WO2020234152A1 - Gruppe von kraftfahrzeugen mit einem batterieantriebsfahrzeug und/oder einem hybridantriebsfahrzeug und/oder einem brennstoffzellenantriebsfahrzeug und/oder einem verbrennungsmotorantriebsfahrzeug - Google Patents

Gruppe von kraftfahrzeugen mit einem batterieantriebsfahrzeug und/oder einem hybridantriebsfahrzeug und/oder einem brennstoffzellenantriebsfahrzeug und/oder einem verbrennungsmotorantriebsfahrzeug Download PDF

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lines
battery
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Robert Harrison
Alexander-Wilhelm Otte
Robert Loch
Christoph Warkotsch
Alexander Weingardt
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a group of motor vehicles with at least two types of vehicle from a battery drive vehicle, one
  • Hybrid propulsion vehicle a fuel cell propulsion vehicle and a
  • traction battery that is used to store electrical energy for an electric drive of the
  • Such a traction battery is made up of battery cells, which in turn are combined to form battery modules.
  • Battery cells or battery modules are accommodated in a housing that is used to protect the battery cells and contains devices that are used for air conditioning and control of the battery cells. For example is one of these
  • Battery assembly with a housing arranged in a floor area of a motor vehicle between the front and rear axles of the motor vehicle.
  • hybrid vehicles that have both an electric drive with a
  • fuel cell vehicles which, analogously to a purely battery-powered vehicle, have an electric motor for driving, a buffer battery for temporarily storing electrical energy and a
  • Fuel cells are often operated with hydrogen, which is stored under pressure in a pressure vessel.
  • the vehicles of the group of motor vehicles having a similar structure, so that their manufacture is simplified.
  • the group of motor vehicles according to the invention contains at least vehicles of two different vehicle types of the following vehicle types:
  • Floor assembly with a left side sill structure and a right Side sill structure, an upper floor and a lower floor and a center tunnel structure.
  • the floor assembly of all vehicle types of the group of motor vehicles has an energy storage space between the left
  • both drive battery lines and vehicle operating medium lines and / or vehicle E / E lines and / or interior ventilation lines run in the center tunnel structure
  • Interior ventilation lines, and a drive battery assembly is arranged in the energy storage space.
  • both drive battery lines and vehicle operating medium lines in particular a fuel line, and / or vehicle E / E lines and / or run in the center tunnel structure
  • Energy storage space is housed in a drive battery assembly.
  • Vehicle operating medium lines and / or vehicle E / E lines and / or interior ventilation and interior ventilation lines run.
  • Energy storage space is housed in a drive battery assembly.
  • Center tunnel structure vehicle resource lines in particular one
  • the energy storage space can be designed to be fluid-tight and can be delimited at the top by the upper floor and at the bottom by the lower floor.
  • the battery drive vehicle in particular has only the electric motor drive with a drive battery as an energy source and at least one electric motor for driving the vehicle.
  • the battery drive vehicle can also be referred to as a BEV vehicle, BEV standing for Battery Electric Vehicle.
  • the Battery traction vehicle has no other drive besides the
  • the hybrid drive vehicle has in particular the electric motor drive with a battery as an energy source and an electric motor as well as the
  • Internal combustion engine drive with an internal combustion engine, a fuel tank and an exhaust system is usually referred to as a hybrid drive.
  • the combination of a drive with an internal combustion engine and an electric motor is usually referred to as a hybrid drive.
  • the battery of the hybrid drive vehicle can be charged externally, for example.
  • Hybrid drive vehicle is also known as PHEV, where PHEV stands for Plugin Hybrid Electric Vehicle.
  • the fuel cell drive vehicle has in particular the fuel cell drive with the electric motor and a drive battery, which serves as an intermediate store for the electrical energy generated by a fuel cell, as well as the fuel cell and a fuel pressure container for an energy carrier, for example
  • FCEV Fuel cell drive vehicle
  • FCEV Fuel Cell Electric Vehicle
  • the internal combustion engine drive vehicle has in particular
  • Internal combustion engine drive vehicle has neither an electric motor nor a drive battery (of course, the internal combustion engine drive vehicle can have a starter battery).
  • the drive battery assembly comprising at least battery cells and / or battery modules with a plurality of battery cells, a control unit and a temperature control unit.
  • the vehicle types belong, for example, to a vehicle series and also have, for example, the same or similar chassis, the same or similar front section, the same or similar rear section, the same or similar vehicle interior, the same or similar exterior
  • the vehicle types of the group of motor vehicles with different drive concepts have a fundamentally identical floor assembly structure with side sills, lower floor, upper floor and
  • the installation space available in the base assembly is sometimes used differently for the different drive concepts. In this way, the installation space is optimally used in each vehicle in the group of vehicles, despite different drive concepts.
  • Production line for all vehicles of the group of vehicles can be produced due to the basically same structure.
  • an exhaust system is preferably arranged in the center tunnel structure.
  • Center tunnel structure arranged an exhaust system.
  • the center tunnel structures of the different types of vehicle have a mutually different construction.
  • the center tunnel structures have a different size depending on the type of vehicle.
  • a different size relates in particular to a width and / or a height of the
  • the center tunnel structure of the battery drive vehicle is smaller than the center tunnel structure of the hybrid drive vehicle, compared to the
  • Battery drive vehicle in the center tunnel structure is also arranged the exhaust system. Furthermore, the central tunnel structure of the
  • Fuel cell drive vehicle larger than that of the other types of vehicle, because of the energy storage space in which the fuel pressure vessel is housed.
  • the central tunnel structure of the vehicle types is advantageously adapted to their requirements for a size of the central tunnel structure.
  • the central tunnel structure advantageously has one or more chambers or chambers extending in the longitudinal direction of the floor assembly, in particular over an entire length of the floor assembly.
  • the chambers can be arranged one below the other and / or next to one another.
  • the chambers can be fluid-tight to one another, i. they can be separated from one another by fluid-tight walls.
  • the chamber (s) of the central tunnel structure can preferably be formed by a longitudinal beam or a plurality of longitudinal beams.
  • the chamber or chambers of the central tunnel structure can be formed by the upper floor and / or the lower floor or at least be delimited by the upper floor or the lower floor.
  • Center tunnel energy storage space that extends in the vehicle longitudinal direction, be formed.
  • the center tunnel structure can also be used to accommodate an energy storage device, as a result of which the range of the vehicle can be increased.
  • a fuel pressure container can be arranged in the center tunnel energy storage installation space of the fuel cell drive vehicle.
  • the fuel pressure tank is particularly well protected against collisions in the center tunnel structure.
  • the fuel pressure container which can be a circular cylindrical container, can have a larger diameter than if the fuel pressure container were arranged between the upper base and the lower base, so that its storage volume is increased.
  • Energy storage space of the hybrid drive vehicle at least one
  • Fuel tank or several fuel tanks can be arranged.
  • the available installation space in the base assembly can be used optimally, since less installation space is required for the drive battery assembly compared to the battery drive vehicle.
  • Internal combustion engine drive vehicle one or more fuel tanks can be arranged.
  • a fuel tank within the meaning of the invention is a fuel tank for
  • Liquid fuels such as gasoline and diesel or a gas pressure container for gaseous hydrocarbons.
  • the upper floor is designed to be fixed to the body.
  • the lower floor is designed to be fixed to the body.
  • body-proof means that the lower floor and / or the upper floor are part (s) of the
  • Body-in-white works. Components of the body-in-white are
  • the lower floor is releasably attached.
  • the upper floor can also be releasably attached.
  • the upper / lower base can have an opening in the area of
  • the opening can, for example, be closable in a fluid-tight manner by a cover.
  • the opening can extend over an entire length of the base assembly.
  • the opening facilitates access to an interior of the center tunnel structure during assembly, maintenance and repair.
  • the left side sill structure and the right side sill structure can be designed essentially identically, in particular identically, for all vehicle types of the group of motor vehicles.
  • the floor assembly has cross member structures between the left
  • Collision loads formed in the vehicle transverse direction and / or vehicle longitudinal direction For example, the side sill structure, the lower floor, the upper floor and the center tunnel structure designed to transfer collision loads.
  • the side sill structure can be used to absorb collision energy
  • Drive battery lines are, for example, power lines (especially high-voltage lines), data lines (signal or control lines) and
  • Cooling lines for cooling and / or heating (tempering) the battery cells are, for example, brake lines (hydraulic or pneumatic), fuel lines, coolant lines, compressed air lines, washing water lines.
  • Vehicle E / E lines are all electronic or
  • the drive battery or drive battery assembly can also be referred to as a traction battery or high-voltage battery (in contrast to a pure
  • the drive battery assembly is arranged in the floor assembly of the body of the motor vehicle and is thus integrated into the body.
  • the drive battery assembly is therefore not a separate, for example fluid-tight, unit that is accommodated in a housing and can then be mounted as a separate unit on the body.
  • the battery assembly is fluid-tight in the
  • Fig. 1 is a schematic sectional view of a floor assembly of a
  • Fig. 2 is a schematic sectional view of a floor assembly of a
  • FIG. 3 is a schematic sectional view of a floor assembly of a
  • Hybrid drive vehicle of a group of motor vehicles according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic sectional view of a floor assembly of a
  • Fuel cell drive vehicle of a group of motor vehicles according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic sectional view of a floor assembly of a
  • vehicle types of the group of motor vehicles exhibit
  • Floor assemblies 101, 101 ‘, 201, 301, 401 which are identical in parts and different in parts. All floor assemblies 101, 10T, 201, 301, 401 have a left side sill 3 and a right side sill 5, which are essentially identical for all types of vehicle. Furthermore, all floor assemblies 101, 10T, 201, 301, 401 have an upper floor 107, 107 ', 207, 307, 407, which is a body shell and is inextricably linked to the body, in particular the side sills 3, 5 and possibly cross members . The upper floor 107, 107 ‘, 207, 307, 407 simultaneously forms a floor for a vehicle interior, i. E. a passenger compartment.
  • all floor assemblies 101, 10T, 201, 301, 401 have a lower floor 109, 109 ', 209, 309, 409, which is an assembly part and is detachably connected to the body, in particular the side sills 3, 5 and optionally cross members .
  • the lower floor 109, 109 ‘, 209, 309, 409 is connected to the body in a fluid-tight manner.
  • the lower floor 109, 109 ‘, 209, 309, 409 can be removed in particular for maintenance and repair purposes. Furthermore, this allows during the
  • all floor assemblies 101, 10T, 201, 301, 401 have a
  • the center tunnel structure 111 In the center tunnel structure 111,
  • 11 T, 211, 311, 411 of all vehicle types run vehicle E / E lines, which are usually also referred to as a cable harness. Furthermore, 111, 111 ‘, 211, 311, 411 of all types of vehicles can be used in the center tunnel structure
  • Vehicle operating medium lines such as hydraulic or pneumatic brake lines, washing liquid lines, coolant lines, etc. run.
  • interior ventilation and interior ventilation lines e.g. an air conditioner.
  • the center tunnel structure 111, 11T, 211, 311, 411 of the vehicle types extends essentially over an entire length of the floor assembly 101, 10T, 201, 301, 401 and has several longitudinally extending ones
  • the center tunnel structure 111, 11 T, 211, 311, 411 can be formed by one or more longitudinal members. Between the left side sill 3 and the right side sill 5 and the center tunnel structure 111, 111, 211, 311, 411 extend in the figures not shown cross members, which to
  • Transmission or support of collision loads are designed in a collision of the respective motor vehicle.
  • all floor modules 101, 101 ‘, 201, 301, 401 have a left and a right closed additional installation space or energy storage installation space 113,
  • the energy storage installation spaces 113, 113 ', 213, 313, 413 are designed to be fluid-tight.
  • the energy storage space 113, 113, 213, 313, 413 is thus protected against environmental influences and likewise no substances can get from the energy storage space 113, 113, 213, 313, 413 into the environment or into the vehicle interior.
  • the floor assemblies 101, 101 ', 201, 301, 401 of all vehicle types are designed in such a way that the side sills 3 and 5 can absorb collision energy through deformation, in particular in the event of a side collision, and the structure between the side sills 3, 5 including the upper floor 107, 107' , 207, 307, 407, the lower floor 109, 109 ', 209, 309, 409, the cross members and the central tunnel structure 111, 111', 211, 311, 411 are designed to be sufficiently rigid for the transmission of collision loads.
  • the battery drive vehicle 100 has a purely electric drive with only one externally chargeable drive battery as an energy source and at least one electric motor for driving the vehicle.
  • the battery drive vehicle 100 can also be referred to as a BEV vehicle (BEV stands for Battery Electric Vehicle).
  • BEV Battery Electric Vehicle
  • the battery drive vehicle 100 has no further drive besides the electric drive.
  • a battery assembly 115 is accommodated in the energy storage spaces 113 of the battery drive vehicle 100.
  • the battery drive vehicle 100 has a body-integrated drive battery and therefore does not have a drive battery that can be mounted as a separate unit in a separate housing on the vehicle body.
  • the battery assembly 115 has a plurality of battery modules in which a multiplicity of battery cells are interconnected with one another
  • the center tunnel structure 111 of the battery drive vehicle 100 has a
  • Longitudinal beam which has a chamber extending in the longitudinal direction of the vehicle for receiving equipment lines and possibly a cable harness, i.e. Vehicle E / E lines, trains. Furthermore, in lateral areas of the
  • the battery leads include
  • High-voltage lines for driving or charging
  • low-voltage lines low-voltage lines
  • the floor assembly 10T of a battery drive vehicle 100 is shown as a variant of the floor assembly 101 of the battery drive vehicle 100. Only the difference between the base assembly 10T and the base assembly 101 is described below.
  • a center tunnel structure 11 T is designed in such a way that the center tunnel structure 11 T has one or more chambers extending in the longitudinal directions of the vehicle for receiving lines, such as operating material lines, wiring harness, battery lines, etc. only in a lower area.
  • a cross member structure for absorbing and transferring collision loads extends into
  • Vehicle longitudinal direction is possible.
  • the floor assembly 201 of a hybrid drive vehicle 200 is shown in FIG. 3.
  • the hybrid drive vehicle 200 has an electric drive with only one externally chargeable drive battery as an energy source and at least one
  • the hybrid drive vehicle has 200 an internal combustion engine for driving the vehicle and a
  • the center tunnel structure 211 there is provided a chamber formed by one or more longitudinal members and extending in the longitudinal direction over an entire length of the floor assembly 201, in which an exhaust system 231 of the internal combustion engine is arranged.
  • an exhaust system 231 of the internal combustion engine is arranged in the center tunnel structure 211.
  • the center tunnel structure 211 are in the same or a separate chamber extending over an entire length of the floor assembly 201
  • Equipment lines and a wiring harness are provided. Furthermore, battery lines preferably run in a lateral region of the center tunnel structure 211.
  • the side members of the center tunnel structure 211 are designed such that they can also transmit transverse loads via the cross members of the floor assembly 301, for example in the event of a side collision.
  • the center tunnel structure 211 is formed somewhat larger in order to provide sufficient installation space for the exhaust system 231. In particular, the center tunnel structure 211 is wider and also higher.
  • the upper floor 207 can be designed largely the same as the upper floor 107 or 107 ‘, but it differs in the middle area.
  • the upper floor 207 is not completely flat, but rather has an elevation in the middle area.
  • a battery assembly 215 is accommodated in the energy storage spaces 213 of the hybrid drive vehicle 200.
  • the hybrid drive vehicle 200 also has a body-integrated drive battery.
  • Battery assembly 215 is less than the storage capacity of the battery assembly 115 or 115 ‘.
  • Hybrid drive vehicle 200 accommodated one or more fuel tanks. Due to the greater width of the central tunnel structure 211, the energy storage spaces 213 are comparatively smaller in the transverse direction of the vehicle.
  • the floor assembly 301 of a fuel cell drive vehicle 300 is shown in FIG. 4.
  • the fuel cell drive vehicle 300 has an electric drive with a - normally not externally chargeable - drive battery as
  • the fuel cell drive vehicle 300 has a fuel cell for generating electrical energy and a pressure vessel 339 for storing hydrogen under pressure for operating the fuel cell.
  • FCEV Full Cell Electric Vehicle
  • a chamber 337 i.e., an energy storage space
  • the pressure vessel 339 of the fuel cell drive vehicle 300 is accommodated.
  • the center tunnel structure 311 protrudes due to a diameter of the
  • the pressure vessel 339 is installed in the longitudinal direction of the vehicle.
  • operating material lines and a cable harness are provided in the center tunnel structure 311 in the same or a separate chamber extending over an entire length of the floor assembly 301.
  • battery lines preferably run in a lateral region of the center tunnel structure 311.
  • the longitudinal members of the center tunnel structure 311 are designed such that they can also transmit transverse loads via cross members of the floor assembly 301, for example in the event of a side collision.
  • a fuel cell drive vehicle which is not shown in the figures, in an alternative embodiment has one or more pressure vessels that can be accommodated in the energy storage installation spaces 313.
  • FIG. 5 of the embodiment Another vehicle shown in Figure 5 of the embodiment is a
  • the Internal combustion engine drive vehicle 400 can also be referred to as an ICE vehicle (ICE stands for Internal Combustion Engine).
  • ICE Internal Combustion Engine
  • the internal combustion engine driving vehicle 400 has only one internal combustion engine for driving the vehicle and at least one
  • the internal combustion engine drive vehicle 400 has no electric drive and accordingly no battery as an energy source for driving the vehicle, i. no drive battery. It goes without saying that the internal combustion engine drive vehicle 400 can have a starter battery which, however, is considerably smaller in size than a drive battery.
  • the floor assembly 401 of the internal combustion engine drive vehicle 400 can be constructed similarly to the floor assembly 201 of the hybrid drive vehicle 200, with the difference that no battery and no battery leads are provided.
  • Internal combustion engine drive vehicle 400 can, due to the lack of a battery, correspondingly have a larger fuel tank or larger fuel tanks or one or more additional fuel tanks.
  • Operating material lines, a cable harness and an exhaust system 431 are accommodated in a center tunnel structure 411 of the internal combustion engine drive vehicle 400.
  • vehicle lines are shown by way of example in the center tunnel structure as circular disks, which, however, are not provided with reference symbols and their type is not specified in more detail. There are a variety of
  • Center tunnel structure and possibly in one of the center tunnel structure

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Abstract

Die erfindungsgemäße Gruppe von Kraftfahrzeugen enthält zumindest Fahrzeuge von zwei unterschiedlichen Fahrzeugarten der folgenden Fahrzeugarten enthält: - ein Batterieantriebsfahrzeug mit nur einem Elektromotorantrieb, - ein Hybridantriebsfahrzeug mit einem Elektromotorantrieb und einem Verbrennungsmotorantrieb, - ein Brennstoffzellenantriebsfahrzeug mit einem Brennstoffzellenantrieb, und - ein Verbrennungsmotorantriebsfahrzeug mit nur einem Verbrennungsmotorantrieb. Alle Fahrzeugarten der Gruppe von Kraftfahrzeugen weisen eine Bodenbaugruppe mit einer linken Seitenschwellerstruktur und einer rechten Seitenschwellerstruktur, einem oberen Boden und einem unteren Boden sowie einer Mitteltunnelstruktur auf.

Description

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Gruppe von Kraftfahrzeugen mit einem Batterieantriebsfahrzeug und/oder einem Hybridantriebsfahrzeug und/oder einem Brennstoffzellenantriebsfahrzeug und/oder einem Verbrennungsmotorantriebsfahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gruppe von Kraftfahrzeugen mit zumindest zwei Fahrzeugarten von einem Batterieantriebsfahrzeug, einem
Hybridantriebsfahrzeug, einem Brennstoffzellenantriebsfahrzeug und einem
Verbrennungsmotorantriebsfahrzeug.
Kraftfahrzeuge mit unterschiedlichen Antriebsarten sind bekannt. Diese Fahrzeuge haben entsprechend der Antriebart eine daraufhin ausgelegte Architektur.
Bekannte Elektrofahrzeuge weisen eine sogenannte Traktionsbatterie auf, die zur Speicherung von elektrischer Energie für einen Elektroantrieb des
Elektrokraftfahrzeugs dient. Eine derartige Traktionsbatterie ist aus Batteriezellen aufgebaut, die wiederum zu Batteriemodulen zusammengefasst sind. Die
Batteriezellen bzw. Batteriemodule sind in einem Gehäuse untergebracht, das zum Schutz der Batteriezellen dient und Vorrichtungen enthält, die der Klimatisierung und Steuerung der Batteriezellen dient. Zum Beispiel ist eine derartige
Batteriebaugruppe mit einem Gehäuse in einem Bodenbereich eines Kraftfahrzeugs zwischen Vorder- und Hinterachse des Kraftfahrzeugs angeordnet. Ferner gibt es Hybridfahrzeuge, die sowohl einen Elektroantrieb mit einem
Elektromotor und einer Traktionsbatterie als auch einen Verbrennungsmotor mit entsprechender Abgasanlage aufweisen.
Darüber hinaus sind Brennstoffzellenfahrzeuge bekannt, die analog einem rein batterieelektrisch angetriebenen Fahrzeug, einen Elektromotor zum Antrieb, eine Pufferbatterie zum Zwischenspeichern von elektrischer Energie sowie eine
Brennstoffzelle zum Erzeugen von elektrischer Energie aufweisen. Die
Brennstoffzelle wird dabei häufig mit Wasserstoff betrieben, der unter Druck in einem Druckbehälter gespeichert ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gruppe von Kraftfahrzeugen mit zumindest zwei Fahrzeugarten - d.h. zwei unterschiedlichen Antriebsarten - von einem Batterieantriebsfahrzeug, einem Hybridantriebsfahrzeug, einem
Brennstoffzellenantriebsfahrzeug und einem Verbrennungsmotorantriebsfahrzeug zu schaffen, wobei die Fahrzeuge der Gruppe von Kraftfahrzeugen einen ähnlichen Aufbau aufweisen, so dass deren Fertigung vereinfacht ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Gruppe von Kraftfahrzeugen gelöst, die die
Merkmale von Patentanspruch 1 aufweist. Bevorzugte Weiterbildungen der
Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen genannt.
Die erfindungsgemäße Gruppe von Kraftfahrzeugen enthält zumindest Fahrzeuge von zwei unterschiedlichen Fahrzeugarten der folgenden Fahrzeugarten:
- ein Batterieantriebsfahrzeug mit nur einem Elektromotorantrieb,
- ein Hybridantriebsfahrzeug mit einem Elektromotorantrieb und einem Verbrennungsmotorantrieb,
- ein Brennstoffzellenantriebsfahrzeug mit einem Brennstoffzellenantrieb, und
- ein Verbrennungsmotorantriebsfahrzeug mit nur einem
Verbrennungsmotorantrieb.
Alle Fahrzeugarten der Gruppe von Kraftfahrzeugen weisen eine
Bodenbaugruppe mit einer linken Seitenschwellerstruktur und einer rechten Seitenschwellerstruktur, einem oberen Boden und einem unteren Boden sowie einer Mitteltunnelstruktur auf.
Die Bodenbaugruppe aller Fahrzeugarten der Gruppe von Kraftfahrzeugen weist einen Energiespeicherbauraum auf, der zwischen der linken
Seitenschwellerstruktur und der Mitteltunnelstruktur sowie der rechten
Seitenschwellerstruktur und der Mitteltunnelstruktur angeordnet ist.
Bei dem Batterieantriebsfahrzeug verlaufen in der Mitteltunnelstruktur sowohl Antriebsbatterieleitungen als auch Fahrzeugbetriebsmittelleitungen und/oder Fahrzeug-E/E-Leitungen und/oder Innenraumentlüftungs- und
Innenraumbelüftungsleitungen, und in dem Energiespeicherbauraum ist eine Antriebsbatteriebaugruppe angeordnet.
Bei dem Hybridantriebsfahrzeug verlaufen in der Mitteltunnelstruktur sowohl Antriebsbatterieleitungen als auch Fahrzeugbetriebsmittelleitungen, insbesondere eine Kraftstoffleitung, und/oder Fahrzeug-E/E-Leitungen und/oder
Innenraumentlüftungs- und Innenraumbelüftungsleitungen. In dem
Energiespeicherbauraum ist eine Antriebsbatteriebaugruppe untergebracht.
Bei dem Brennstoffzellenantriebsfahrzeug verlaufen in der
Mitteltunnelstruktur sowohl Antriebsbatterieleitungen als auch
Fahrzeugbetriebsmittelleitungen und/oder Fahrzeug-E/E-Leitungen und/oder Innenraumentlüftungs- und Innenraumbelüftungsleitungen verlaufen. In dem
Energiespeicherbauraum ist eine Antriebsbatteriebaugruppe untergebracht.
Bei dem Verbrennungsmotorantriebsfahrzeug verlaufen in der
Mitteltunnelstruktur Fahrzeugbetriebsmittelleitungen, insbesondere eine
Kraftstoffleitung, und/oder Fahrzeug-E/E-Leitungen und/oder Innenraumentlüftungs und Innenraumbelüftungsleitungen.
Der Energiespeicherbauraum kann fluiddicht ausgeführt sein und kann oben durch den oberen Boden und unten durch den unteren Boden begrenzt sein.
Das Batterieantriebsfahrzeug hat insbesondere nur den Elektromotorantrieb mit einer Antriebsbatterie als Energiequelle und zumindest einen Elektromotor zum Antrieb des Fahrzeugs. Das Batterieantriebsfahrzeug kann auch als BEV-Fahrzeug bezeichnet werden, wobei BEV für Battery Electric Vehicle steht. Das Batterieantriebsfahrzeug hat keinen weiteren Antrieb neben dem
Elektromotorantrieb.
Das Hybridantriebsfahrzeug hat insbesondere den Elektromotorantrieb mit einer Batterie als Energiequelle und einem Elektromotor sowie den
Verbrennungsmotorantrieb mit einem Verbrennungsmotor, einem Kraftstoffbehälter und einer Abgasanlage. Die Kombination aus einem Antrieb mit Verbrennungsmotor und Elektromotor wird üblicherweise als Hybridantrieb bezeichnet. Die Batterie des Hybridantriebsfahrzeugs ist beispielsweise extern aufladbar. Ein derartiges
Hybridantriebsfahrzeug wird auch als PHEV bezeichnet, wobei PHEV für Plugin Hybrid Electric Vehicle steht.
Das Brennstoffzellenantriebsfahrzeug hat insbesondere den Brennstoffzellenantrieb mit dem Elektromotor und einer Antriebsbatterie, die als Zwischenspeicher der von einer Brennstoffzelle erzeugten elektrischen Energie dient, sowie der Brennstoffzelle und einem Brennstoffdruckbehälter für einen Energieträger, beispielsweise
Wasserstoff, zum Betrieb der Brennstoffzelle. Ein derartiges
Brennstoffzellenantriebsfahrzeug wird auch als FCEV bezeichnet, wobei FCEV für Fuel Cell Electric Vehicle steht.
Das Verbrennungsmotorantriebsfahrzeug hat insbesondere den
Verbrennungsmotorantrieb mit nur einem Verbrennungsmotor, einem
Kraftstoffbehälter und einer Abgasanlage und keinem weiteren Antrieb. Das
Verbrennungsmotorantriebsfahrzeug hat weder einen Elektromotor noch eine Antriebsbatterie (selbstverständlich kann das Verbrennungsmotorantriebsfahrzeug eine Starterbatterie aufweisen).
Mit Ausnahme des Verbrennungsmotorantriebsfahrzeugs weisen alle Fahrzeugarten der Gruppe von Kraftfahrzeugen eine Antriebsbatteriebaugruppe auf, wobei die Antriebsbatteriebaugruppe zumindest Batteriezellen und/oder Batteriemodule mit einer Vielzahl von Batteriezellen, eine Steuereinheit sowie eine Temperiereinheit umfasst. Die Fahrzeugarten gehören beispielsweise einer Fahrzeugbaureihe an und haben beispielsweise auch ein gleiches bzw. ähnliches Fahrwerk, einen gleichen oder ähnlichen Vorderwagen, einen gleichen oder ähnlichen Hinterwagen, einen gleichen oder ähnlichen Fahrzeuginnenraum, eine gleiche oder ähnliche äußere
Karosserieform usw.
Erfindungsgemäß haben die Fahrzeugarten der Gruppe von Kraftfahrzeugen mit unterschiedlichen Antriebskonzepten einen grundsätzlicher gleichen Aufbau der Bodenbaugruppe mit Seitenschwellern, unterem Boden, oberen Boden und
Mitteltunnelstruktur. Dies ermöglicht eine effiziente Entwicklung und Konstruktion der Fahrzeugarten der Gruppe von Fahrzeugen mit unterschiedlichen
Antriebskonzepten. In der Bodenbaugruppe zur Verfügung stehender Bauraum wird bei den unterschiedlichen Antriebskonzepten teilweise unterschiedlich genutzt. So wird der Bauraum trotz unterschiedlicher Antriebskonzepte bei jedem Fahrzeug der Gruppe von Fahrzeugen optimal ausgenutzt. Die Fahrzeuge mit den
unterschiedlichen Antriebskonzepten unterscheiden sich karosserieseitig möglichst wenig, so dass ein Anteil an Gleichteilen möglichst groß ist, und hiermit Kosten der Gruppe von Fahrzeugen reduziert sind. Ferner kann die erfindungsgemäße Gruppe von Fahrzeugen trotz unterschiedlicher Antriebskonzepte effizient in einer
Fertigungsstraße für alle Fahrzeuge der Gruppe von Fahrzeugen aufgrund des prinzipiell gleichen Aufbaus hergestellt werden.
Bevorzugt ist bei dem Hybridantriebsfahrzeug in der Mitteltunnelstruktur eine Abgasanlage angeordnet.
Ferner ist bei dem Verbrennungsmotorantriebsfahrzeug bevorzugt in der
Mitteltunnelstruktur eine Abgasanlage angeordnet.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Gruppe von Kraftfahrzeugen weisen die Mitteltunnelstrukturen der unterschiedlichen Fahrzeugarten eine zueinander unterschiedliche Konstruktion auf. Insbesondere haben die Mitteltunnelstrukturen abhängig von der Fahrzeugart eine unterschiedliche Größe. Eine unterschiedliche Größe bezieht sich insbesondere auf eine Breite und/oder eine Höhe der
Mitteltunnelstruktur. Die Mitteltunnelstruktur des Batterieantriebsfahrzeugs ist hierbei kleiner als die Mitteltunnelstruktur des Hybridantriebsfahrzeugs, bei dem gegenüber dem
Batterieantriebsfahrzeug in der Mitteltunnelstruktur zusätzlich die Abgasanlage angeordnet ist. Ferner ist die Mitteltunnelstruktur des
Brennstoffzellenantriebsfahrzeugs größer als die der anderen Fahrzeugarten, wegen des Energiespeicherbauraums, in dem der Brennstoffdruckbehälter untergebracht ist. Insgesamt ist die Mitteltunnelstruktur der Fahrzeugarten vorteilhaft an deren Anforderungen an eine Größe der Mitteltunnelstruktur angepasst.
Vorteilhaft hat die Mitteltunnelstruktur eine oder mehrere sich in Längsrichtung der Bodenbaugruppe, insbesondere über eine gesamte Länge der Bodenbaugruppe, erstreckende Kammer bzw. Kammern. Die Kammern können untereinander und/oder nebeneinander angeordnet sein.
Die Kammern können zueinander fluiddicht ausgebildet sein, d.h. sie können durch fluiddichte Wände voneinander abgetrennt sein.
Bevorzugt kann/können die Kammer/Kammern der Mitteltunnelstruktur durch einen Längsträger oder mehrere Längsträger ausgebildet sein. Zusätzlich kann/können die Kammer bzw. die Kammern der Mitteltunnelstruktur durch den oberen Boden und/oder den unteren Boden ausgebildet sein oder zumindest durch den oberen Boden bzw. den unteren Boden begrenzt sein.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann in der Mitteltunnelstruktur ein
Mitteltunnelenergiespeicherbauraum, der sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt, ausgebildet sein.
Hierdurch kann auch die Mitteltunnelstruktur zur Aufnahme eines Energiespeichers genutzt werden, wodurch eine Reichweite des Fahrzeugs vergrößert werden kann.
In dem Mitteltunnelenergiespeicherbauraum des Brennstoffzellenantriebsfahrzeugs kann beispielsweise ein Brennstoffdruckbehälter angeordnet sein. Der Brennstoffdruckbehälter ist in der Mitteltunnelstruktur besonders sicher vor Kollisionen geschützt. Ferner kann hierdurch der Brennstoffdruckbehälter, der ein kreiszylindrischer Behälter sein kann, einen größeren Durchmesser aufweisen, als wenn der Brennstoffdruckbehälter zwischen dem oberen Boden und dem unteren Boden angeordnet würde, so dass dessen Speichervolumen vergrößert ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann/können ferner in dem
Energiespeicherbauraum des Hybridantriebsfahrzeugs zumindest ein
Kraftstoffbehälter oder auch mehrere Kraftstoffbehälter angeordnet sein.
Hierdurch kann der vorhandene Bauraum in der Bodenbaugruppe optimal genutzt werden, da im Vergleich zum Batterieantriebsfahrzeug weniger Bauraum für die Antriebsbatteriebaugruppe erforderlich ist.
Ferner kann/können in dem Energiespeicherbauraum des
Verbrennungsmotorantriebsfahrzeugs ein oder mehrere Kraftstoffbehälter angeordnet sein.
Ein Kraftstoffbehälter im Sinne der Erfindung ist ein Kraftstoffbehälter für
Flüssigkraftstoffe wie Benzin und Diesel oder auch ein Gasdruckbehälter für gasförmige Kohlenwasserstoffe.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Gruppe von Kraftfahrzeugen ist der obere Boden karosseriefest ausgebildet. Ebenso kann der untere Boden
karosseriefest ausgebildet sein.
Der Ausdruck„karosseriefest“ bedeutet, dass es sich bei dem unteren Boden und/oder dem oberen Boden um einen Bestandteil/ Bestandteile des
Karosserierohbaus handelt. Bestandteile des Karosserierohbaus sind,
beispielsweise durch Schweißen oder Kleben, im Wesentlichen unlösbar miteinander verbunden. Hierdurch ist eine Fertigung vereinfacht und es werden entsprechend Montageteile vermieden. Auch unter Gesichtspunkten einer Steifigkeit und Kollisionsfestigkeit der Bodenbaugruppe ist eine karosseriefeste Anordnung vorteilhaft. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Gruppe von Kraftfahrzeugen ist der untere Boden lösbar befestigt. Ebenso kann der obere Boden lösbar befestigt sein.
Dies erleichtert den Zugang zu dem Inneren der Bodenbaugruppe bei Montage (Fertigung), Wartung und Reparatur des Kraftfahrzeugs.
Ferner kann der obere/untere Boden eine Öffnung im Bereich der
Mitteltunnelstruktur aufweisen. Die Öffnung kann durch einen Deckel beispielsweise fluiddicht verschließbar sein. Die Öffnung kann sich über eine gesamte Länge der Bodenbaugruppe erstrecken.
Die Öffnung erleichtert einen Zugang zu einem Inneren der Mitteltunnelstruktur bei Montage, Wartung und Reparatur.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Gruppe von Kraftfahrzeugen können die linke Seitenschwellerstruktur und die rechte Seitenschwellerstruktur für alle Fahrzeugarten der Gruppe von Kraftfahrzeugen im Wesentlichen gleich, insbesondere identisch, ausgeführt sein.
Hierdurch sind durch Gleichteile Fertigungskosten verringert.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Gruppe von Kraftfahrzeugen weist die Bodenbaugruppe Querträgerstrukturen zwischen der linken
Seitenschwellerstruktur und der Mitteltunnelstruktur sowie zwischen der rechten Seitenschwellerstruktur und der Mitteltunnelstruktur auf.
Hierdurch können Kollisionslasten in Fahrzeugquerrichtung übertragen werden und der Energiespeicherbauraum ist hinreichend gegenüber Verformung geschützt.
Vorteilhaft ist die Bodenbaugruppe zur Aufnahme und Übertragung von
Kollisionslasten in Fahrzeugquerrichtung und/oder Fahrzeuglängsrichtung ausgebildet. Beispielsweise sind die Seitenschwellerstruktur, der untere Boden, der obere Boden und die Mitteltunnelstruktur derart konstruiert, dass sie Kollisionslasten übertragen können.
Die Seitenschwellstruktur kann zur Absorption von Kollisionsenergie durch
Verformung ausgebildet sein.
In der Mitteltunnelstruktur können alle genannten Fahrzeugleitungen, die zwischen einem vorderen Bereich und einem hinteren Bereich des Fahrzeugs verlaufen, sowie alle internen Leitungen der Antriebsbatteriebaugruppe platzsparend zentral untergebracht sein. Dies ist insbesondere unter Fertigungs-, Reparatur- und Wartungsgesichtspunkten vorteilhaft. Ferner sind die entsprechenden Leitungen bei einer Seitenkollision des Kraftfahrzeugs gut geschützt, weil sie von den
Seitenschwellerstrukturen beabstandet sind. Darüber hinaus beeinträchtigen die so angeordneten Leitungen auch nicht einen Fahrzeuginnenraum (Fahrgastzelle) oberhalb der Bodenbaugruppe, d.h. oberhalb des oberen Bodens.
Antriebsbatterieleitungen sind beispielsweise Stromleitungen (insbesondere Hochvoltleitungen), Datenleitungen (Signal- bzw. Steuerleitungen) und
Kühlleitungen zur Kühlung und/oder Erwärmung (Temperierung) der Batteriezellen. Fahrzeugbetriebsmittelleitungen sind beispielsweise Bremsleitungen (hydraulisch oder pneumatisch), Kraftstoffleitungen, Kühlmittelleitungen, Druckluftleitungen, Waschwasserleitungen. Fahrzeug-E/E-Leitungen sind alle Elektronik- bzw.
Elektrikleitungen, die im Kraftfahrzeug in einem sogenannten Kabelbaum
zusammengefasst sein können und von einem vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs zu einem hinteren Bereich des Kraftfahrzeugs verlaufen.
Die Antriebsbatterie bzw. Antriebsbatteriebaugruppe kann auch als Traktionsbatterie oder Hochvoltspeicher bezeichnet werden (im Unterschied zu einer reinen
Starterbatterie). Die Antriebsbatteriebaugruppe ist in der Bodenbaugruppe der Karosserie des Kraftfahrzeugs angeordnet und damit karosserieintegriert. Die Antriebsbatteriebaugruppe ist damit keine separate, beispielsweise fluiddichte, Einheit, die in einem Gehäuse untergebracht und dann als separate Einheit an der Karosserie montierbar ist. Die Batteriebaugruppe ist fluiddicht in der
Bodenbaugruppe untergebracht. io
Hierdurch ist ein Fluidaustausch zwischen der Antriebsbatteriebaugruppe und dem
Fahrzeuginnenraum bzw. einer Kraftfahrzeugumgebung unterbunden.
Vorstehend aufgeführte Weiterbildungen der Erfindung können soweit möglich und sinnvoll beliebig miteinander kombiniert werden.
Es folgt eine Kurzbeschreibung der Zeichnungen.
Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht einer Bodenbaugruppe eines
Batterieantriebsfahrzeugs einer Gruppe von Kraftfahrzeugen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine schematische Schnittansicht einer Bodenbaugruppe eines
alternativen Batterieantriebsfahrzeugs einer Gruppe von Kraftfahrzeugen gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 ist eine schematische Schnittansicht einer Bodenbaugruppe eines
Hybridantriebsfahrzeugs einer Gruppe von Kraftfahrzeugen gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 ist eine schematische Schnittansicht einer Bodenbaugruppe eines
Brennstoffzellenantriebsfahrzeugs einer Gruppe von Kraftfahrzeugen gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 ist eine schematische Schnittansicht einer Bodenbaugruppe eines
Verbrennungsmotorantriebsfahrzeugs einer Gruppe von Kraftfahrzeugen gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Es folgt eine detaillierte Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren 1 bis 5.
Eine Gruppe von Kraftfahrzeugen gemäß dem Ausführungsbeispiel weist die
Fahrzeugarten Batterieantriebsfahrzeug (100, 100‘), Hybridantriebsfahrzeug (200), Brennstoffzellenantriebsfahrzeug (300) und Verbrennungsmotorantriebsfahrzeug (400). Die Fahrzeugarten der Gruppe von Kraftfahrzeugen weisen
Bodenbaugruppen 101 , 101‘, 201 , 301 , 401 auf, die in Teilen identisch und in Teilen unterschiedlich ausgeführt sind. Alle Bodenbaugruppen 101 , 10T, 201 , 301 , 401 weisen einen linken Seitenschweller 3 und eine rechten Seitenschweller 5 auf, die für alle Fahrzeugarten im Wesentlichen identisch ausgeführt sind. Ferner weisen alle Bodenbaugruppen 101 , 10T, 201 , 301 , 401 einen oberen Boden 107, 107‘, 207, 307, 407 auf, der ein Karosserierohbauteil ist und unlösbar mit der Karosserie, insbesondere den Seitenschwellern 3, 5 und gegebenenfalls Querträgern, verbunden ist. Der obere Boden 107, 107‘, 207, 307, 407 bildet gleichzeitig einen Boden für einen Fahrzeuginnenraum, d.h. einer Fahrgastzelle. Ferner weisen alle Bodenbaugruppen 101 , 10T, 201 , 301 , 401 einen unteren Boden 109, 109‘, 209, 309, 409 auf, der ein Montageteil ist und lösbar mit der Karosserie, insbesondere den Seitenschwellern 3, 5 und gegebenenfalls Querträgern, verbunden ist. Der untere Boden 109, 109‘, 209, 309, 409 ist fluiddicht mit der Karosserie verbunden. Der untere Boden 109, 109‘, 209, 309, 409 kann insbesondere zu Wartungs- und Reparaturzwecken entfernt werden. Ferner können hierdurch während der
Fertigung des Kraftfahrzeugs Montageteile in der Bodenbaugruppe 101 , 10T, 201 , 301 , 401 montiert werden.
Ferner weisen alle Bodenbaugruppen 101 , 10T, 201 , 301 , 401 eine
Mitteltunnelstruktur 111, 111‘, 211 , 311 , 411 auf. In der Mitteltunnelstruktur 111 ,
11 T, 211 , 311 , 411 aller Fahrzeugarten verlaufen Fahrzeug-E/E-Leitungen, die üblicherweise auch als Kabelbaum bezeichnet werden. Ferner können in der Mitteltunnelstruktur 111, 111‘, 211 , 311 , 411 aller Fahrzeugarten
Fahrzeugbetriebsmittelleitungen, wie Hydraulik- oder Pneumatikbremsleitungen, Waschflüssigkeitsleitungen, Kühlflüssigkeitsleitungen usw. verlaufen. Ebenso können in der Mitteltunnelstruktur 111 , 11 T, 211 , 311 , 411 aller Fahrzeugarten Innenraumentlüftungs- und Innenraumbelüftungsleitungen z.B. einer Klimaanlage verlaufen. Die Mitteltunnelstruktur 111 , 11 T, 211 , 311 , 411 der Fahrzeugarten erstreckt sich im Wesentlichen über eine gesamte Länge der Bodenbaugruppe 101 , 10T, 201 , 301 , 401 und weist mehrere sich in Längsrichtung erstreckende
Kammern auf. Die Mitteltunnelstruktur 111 , 11 T, 211 , 311 , 411 kann durch einen oder mehrere Längsträger ausgebildet sein. Zwischen dem linken Seitenschweller 3 bzw. dem rechten Seitenschweller 5 und der Mitteltunnelstruktur 111 , 111 211 , 311 , 411 erstrecken sich in den Figuren nicht gezeigte Querträger, die zur
Übertragung bzw. Abstützen von Kollisionslasten bei einer Kollision des jeweiligen Kraftfahrzeugs ausgelegt sind.
Ferner weisen alle Bodenbaugruppen 101 , 101‘, 201 , 301 , 401 einen linken und einen rechten geschlossenen Zusatzbauraum bzw. Energiespeicherbauraum 113,
113‘, 213, 313, 413 auf, die durch die Mitteltunnelstruktur 111 , 111', 211 , 311 , 411, den linken Seitenschweller 3 bzw. den rechten Seitenschweller 5, den oberen Boden 107, 107‘, 207, 307, 407 und den unteren Boden 109, 109‘, 209, 309, 409 begrenzt sind. Die Energiespeicherbauräume 113, 113‘, 213, 313, 413 sind fluiddicht ausgeführt. Somit ist der Energiespeicherbauraum 113, 113‘, 213, 313, 413 gegenüber Umgebungseinflüssen geschützt und ebenso können keine Stoffe aus dem Energiespeicherbauraum 113, 113‘, 213, 313, 413 in die Umgebung oder in den Fahrzeuginnenraum gelangen.
Die Bodenbaugruppen 101 , 101‘, 201 , 301 , 401 aller Fahrzeugarten sind derart ausgebildet, dass die Seitenschweller 3 und 5 Kollisionsenergie insbesondere bei einer Seitenkollision durch Verformung absorbieren können und die Struktur zwischen den Seitenschwellern 3, 5 einschließlich des oberen Bodens 107, 107‘, 207, 307, 407, des unteren Bodens 109, 109‘, 209, 309, 409, der Querträger und der Mitteltunnelstruktur 111 , 111‘, 211 , 311 , 411 hinreichend steif zur Übertragung von Kollisionslasten ausgebildet sind.
In Fig. 1 ist die Bodenbaugruppe 101 des Batterieantriebsfahrzeugs 100 gezeigt. Das Batterieantriebsfahrzeug 100 hat einen rein elektrischen Antrieb mit lediglich einer extern aufladbaren Antriebsbatterie als Energiequelle und zumindest einem Elektromotor zum Antrieb des Fahrzeugs. Das Batterieantriebsfahrzeug 100 kann auch als BEV-Fahrzeug (BEV steht für Battery Electric Vehicle) bezeichnet sein. Das Batterieantriebsfahrzeug 100 hat keinen weiteren Antrieb neben dem elektrischen Antrieb.
In den Energiespeicherräumen 113 des Batterieantriebsfahrzeugs 100 ist eine Batteriebaugruppe 115 untergebracht. Somit hat das Batterieantriebsfahrzeug 100 eine karosserieintegrierte Antriebsbatterie und hat damit keine Antriebsbatterie, die als separate Einheit in einem separaten Gehäuse an der Fahrzeugkarosserie montierbar ist. Die Batteriebaugruppe 115 weist mehrere Batteriemodule, in denen eine Vielzahl von Batteriezellen miteinander verschaltet ist, eine
Leistungssteuereinheit und eine Kühleinheit zum Temperieren der Batteriemodule auf.
Die Mitteltunnelstruktur 111 des Batterieantriebsfahrzeugs 100 weist einen
Längsträger auf, der eine sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Kammer zur Aufnahme von Betriebsmittelleitungen und gegebenenfalls einem Kabelbaum, d.h. Fahrzeug-E/E-Leitungen, ausbildet. Ferner sind in seitlichen Bereichen der
Mitteltunnelstruktur 111 links und rechts des Längsträgers Batterieleitungen der Batteriebaugruppe 115 untergebracht. Die Batterieleitungen umfassen
Hochspannungsleitungen (Hochvoltleitungen) für den Antrieb bzw. zum Laden, Niederspannungsleitungen (Niedervoltleitungen) zur Steuerung der
Batteriebaugruppe 115 und Kühlleitungen mit einem Kühlmittel zum Temperieren der Batteriemodule.
In Fig. 2 ist die Bodenbaugruppe 10T eines Batterieantriebsfahrzeugs 100‘ als Variante zu der Bodenbaugruppe 101 des Batterieantriebsfahrzeugs 100 gezeigt. Nachfolgend ist lediglich der Unterschied zwischen der Bodenbaugruppe 10T und der Bodenbaugruppe 101 beschrieben. Eine Mitteltunnelstruktur 11 T ist hierbei derart ausgebildet, dass die Mitteltunnelstruktur 11 T nur in einem unteren Bereich eine oder mehrere sich in Fahrzeuglängsrichtungen erstreckende Kammern zur Aufnahme von Leitungen, wie Betriebsmittelleitungen, Kabelbaum, Batterieleitungen usw. aufweist. In einer oberen Hälfte der Mitteltunnelstruktur erstreckt sich eine Querträgerstruktur zur Aufnahme und Übertragung von Kollisionslasten in
Fahrzeugquerrichtung, so dass hier keine durchgängige Leitungsführung in
Fahrzeuglängsrichtung möglich ist.
In Fig. 3 ist die Bodenbaugruppe 201 eines Hybridantriebsfahrzeugs 200 gezeigt. Das Hybridantriebsfahrzeug 200 hat einen elektrischen Antrieb mit lediglich einer extern aufladbaren Antriebsbatterie als Energiequelle und zumindest einen
Elektromotor zum Antrieb des Fahrzeugs. Ferner hat das Hybridantriebsfahrzeug 200 einen Verbrennungsmotor zum Antrieb des Fahrzeugs und einen
entsprechenden Kraftstoffbehälter als Energiespeicher.
Nachfolgend ist lediglich der Unterschied zwischen der Bodenbaugruppe 101 und der Bodenbaugruppe 201 beschrieben. In der Mitteltunnelstruktur 211 ist eine durch einen oder mehrere Längsträger ausgebildete sich in Längsrichtung über eine gesamte Länge der Bodenbaugruppe 201 erstreckende Kammer vorgesehen, in der eine Abgasanlage 231 des Verbrennungsmotors angeordnet ist. Zusätzlich sind in der Mitteltunnelstruktur 211 in der gleichen oder einer separaten sich über eine gesamte Länge der Bodenbaugruppe 201 erstreckenden Kammer
Betriebsmittelleitungen sowie ein Kabelbaum vorgesehen. Ferner verlaufen bevorzugt in einem seitlichen Bereich der Mitteltunnelstruktur 211 Batterieleitungen. Die Längsträger der Mitteltunnelstruktur 211 sind derart ausgelegt, dass sie auch über die Querträger der Bodenbaugruppe 301 Querlasten beispielsweise bei einer Seitenkollision übertragen können.
Die Mitteltunnelstruktur 211 ist im Unterschied zu den Mitteltunnelstrukturen 111 und 111‘ etwas größer ausgebildet, um ausreichend Bauraum für die Abgasanlage 231 bereitzustellen. Insbesondere ist die Mitteltunnelstruktur 211 breiter und auch höher.
Der obere Boden 207 kann zu großen Teilen gleich dem oberen Boden 107 oder 107‘ ausgeführt sein, er unterscheidet sich jedoch im mittleren Bereich.
Insbesondere ist der obere Boden 207 nicht vollständig eben ausgeführt, sondern weist im mittleren Bereich eine Erhöhung auf.
In den Energiespeicherräumen 213 des Hybridantriebsfahrzeugs 200 ist eine Batteriebaugruppe 215 untergebracht. Somit hat auch das Hybridantriebsfahrzeug 200 eine karosserieintegrierte Antriebsbatterie. Eine Speicherkapazität der
Batteriebaugruppe 215 ist geringer als die Speicherkapazität der Batteriebaugruppe 115 bzw. 115‘.
Ferner ist bzw. sind in den Energiespeicherräumen 213 des
Hybridantriebsfahrzeugs 200 ein oder mehrere Kraftstoffbehälter untergebracht. Aufgrund der größeren Breite der Mitteltunnelstruktur 211 sind die Energiespeicherräume 213 in Fahrzeugquerrichtung vergleichsweise kleiner.
In Fig. 4 ist die Bodenbaugruppe 301 eines Brennstoffzellenantriebsfahrzeugs 300 gezeigt. Das Brennstoffzellenantriebsfahrzeug 300 hat einen elektrischen Antrieb mit einer - normalerweise extern nicht aufladbaren - Antriebsbatterie als
Zwischenspeicher von elektrischer Energie und zumindest einen Elektromotor zum Antrieb des Fahrzeugs. Ferner hat das Brennstoffzellenantriebsfahrzeug 300 eine Brennstoffzelle zum Erzeugen von elektrischer Energie und einen Druckbehälter 339 zum Speichern von Wasserstoff unter Druck zum Betrieb der Brennstoffzelle.
Ein derartiges Brennstoffzellenantriebsfahrzeug wird auch als FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle) bezeichnet.
In der Mitteltunnelstruktur 311 ist eine durch einen oder mehrere Längsträger ausgebildete sich in Längsrichtung über eine gesamte Länge der Bodenbaugruppe 301 erstreckende Kammer 337 (d.h. ein Energiespeicherbauraum) vorgesehen, in der der Druckbehälter 339 des Brennstoffzellenantriebsfahrzeugs 300 untergebracht ist. Die Mitteltunnelstruktur 311 ragt aufgrund eines Durchmessers des
Druckbehälters 339 deutlich über die Ebene eines oberen Bodens 307 der
Bodenbaugruppe 301 hinaus. Der Druckbehälter 339 ist in Fahrzeuglängsrichtung eingebaut. Zusätzlich sind in der Mitteltunnelstruktur 311 in der gleichen oder einer separaten sich über eine gesamte Länge der Bodenbaugruppe 301 erstreckenden Kammer Betriebsmittelleitungen sowie ein Kabelbaum vorgesehen. Ferner verlaufen bevorzugt in einem seitlichen Bereich der Mitteltunnelstruktur 311 Batterieleitungen. Die Längsträger der Mitteltunnelstruktur 311 sind derart ausgelegt, dass sie auch über Querträger der Bodenbaugruppe 301 Querlasten beispielsweise bei einer Seitenkollision übertragen können.
Ein Brennstoffzellenantriebsfahrzeug, das in den Figuren nicht gezeigt ist, in einer alternativen Ausführungsform hat einen oder mehrere Druckbehälter, die in den Energiespeicherbauräumen 313 untergebracht sein können.
Ein weiteres in Figur 5 gezeigtes Fahrzeug des Ausführungsbeispiels ist ein
Verbrennungsmotorantriebsfahrzeug 400. Das Verbrennungsmotorantriebsfahrzeug 400 kann auch als ICE-Fahrzeug (ICE steht für Internal Combustion Engine) bezeichnet werden. Das Verbrennungsmotorantriebsfahrzeug 400 hat nur einen Verbrennungsmotor zum Antrieb des Fahrzeugs und zumindest einen
Kraftstoffbehälter. Das Verbrennungsmotorantriebsfahrzeug 400 hat keinen elektrischen Antrieb und dementsprechend auch keine Batterie als Energiequelle zum Antrieb des Fahrzeugs, d.h. keine Antriebsbatterie. Selbstverständlich kann das Verbrennungsmotorantriebsfahrzeug 400 eine Starterbatterie aufweisen, die jedoch eine erheblich geringere Größe als eine Antriebsbatterie hat.
Die Bodenbaugruppe 401 des Verbrennungsmotorantriebsfahrzeugs 400 kann ähnlich der Bodenbaugruppe 201 des Hybridantriebsfahrzeugs 200 aufgebaut sein, mit dem Unterschied, dass keine Batterie und keine Batterieleitungen vorgesehen sind.
In einem Zusatzbauraum bzw. Energiespeicherbauraum 413 des
Verbrennungsmotorantriebsfahrzeugs 400 kann aufgrund der fehlenden Batterie entsprechend ein größerer Kraftstoffbehälter bzw. können größere Kraftstoffbehälter bzw. ein oder mehrere zusätzliche Kraftstoffbehälter vorgesehen sein.
In einer Mitteltunnelstruktur 411 des Verbrennungsmotorantriebsfahrzeugs 400 sind Betriebsmittelleitungen, ein Kabelbaum sowie eine Abgasanlage 431 untergebracht.
In allen Figuren sind Fahrzeugleitungen beispielhaft in der Mitteltunnelstruktur als Kreisscheiben dargestellt, die jedoch nicht mit Bezugszeichen versehen sind und hinsichtlich ihrer Art nicht näher spezifiziert sind. Es gibt eine Vielzahl von
Möglichkeiten diese Leitungen anzuordnen. Gemeinsam ist den Fahrzeugarten, dass diese Leitungen soweit sinnvoll und möglich in der Mitteltunnelstruktur in Fahrzeuglängsrichtung verlaufen.
Insgesamt sind die Bodenbaugruppen aller beschriebenen Fahrzeugarten grundsätzlich sehr ähnlich aufgebaut und unterscheiden sich in einer
Mitteltunnelstruktur und gegebenenfalls in einer der Mitteltunnelstruktur
angepassten Größe des Zusatzbauraums bzw. Energiespeicherbauraums, in dem Batterie und/oder der Kraftstoffbehälter bzw. der Druckbehälter untergebracht sein können. Damit ist es einfach - unter Konstruktionsgesichtspunkten und unter Fertigungsgesichtspunkten - möglich, eine Fahrzeugbaureihe mit unterschiedlichen Antriebskonzepten zu verwirklichen. Eine Anzahl von Gleichteilen ist zwischen den beschriebenen Fahrzeugarten vorteilhaft hierdurch sehr groß. Es kann auf eine Veränderung des Marktes hinsichtlich der nachgefragten Antriebskonzepte schnell und kostengünstig reagiert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Gruppe von Kraftfahrzeugen, die zumindest Fahrzeuge von zwei
unterschiedlichen Fahrzeugarten der folgenden Fahrzeugarten (100, 100‘, 200, 300, 400) enthält:
- einem Batterieantriebsfahrzeug (100, 100‘) mit nur einem
Elektromotorantrieb,
- einem Hybridantriebsfahrzeug (200) mit einem Elektromotorantrieb und einem Verbrennungsmotorantrieb,
- einem Brennstoffzellenantriebsfahrzeug (300) mit einem
Brennstoffzellenantrieb,
- einem Verbrennungsmotorantriebsfahrzeug (400) mit nur einem
Verbrennungsmotorantrieb,
wobei alle Fahrzeugarten (100, 100‘, 200, 300, 400) der Gruppe von
Kraftfahrzeugen eine Bodenbaugruppe (101 , 101‘, 201 , 301 , 401) mit einer linken Seitenschwellerstruktur (3) und einer rechten Seitenschwellerstruktur (5), einem oberen Boden (107, 107‘, 207, 307, 407) und einem unteren Boden (109, 109‘, 209, 309, 409) sowie einer Mitteltunnelstruktur (111 , 111‘, 211 , 311 , 411) aufweisen, wobei die Bodenbaugruppe (101 , 101‘, 201 , 301 , 401) aller Fahrzeugarten (100, 100‘, 200, 300, 400) der Gruppe von Kraftfahrzeugen einen
Energiespeicherbauraum (113, 113‘, 213, 313, 413) bzw. Zusatzbauraum aufweist, der zwischen der linken Seitenschwellerstruktur (3) und der Mitteltunnelstruktur (111 , 111‘, 211 , 311 , 411) sowie der rechten Seitenschwellerstruktur (5) und der Mitteltunnelstruktur (111 , 111‘, 211 , 311 , 411) angeordnet ist,
wobei bei dem Batterieantriebsfahrzeug (100, 100‘) in der
Mitteltunnelstruktur (111 , 111‘) sowohl Antriebsbatterieleitungen als auch
Fahrzeugbetriebsmittelleitungen und/oder Fahrzeug-E/E-Leitungen und/oder Innenraumentlüftungs- und Innenraumbelüftungsleitungen verlaufen, und in dem Energiespeicherbauraum (113, 113') eine Antriebsbatteriebaugruppe (115, 115‘) angeordnet ist,
wobei bei dem Hybridantriebsfahrzeug (200) in der Mitteltunnelstruktur (211) sowohl Antriebsbatterieleitungen als auch Fahrzeugbetriebsmittelleitungen und/oder Fahrzeug-E/E-Leitungen und/oder Innenraumentlüftungs- und
Innenraumbelüftungsleitungen verlaufen und gegebenenfalls zusätzlich eine Abgasanlage (231) angeordnet ist, und in dem Energiespeicherbauraum (213) eine Antriebsbatteriebaugruppe (215) untergebracht ist,
wobei bei dem Brennstoffzellenantriebsfahrzeug (300) in der
Mitteltunnelstruktur (311) sowohl Antriebsbatterieleitungen als auch
Fahrzeugbetriebsmittelleitungen und/oder Fahrzeug-E/E-Leitungen und/oder Innenraumentlüftungs- und Innenraumbelüftungsleitungen verlaufen, und in dem Energiespeicherbauraum (313) eine Antriebsbatteriebaugruppe (315) untergebracht ist,
wobei bei dem Verbrennungsmotorantriebsfahrzeug (400) in der
Mitteltunnelstruktur (411) Fahrzeugbetriebsmittelleitungen und/oder Fahrzeug-E/E- Leitungen und/oder Innenraumentlüftungs- und Innenraumbelüftungsleitungen verlaufen und gegebenenfalls zusätzlich eine Abgasanlage (431) angeordnet ist.
2. Gruppe von Kraftfahrzeugen nach Patentanspruch 1 , wobei die
Mitteltunnelstrukturen (111 , 111‘, 211 , 311 , 411) der unterschiedlichen
Fahrzeugarten (100, 100‘, 200, 300, 400) eine zueinander unterschiedliche
Konstruktion aufweisen.
3. Gruppe von Kraftfahrzeugen nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die Mitteltunnelstruktur (111 , 111‘, 211 , 311 , 411) eine oder mehrere sich in
Längsrichtung der Bodenbaugruppe (101 , 101‘, 201 , 301 , 401), insbesondere über eine gesamte Länge der Bodenbaugruppe (101 , 101‘, 201 , 301 , 401), erstreckende Kammer bzw. Kammern aufweist, die insbesondere untereinander und/oder nebeneinander angeordnet ist bzw. sind.
4. Gruppe von Kraftfahrzeugen nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, wobei die Kammer bzw. Kammern der Mitteltunnelstruktur (111 , 111‘, 211 , 311 , 411) durch einen Längsträger oder mehrere Längsträger ausgebildet ist/sind, und/oder wobei die Kammer bzw. Kammern der Mitteltunnelstruktur (111 , 111‘, 211 , 311 , 411) durch den oberen Boden (107, 107‘, 207, 307, 407) und/oder den unteren Boden (109, 109‘, 209, 309, 409) ausgebildet ist/sind.
5. Gruppe von Kraftfahrzeugen nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, wobei in der Mitteltunnelstruktur (311) ein Mitteltunnelenergiespeicherbauraum (337), der sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt, ausgebildet ist.
6. Gruppe von Kraftfahrzeugen nach Patentanspruch 5, wobei in dem
Mitteltunnelenergiespeicherbauraum (337) des Brennstoffzellenantriebsfahrzeugs (300) ein Brennstoffdruckbehälter (339) angeordnet ist.
7. Gruppe von Kraftfahrzeugen nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, wobei in dem Energiespeicherbauraum (213) des Hybridantriebsfahrzeugs (200) ein Kraftstoffbehälter angeordnet ist.
8. Gruppe von Kraftfahrzeugen nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, wobei in dem Energiespeicherbauraum (413) des Verbrennungsmotorantriebsfahrzeugs (400) ein Kraftstoffbehälter angeordnet ist.
9. Gruppe von Kraftfahrzeugen nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, wobei der obere Boden (107, 107‘, 207, 307, 407) und/oder der untere Boden
karosseriefest ausgebildet sind/ist.
10. Gruppe von Kraftfahrzeugen nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, wobei der untere Boden (109, 109‘, 209, 309, 409) und/oder der obere Boden lösbar befestigt sind/ist.
11. Kraftfahrzeug nach einem der Patentansprüche 1 bis 10, wobei der obere Boden (107, 107‘, 207, 307, 407) und/oder der untere Boden (109, 109‘, 209, 309, 409) eine, insbesondere verschließbare, Öffnung, insbesondere über eine gesamte Länge der Bodenbaugruppe ausgebildete, im Bereich der Mitteltunnelstruktur aufweisen/aufweist.
12. Gruppe von Kraftfahrzeugen nach einem der Patentansprüche 1 bis 11 , wobei die linke Seitenschwellerstruktur (3) und die rechte Seitenschwellerstruktur (5) für alle Fahrzeugarten (100, 100‘, 200, 300, 400) der Gruppe von
Kraftfahrzeugen im Wesentlichen gleich, insbesondere identisch, ausgeführt sind.
13. Gruppe von Kraftfahrzeugen nach einem der Patentansprüche 1 bis 12, wobei die Bodenbaugruppe (101 , 101‘, 201 , 301 , 401) ferner Querträgerstrukturen zwischen der linken Seitenschwellerstruktur (3) und der Mitteltunnelstruktur (111 , 111‘, 211 , 311 , 411) sowie zwischen der rechten Seitenschwellerstruktur (5) und der Mitteltunnelstruktur (111 , 111‘, 211 , 311 , 411) aufweist.
14. Kraftfahrzeug nach einem der Patentansprüche 1 bis 13, wobei die
Bodenbaugruppe (101 , 101‘, 201 , 301 , 401) zur Aufnahme und Übertragung von Kollisionslasten in Fahrzeugquerrichtung und/oder Fahrzeuglängsrichtung ausgebildet ist, und insbesondere die Seitenschwellerstruktur (3, 5), der untere Boden (107, 107‘, 207, 307, 407), der obere Boden (109, 109‘, 209, 309, 409) und die Mitteltunnelstruktur (111 , 111‘, 211 , 311 , 411) derart konstruiert sind, dass sie Kollisionslasten übertragen können.
15. Kraftfahrzeug nach einem der Patentansprüche 1 bis 14, wobei
Seitenschwellstruktur (3, 5) zur Absorption von Kollisionsenergie durch Verformung ausgebildet ist.
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