration, braking, crash, etc.) can be transmitted via the element (rail, rod or rope) to the mass object and be supported or released by means of a variable clamp connection on the vehicle body.

Die Massekopplungsanordnung umfasst eine Führungsanordnung, die vorteilhaft als Schiene ausgeführt ist. Auf dieser Schiene oder in einem Rahmen wird das Masseobjekt z.B. reibungsarm verschiebbar zur Fahrzeuglängsachse geführt. Auftretende Seitenkräfte, wie sie beispielsweise während Kurvenfahrten auftreten, werden durch diesen Rahmen bzw. durch die Schiene bzw. das Schienensystem aufgenommen. The grounding coupling arrangement comprises a guide arrangement, which is advantageously designed as a rail. On this rail or in a frame, the mass object is, for example, guided friction-smoothly displaceable to the vehicle longitudinal axis. Occurring side forces, as they occur during cornering, for example, are absorbed by this frame or by the rail or the rail system.

Das Kopplungsmittel der Massekopplungsanordnung umfasst vorteilhaft mindestens ein Haltemittel, das als Klemmverbindung, Keilverbindung oder Kegelverbindung ausgeführt ist. Dadurch können hohe Klemmkräfte mit kleinen Aktor- bzw. Stellkräften erzeugt werden. Die Klemmverbindung basiert u.a. vorteilhaft auf dem Prinzip des Kniehebels, wodurch ebenfalls die nötigen hohen Klemmkräfte erzeugt werden können. Basis der Klemmverbindung ist eine Brems- und/oder Klemmvorrichtung zum Bremsen und/oder Klemmen einer Welle gegenüber einer Stange The coupling means of the grounding coupling arrangement advantageously comprises at least one holding means which is designed as a clamping connection, spline connection or conical connection. As a result, high clamping forces can be generated with small actuator or actuating forces. The clamp connection is based i.a. advantageous on the principle of the toggle lever, which also the necessary high clamping forces can be generated. The basis of the clamping connection is a brake and / or clamping device for braking and / or clamping a shaft relative to a rod

Das Haltemittel umfasst vorteilhafterweise hydraulische Zylinder, die an ein ABS und/oder ESP angebunden sind. So kann eine gesteuerte (modulierte) Reibungskraft hydraulisch aktiviert werden. The holding means advantageously comprises hydraulic cylinders which are connected to an ABS and / or ESP. Thus, a controlled (modulated) friction force can be activated hydraulically.

Das Haltemittel basiert vorteilhafterweise auf dem Prinzip der Spieth Hülse, wobei diese als passives Element zum Einsatz kommt und ab einer definierten Reibkraft das The holding means is advantageously based on the principle of Spieth sleeve, which is used as a passive element and from a defined friction force the

Masseobjekt freigibt. Vorteilhaft ist der Massekopplungsanordnung eine Sensoranordnung zugeordnet, die dazu ausgebildet ist, Sensordaten zu erfassen, auszuwerten und die Ergebnisse der Auswertung an ein Steuergerät weiterzuleiten, das den Aktuator steuert. Vorteilhaft werden zur Erfassung der Sensordaten Beschleunigungssensoren und/oder Mass object releases. Advantageously, the mass coupling arrangement is associated with a sensor arrangement which is designed to detect and evaluate sensor data and to forward the results of the evaluation to a control unit which controls the actuator. For the detection of the sensor data, acceleration sensors and / or sensors become advantageous

Drucksensoren verwendet. Pressure sensors used.

Vorteilhaft werden zur Erfassung der Sensordaten vorausschauende Sensoren, insbesondere laserbasierte Sensoren, Radar und / oder Videosensoren verwendet. Zur Erfassung der Sensordaten weist die Massekopplungsanordnung vorteilhafterweise eine Empfängereinheit auf, die dazu ausgebildet ist, Signale aus der Kommunikation des Fahrzeugs mit Kommunikationspartnern in einer Umgebung des Fahrzeugs zu Advantageously, forward-looking sensors, in particular laser-based sensors, radar and / or video sensors, are used to acquire the sensor data. To detect the sensor data, the grounding coupling arrangement advantageously has a receiver unit which is designed to receive signals from the communication of the vehicle with communication partners in an environment of the vehicle

empfangen. receive.

Dass Masseaufnahmeelement der Massekopplungsanordnung ist vorteilhaft mittels der Führungsanordnung in einer Längsrichtung des Fahrzeugs beweglich gelagert und kann sich somit bei Aufprall des Fahrzeugs in Fahrtrichtung verschieben. Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. The mass receiving element of the grounding coupling arrangement is advantageously movably mounted by means of the guide arrangement in a longitudinal direction of the vehicle and can thus be displaced in the direction of travel when the vehicle impacts. Further features and advantages of embodiments of the invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 : eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein Fahrzeug mit einer Massekopplungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 1 shows a schematic illustration of a cross section through a vehicle with a grounding arrangement according to an embodiment of the invention;

Fig. 2: eine schematische Darstellung einer Massekopplungsanordnung gemäß der Ausführungsform der Erfindung. 2 shows a schematic representation of a grounding arrangement according to the embodiment of the invention.

Figur 1 zeigt ein Fahrzeug 10 mit einer Massekopplungsanordnung 12 und einem Masseaufnahmeelement 14. Das Masseaufnahmeelement 14 ist geeignet, ein FIG. 1 shows a vehicle 10 with a grounding coupling arrangement 12 and a ground receiving element 14. The ground receiving element 14 is suitable

Masseobjekt 16 aufzunehmen. Das Masseobjekt 16 ist beispielsweise eine Batterie. Die Massekopplungsanordnung ist eine mechanische Vorrichtung, die es über eine elektronische Ansteuerung erlaubt, dass z.B. das im Unterboden oder Tunnel eines Fahrzeugs befindliche Batteriepack variabel und stufenlos umschaltbar zwischen starr und nachgiebig an die Fahrzeugstruktur angebunden werden kann. Das To pick up mass object 16. The ground object 16 is, for example, a battery. The grounding arrangement is a mechanical device that allows it via electronic control, e.g. the battery pack located in the underbody or tunnel of a vehicle can be variably and steplessly switched between rigid and yielding to the vehicle structure. The

Masseaufnahmelement 14 ist mit mindestens einem Kopplungsmittel 20 verbunden, wobei als Kopplungsmittel 20 Linearmotoren, Piezoantriebe, hydraulische Steller, elektroaktive Polymere oder magnetorheologische Polymere eingesetzt werden. Das Kopplungsmittel 20 umfasst mindestens einen Aktuator 22. Über diesen ist eine Reiboder Klemmkraft einstellbar, die auf das Masseaufnahmelement 14 ausgeübt werden kann. Das Kopplungsmittel 20 ist so ausgebildet, dass es das Masseaufnahmeelement 14 an der Fahrzeugstruktur des Fahrzeuges 10 festzulegt bzw. anbindet, und durch den mindestens einen Aktuator 22 im Falle eines Aufpralls oder eines bevorstehenden Aufpralls von der Fahrzeugstruktur ganz oder zumindest teilweise zu entkoppelt. Mass receiving element 14 is connected to at least one coupling means 20, being used as a coupling means 20 linear motors, piezo drives, hydraulic actuator, electroactive polymers or magnetorheological polymers. The coupling means 20 comprises at least one actuator 22 via which a frictional or clamping force is adjustable, which can be exerted on the mass-receiving element 14. The coupling means 20 is designed such that it attaches the ground receiving element 14 to the vehicle structure of the vehicle 10, and completely or at least partially decoupled from the vehicle structure by the at least one actuator 22 in the event of an impact or an impending impact.

Weiterhin weist die Massekopplungsanordnung 12 ein Element 24 auf, das als Schiene, Stange oder Seil ausgeführt ist. Die Schiene, Stange oder Seil sind mit der Masse des Batteriepacks verbunden. Längskräfte (Beschleunigen, Bremsen, Crash, etc.) können über Anschläge oder die Schiene, Stange oder das Seil übertragen und mittels einer variablen Klemmverbindung (sog. Reibgehemme bzw. Reibgesperre) am Fahrzeugbau abgestützt oder freigegeben werden. Zusätzlich dazu umfasst die Furthermore, the grounding coupling arrangement 12 comprises an element 24, which is designed as a rail, rod or rope. The rail, rod or rope are connected to the mass of the battery pack. Longitudinal forces (acceleration, braking, crash, etc.) can be transmitted via stops or the rail, rod or rope and by means of a variable clamping connection (so-called friction brake or friction lock) on the vehicle be supported or released. In addition to this includes

Massekopplungsanordnung eine Führungsanordnung 18, die als Schienensystem ausgebildet ist. Das Batteriepack ist verschiebbar zur Fahrzeuglängsachse z.B. Grounding arrangement, a guide assembly 18 which is formed as a rail system. The battery pack is displaceable to the vehicle longitudinal axis, e.g.

reibungsarm in dem Masseaufnahmeelement 14, z.B. in Form eines Rahmens, geführt und bewegt sich auf dem Schienensystem 18. Auftretende Seitenkräfte (Kurvenfahrt, etc.) werden durch den Rahmen bzw. das Schienensystem aufgenommen. Das low friction in the mass receiving element 14, e.g. in the form of a frame, guided and moves on the rail system 18. Occurring side forces (cornering, etc.) are absorbed by the frame or the rail system. The

Kopplungsmittel 20 umfasst weiterhin mindestens ein Haltemittel 23, 23a, 23b, das als Klemmverbindung, Keilverbindung oder Kegelverbindung ausgeführt ist. Diese sind geeignet, hohe Klemmkräfte mit kleinen Aktor- bzw. Stellkräften zu erzeugen. Coupling means 20 further comprises at least one holding means 23, 23 a, 23 b, which is designed as a clamping connection, spline connection or conical connection. These are suitable for generating high clamping forces with small actuator or actuating forces.

Beispielsweise werden hier geschlitzte Spannhülsen eingesetzt. Es sind auch For example, slotted clamping sleeves are used here. There are too

Klemmverbindungen 23, 23a, 23b möglich, die auf dem Prinzip des Kniehebels basieren, um hohe Klemmkräfte zu erzielen. Die im Crash-Fall notwendige schnelle Aktuierung kann beispielsweise durch einen elektromechanischen Magnetaktor erfolgen. Basis der Klemmverbindung 23, 23a, 23b ist eine Brems- und/oder Klemmvorrichtung zum Bremsen und / oder Klemmen einer Welle gegenüber einer Stange 24 oder ähnliches (Schiene, Seil), wobei die Vorrichtung betätigbare Reibgehemme umfasst. Dabei weist das Clamping 23, 23a, 23b possible based on the principle of the toggle lever to achieve high clamping forces. The necessary in the event of a crash rapid actuation can be done for example by an electromechanical magnetic actuator. The base of the clamping connection 23, 23a, 23b is a braking and / or clamping device for braking and / or clamping a shaft with respect to a rod 24 or the like (rail, rope), the device comprising actuatable Reibhememme. This shows that

Reibgehemme ein gelagertes, an die Welle anpressbares Reibelement auf, welches mit einer Reibzone über zum Beispiel Flächen- oder Linienberührung bereichsweise an der Welle anliegt. Mit diesem Prinzip lassen sich unterschiedliche schaltbare Kraftniveaus realisieren. Reibgehemme a stored, can be pressed against the shaft friction, which bears partially with a friction zone over, for example, surface or line contact on the shaft. With this principle, different switchable force levels can be realized.

Die Klemmkräfte können auch mit einer direkten Bremseinrichtung, die ebenfalls an einem Ausleger der Batterie 16 oder direkt am Batteriepack 16 angreift, variabel eingestellt werden. Die Ansteuerung und Erzeugung des Bremsdrucks erfolgt The clamping forces can also be set variably with a direct braking device, which also acts on a boom of the battery 16 or directly on the battery pack 16. The control and generation of the brake pressure takes place

beispielsweise in einem vorhandenen ABS / ESP System. Die gesteuerte (modulierte) Reibungskraft wird hydraulisch aktiviert, indem zum Beispiel eines oder mehrere Ventile eingesetzt werden, die beispielshaft aus der Ventilplatte eines ABS / ESP Systems übernommen werden. For example, in an existing ABS / ESP system. The controlled (modulated) friction force is hydraulically activated by, for example, employing one or more valves, which, for example, are taken from the valve plate of an ABS / ESP system.

Weiterhin sind Haltemittel 23, 23a, 23b einsetzbar, als passive Elemente zum Einsatz kommen und auf dem Prinzip der Spieth Hülse basieren. Bereits bei der Montage des Batteriepacks im Fahrzeug kann das Packgehäuse oder ein mit dem Gehäuse Furthermore, holding means 23, 23a, 23b can be used as passive elements are used and based on the principle of Spieth sleeve. Already during assembly of the battery pack in the vehicle, the pack housing or a with the housing

verbundenes Teil mit einer (im Wesentlichen quer zur Fahrtrichtung gerichteten) Kraft beaufschlagt werden, die über den Reibwert zwischen den angrenzenden Flächen in einer Reibkraft resultiert, welche im normalen Fahrbetrieb die Batterie hält und im Crash Fall ab einer vorgegebenen Kraftgrenze freigibt. Über den Reibwert (z.B. durch reibungserhöhende Schichten) und die Verspannung kann die Haltekraft voreingestellt/vorgegeben werden. Somit ist auch eine Variabilität / Modularität der Kraftniveaus einstellbar. connected part with a (substantially directed transversely to the direction of travel) force are applied, which results in the frictional value between the adjacent surfaces in a frictional force, which holds the battery during normal driving and releases in the event of a crash from a predetermined force limit. About the coefficient of friction (eg by friction-increasing layers) and the tension, the holding force preset / specified. Thus, a variability / modularity of the force levels is adjustable.

Als weitere Variante kann auch ein Kippglied eingesetzt werden. Die auf die Batterie 16 wirkenden Längskräfte werden im normalen Fahrbetrieb z.B. von einem Lagerbolzen aufgenommen, auf dem ein instabiles Element sitzt, das aber z.B. durch einen As a further variant, a flip-flop can be used. The longitudinal forces acting on the battery 16 are measured during normal driving, e.g. received by a bearing pin on which an unstable element sits, but which is e.g. through a

elektromagnetischen Steller in einer stabilen Position gehalten wird. Im Crash-Fall kann der Steller abgeschaltet und damit die Batterie 16 freigegeben werden. Alternativ kann das instabile Element z.B. über Federn oder eine Kombination aus Elastomeren in einer quasi stabilen Position gehalten werden, um es im Crash-Fall durch einen electromagnetic actuator is held in a stable position. In the event of a crash, the actuator can be switched off and thus the battery 16 can be released. Alternatively, the unstable element may be e.g. be held in a quasi-stable position by means of springs or a combination of elastomers, in order to stop it in the event of a crash

elektromagnetischen Steller aus dieser Position in einen instabilen Zustand zu versetzen und die Batteriemasse frei zu geben. To put electromagnetic actuator from this position in an unstable state and to release the battery mass.

Figur 2 zeigt die Massekopplungsanordnung 12 gemäß der im vorherigen Abschnitt genannten Erläuterungen zu Figur 1. Die Massekopplungsanordnung 12 ist im Fahrzeug 10 verbaut und weist ein Masseaufnahmeelement 14 auf, das zur Aufnahme einesFIG. 2 shows the grounding arrangement 12 according to the explanations relating to FIG. 1 given in the previous section. The grounding arrangement 12 is installed in the vehicle 10 and has a ground receiving element 14 which is designed to receive a

Masseobjektes 16 geeignet ist, das vorzugsweise eine Batterie oder ein Batteriepack ist. Die Massekopplungsanordnung 12 ist mit einem Element 24 verbunden, das wiederum mit dem Masseaufnahmeelement 14 verbunden ist. Das Element 24 ist als Schiene, Stange oder Seil ausgeführt. Weiterhin umfasst die Massekopplungsanordnung 12 eine Führungsanordnung 18, die z.B. als Schienensystem ausgeführt ist. Kopplungsmittel 20 sind vorgesehen, die Haltemittel 23, 23a, 23b aufweisen, wobei diese als Masseobjektes 16 is suitable, which is preferably a battery or a battery pack. The grounding assembly 12 is connected to an element 24, which in turn is connected to the ground receiving element 14. The element 24 is designed as a rail, rod or rope. Furthermore, the grounding coupling assembly 12 includes a guide assembly 18, e.g. is designed as a rail system. Coupling means 20 are provided, the holding means 23, 23 a, 23 b have, these as

Klemmverbindung, Keilverbindung oder Kegelverbindungen ausgeführt sind oder auf dem Prinzip des Kniehebels basieren. Mittels dieser Vorrichtung kann während einer Clamp, wedge or tapered joints are executed or based on the principle of the toggle lever. By means of this device can during a

Fahrzeugkollision und während der Verzögerung des gesamten Fahrzeugs der Batterieteil insofern abgekoppelt werden, dass er in einem vorgegebenen Zeitraum nicht oder in einem definierten Maß verzögert wird. Vehicle collision and decoupled during the delay of the entire vehicle, the battery part in that it is not delayed or in a defined amount in a given period.

Claims

Ansprüche claims

1 . Massekopplungsanordnung (12) für ein Fahrzeug (10) mit einem 1 . A mass coupling arrangement (12) for a vehicle (10) having a

Masseaufnahmeelement (14) zur Aufnahme eines Masseobjektes (16), mit einem Element (24), das mit dem Masseaufnahmeelement (14) verbunden ist und mit mindestens einem Kopplungsmittel (20), das dazu geeignet ist, das A mass receiving member (14) for receiving a mass object (16), comprising a member (24) connected to the mass receiving member (14) and having at least one coupling means (20) adapted thereto

Masseaufnahmeelement (14) mit einer teilweise mit dem Fahrzeug (10) fest verbundenen Fahrzeugstruktur zu koppeln oder zumindest teilweise von einer Fahrzeugstruktur zu entkoppeln, dadurch gekennzeichnet, dass über das Mass receiving element (14) with a partially fixed to the vehicle (10) firmly connected vehicle structure or at least partially decouple from a vehicle structure, characterized in that on the

Kopplungsmittel (20) eine Reib- oder Klemmkraft auf das Masseaufnahmeelement (14) ausgeübt werden kann. Coupling means (20) a frictional or clamping force on the mass receiving element (14) can be exercised.

2. Massekopplungsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Kopplungsmittel (20) mindestens einen Aktuator (22) umfasst, über den die Reib- oder Klemmkraft einstellbar ist. 2. A mass coupling arrangement according to claim 1, characterized in that the at least one coupling means (20) comprises at least one actuator (22), via which the friction or clamping force is adjustable.

3. Massekopplungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (22) ein elektromechanischer, pyrotechnischer, hydraulischer oder pneumatischer Aktuator oder ein Magnetaktuator ist. 3. Grounding arrangement according to claim 2, characterized in that the actuator (22) is an electromechanical, pyrotechnic, hydraulic or pneumatic actuator or a Magnetaktuator.

4. Massekopplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Kopplungsmittel (20) dazu ausgebildet ist, das Masseaufnahmeelement (14) an der Fahrzeugstruktur des Fahrzeugs (10) festzulegen und durch den mindestens einen Aktuator (22) im Falle eines Aufpralls oder eines bevorstehenden Aufpralls von der Fahrzeugstruktur ganz oder zumindest teilweise zu entkoppeln. 4. A mass coupling arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one coupling means (20) is adapted to fix the ground receiving element (14) on the vehicle structure of the vehicle (10) and by the at least one actuator (22) in the case of Impact or impending impact of the vehicle structure completely or at least partially decouple.

5. Massekopplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Kopplungsmittel (20) Linearmotoren, Piezoantriebe, hydraulische Steller, elektroaktive Polymere oder 5. Grounding arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one coupling means (20) linear motors, piezo drives, hydraulic actuators, electroactive polymers or

magnetorheologische Polymere umfasst. comprises magnetorheological polymers.

6. Massekopplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (24) als Schiene, Stange oder Seil ausgeführt ist. 6. grounding arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the element (24) is designed as a rail, rod or rope.

7. Massekopplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Massekopplungsanordnung eine Führungsanordnung (18) umfasst, die als Schienensystem ausgebildet ist. 7. Grounding arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the grounding coupling arrangement comprises a guide arrangement (18) which is designed as a rail system.

8. Massekopplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsmittel (20) mindestens ein Haltemittel (23, 23a, 23b) umfasst, das als Klemmverbindung, Keilverbindung oder 8. A mass coupling arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling means (20) at least one holding means (23, 23 a, 23 b) comprises, as the clamping connection, spline connection or

Kegelverbindung ausgeführt ist. Conical connection is executed.

9. Massekopplungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmverbindung (23, 23a, 23b) auf dem Prinzip des Kniehebels basiert. 9. grounding arrangement according to claim 8, characterized in that the clamping connection (23, 23 a, 23 b) based on the principle of the toggle lever.

10. Massekopplungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Haltemittel (23, 23a, 23b) hydraulische Zylinder umfasst, die an ein ABS und/oder ESP System angebunden sind. 10. A mass coupling arrangement according to claim 8, characterized in that the at least one holding means (23, 23 a, 23 b) comprises hydraulic cylinders which are connected to an ABS and / or ESP system.

1 1 . Massekopplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemittel (23, 23a, 23b) auf dem Prinzip der Spieth Hülse basieren. 1 1. Ground coupling arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the holding means (23, 23a, 23b) are based on the principle of Spieth sleeve.

12. Massekopplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Massekopplungsanordnung eine Sensoranordnung (26) zugeordnet ist, die dazu ausgebildet ist, Sensordaten zu erfassen, auszuwerten und Ergebnisse der Auswertung an ein Steuergerät (25) weiterzuleiten, das den Aktuator (22) steuert. 12. Grounding arrangement according to one of the preceding claims, wherein the mass coupling arrangement is associated with a sensor arrangement (26) which is adapted to detect sensor data, evaluate and forward results of the evaluation to a control unit (25) which controls the actuator (22).

13. Massekopplungsanordnung nach Anspruch 1 1 , wobei die Sensoranordnung (26) zur Erfassung der Sensordaten einen Beschleunigungssensor und/oder einen Drucksensor aufweist. 13. Grounding arrangement according to claim 1 1, wherein the sensor arrangement (26) for detecting the sensor data comprises an acceleration sensor and / or a pressure sensor.

14. Massekopplungsanordnung nach Anspruch 12 bis 13, wobei die Sensoranordnung (26) zur Erfassung der Sensordaten vorausschauende Sensoren, insbesondere laserbasierte Sensoren, Radar- und/oder Videosensoren aufweist. 14. A mass coupling arrangement according to claim 12 to 13, wherein the sensor arrangement (26) for detecting the sensor data comprises prospective sensors, in particular laser-based sensors, radar and / or video sensors.

15. Massekopplungsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die 15. A mass coupling arrangement according to one of claims 12 to 14, wherein the

Sensoranordnung (26) zur Erfassung der Sensordaten eine Empfängereinheit (28) aufweist, die dazu ausgebildet ist, Signale aus einer Kommunikation des Fahrzeugs (10) mit Kommunikationspartnern in einer Umgebung des Fahrzeugs (10) zu empfangen. Sensor arrangement (26) for detecting the sensor data, a receiver unit (28) which is adapted to receive signals from a communication of the Vehicle (10) with communication partners in an environment of the vehicle (10) to receive.

16. Massekopplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Masseaufnahmeelement (14) mittels der Führungsanordnung (18) in einer Längsrichtung des Fahrzeugs (10) beweglich gelagert ist. 16. A mass coupling arrangement according to one of claims 1 to 15, wherein the mass-receiving element (14) by means of the guide arrangement (18) is movably mounted in a longitudinal direction of the vehicle (10).

17. Massekopplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Masseobjekt (16) eine Batterie ist, die dazu ausgebildet ist, elektrische Energie zum Antreiben des Fahrzeugs (10) bereitzustellen. The grounding device of any one of claims 1 to 14, wherein the grounding object (16) is a battery configured to provide electrical energy for driving the vehicle (10).