Ein grundlegendes Problem, das bei der Konstruktion von Elekt- rofahrzeugen zu lösen ist, ist die Anordnung und Halterung der Speicher für die elektrische Energie, also der Akkus, am Fahr- zeug. Dies gilt in besonderem Maße für Fahrzeuge, die erst nachträglich durch eine Umrüstung in ein Elektrofahrzeug umge- wandelt werden sollen. Angemerkt sei an dieser Stelle, dass der Begriff „Elektrofahrzeug", in dem Sinne, wie er in dieser Beschreibung verwendet wird, auch Hybridfahrzeuge einschließt, also nicht nur auf rein elektrisch angetriebene Fahrzeuge an- gewendet wird.

Eine solche Umrüstung ist insbesondere bei Nutzfahrzeugen, beispielsweise Transportern, oft erwägenswert. Dafür sind zwei Gründe verantwortlich: Erstens sind Nutzfahrzeuge regelmäßig ohnehin für deutlich höhere Zuladungen ausgelegt als konventi- onelle PKW. Die Gewichtszunahme durch die Hinzufügung der An- triebskomponenten für den elektrischen Fährbetrieb ist daher leichter zu verkraften als bei Fahrzeugen, deren zulässiges Gesamtgewicht auch ohne zusätzliche Komponenten für einen Elektroantrieb bereits das Leergewicht des Fahrzeugs nur noch um wenige hundert kg überschreitet. Zweitens bietet sich für die Akkus, die typischerweise relativ schwere Fahrzeugkompo- nenten darstellen, an, sie unterhalb des Fahrzeugs anzuordnen, um den Fahrzeugschwerpunkt niedrig zu halten. Nutzfahrzeuge, insbesondere Transporter haben aber oft eine größere Boden- freiheit als PKWs.

Bei der Konstruktion von Elektrofahrzeugen und der Umwandlung eines Fahrzeugs zu einem Elektrofahrzeug oder dessen Nachrüs- tung zu einem Hybridfahrzeug kommt es regelmäßig zu Konkurrenz mit anderen Fahrzeugkomponenten um den verfügbaren Bauraum. Dies gilt in besonderem Maße für Elektrofahrzeuge, bei denen ein Motor an einem Fahrzeugende angeordnet ist, beispielsweise im Frontbereich, aber zum Antrieb einer Achse am anderen Fahr- zeugende, beispielsweise der Hinterachse, verwendet wird, so dass eine Antriebswelle zur Kraftübertragung auf die Hinter- achse verwendet wird. Der Verlauf der Antriebswelle ist dabei im Wesentlichen vorgegeben und kann nur in geringen Grenzen angepasst werden.

Aus der DE 102012 220 074 Al ist es bekannt, eine Batterie- einheit mit einem Akku unter der Bodenplatte eines Elektro- fahrzeugs anzuordnen, die eine Vertiefung zur Aufnahme der Kardanwelle aufweist. Dieses Arrangement ist aber für schräg verlaufende Kardanwellen, wie sie für Nutzfahrzeuge typisch sind, ungeeignet.

Aus der DE 102014 219 224 Al ist es bekannt, zwei Batterie- einheiten mit Akkus auf gegenüberliegenden Seiten der An- triebswelle anzuordnen und mit einer Verbindungseinheit mitei- nander zu verbinden. Dabei wird aber wertvoller Bauraum ver- schenkt .

Weitere Strukturen zur Anordnung von Akku-Zellen bei Hybrid- und/oder Elektrofahrzeugen werden z.B. in der DE 102018 206 253 Al, der DE 102019 204 787 Al, der DE 102018 202 191 Al, der DE 102015 100 244 Al oder der DE 102018 100 555 Al of- fenbart .

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen insbeson- dere hinsichtlich der Ausnutzung des Bauraums verbesserten, nachrüstbaren Akkuträger, der insbesondere auch für Nutzfahr- zeuge mit schräg verlaufender Antriebswelle geeignet ist, so- wie ein mit einem solchen Akkuträger ausgestattetes Elektro- fahrzeug bereitzustellen. Diese Aufgabe wird gelöst durch ei- nen Akkuträger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Elektrofahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9. Vor- teilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Der erfindungsgemäße Akkuträger ist insbesondere für die Nach- rüstung eines Fahrzeugs zu einem Elektrofahrzeug geeignet. Er weist sowohl eine U-förmige Bodenplatte, die bei bestimmungs- gemäßer Installation des Akkuträgers der Straße zugewandt ist, als auch einen U-förmigen, bevorzugt ebenfalls als Platte aus- gestalteten Deckel. Der U-förmige Deckel ist gegenüber der Bo- denplatte und bevorzugt parallel zu dieser angeordnet. Boden- platte und Deckelplatte können grundsätzlich aus mehreren Tei- len zusammengesetzt sein, sind aber bevorzugt jeweils einstü- ckig ausgeführt. Bodenplatte und Deckel sind ferner vorzugs- weise derart zueinander orientiert angeordnet, dass die offene Seite des U in dieselbe Richtung zeigt.

Wie sich aus der U-Form dieser Komponenten ergibt, weisen sie jeweils zwei sich gegenüberliegende, voneinander beabstandete Schenkel und einen Verbindungsabschnitt, der die beiden sich gegenüberliegenden, voneinander beabstandeten Schenkel an ei- nem Ende miteinander verbindet, auf. Dabei muss der Verbin- dungsabschnitt nicht zwingend eine Krümmung aufweisen, wie es der Druckbuchstabe „U" meist tut, sondern er kann auch gerade ausgeführt sein, wie man es beispielsweise von typischen U- Profilen kennt.

Insbesondere sind vorzugsweise sowohl die Gesamtlängen der Bo- denplatte und des Deckels als auch die Gesamtbreiten der Bo- denplatte und des Deckels identisch. Noch weiter weist der Akkuträger Wandabschnitte auf, die die U-förmige Bodenplatte und den U-förmigen Deckel miteinander verbinden, so dass ein U-förmiger Akkuträgerinnenraum mit Schenkeln und einem Verbindungsabschnitt entsteht. Die Wandab- schnitte stehen dabei bevorzugt senkrecht sowohl auf der Bo- denplatte als auch auf dem Deckel. Insgesamt entsteht dadurch eine Akkuträgerkiste, in deren Innenraum die Akkus sowie zuge- hörige Elektronik und Sensorik geschützt angeordnet werden können und die bei geeigneter Auslegung eine Stabilisierung des gesamten Fahrzeugs und Verbesserung der Sicherheit für In- sassen des Fahrzeugs bei Unfällen bewirken kann.

Eine Besonderheit dieses Akkuträgers bzw. dieser Akkuträger- kiste ist, dass sie wegen der U-Form von Bodenplatte und De- ckel an einer Seite, die zweckmäßigerweise bei installiertem Akkuträger der angetriebenen Achse zugewandt ist, einen Schlitz aufweist, in dem ein Abschnitt einer schräg verlaufen- den Antriebswelle frei verlaufen kann, und dies auch beim Ein- bzw. Ausfedern des Fahrzeugs.

Insbesondere wird bei dem erfindungsgemäßen Akkuträger durch die Bodenplatte ein Abschluss des Akkuträgers in Richtung auf die Fahrbahn hin erzielt, der bei der Fahrt den Luftwiderstand auf den Unterboden durch den Fahrtwind minimiert und das Fahr- verhalten stabilisiert. Zudem schützt die Bodenplatte die Mo- dule des Akkus und Teile der Antriebswelle gegen Beschädigung von unten.

Zudem ist der Akkuträger schon durch seine Formgebung, die seinen Schwerpunkt nach vorne, also bei installiertem Akkuträ- ger in Richtung Motor verlagert, so ausgelegt, dass er die Achslast auf die Hinterräder nicht übermäßig erhöht und wei- terhin eine hohe Zuladung auf die Hinterachse erfolgen kann. Dieser Effekt kann vorzugsweise durch eine weiter unten be- schriebene geschickte Materialauswahl noch weiter verstärkt werden.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorge- sehen, dass die sich gegenüberliegenden, voneinander beabstan- deten Schenkel der Bodenplatte kürzer sind als die sich gegen- überliegenden, voneinander beabstandeten Schenkel des Deckels, so dass zwischen den Schenkeln des U-förmigen Akkuträgerinnen- raums ein Stabilisierungsabschnitt der U-förmigen Bodenplatte vorhanden ist, der keine Grenzfläche des U-förmigen Akkuträge- rinnenraums bildet. Dementsprechend ist bei gleicher Länge von Bodenplatte und Deckel die Länge des Verbindungsabschnitts der Bodenplatte größer als die des Verbindungsabschnitts des De- ckels.

Diese unterschiedlichen U-Formen von Bodenplatte und Deckel entstehen bevorzugt dadurch, dass in zwei zunächst identisch geformte Platten, die zu Bodenplatte und Deckel gemacht wer- den, jeweils ein hinsichtlich seiner Länge unterschiedlicher Spalt, der zwischen den beiden Schenkeln eines U vorhanden ist, eingebracht wird, wobei der Spalt jeweils von demselben Randbereich beider Platten ausgeht.

Dieser Stabilisierungsabschnitt schützt den über ihm verlau- fenden Abschnitt der Antriebswelle, und verbessert zudem die Abstützung der beiden Schenkel des Akkuträgers gegeneinander, was das Crashverhalten bei einer seitlichen Krafteinwirkung im Bereich der Spitzen der Schenkel des Akkuträgers verbessert.

Weiter verstärkt wird dieser Effekt dadurch, mindestens eine Querverstrebung angeordnet ist, die sich natürlich nur so weit nach oben, also in Richtung auf den Fahrzeugboden hin, erstre- cken darf, dass der freie Lauf der Antriebswelle nicht beein- trächtigt wird. Wenn dabei auf dem Stabilisierungsabschnitt zwischen einander gegenüberliegenden Wandabschnitten mehr als eine Querverstrebung angeordnet ist und die Höhe benachbarter Querverstrebungen in Richtung auf den Verbindungsabschnitt des Akkuträgerinnenraums hin zunimmt, kann durch resultierenden Berücksichtigung des schrägen Verlaufs der Antriebswelle fol- gend die Stärke der Querverstrebungen weiter optimiert werden.

Dadurch, dass mindestens eine Querverstrebung an ihrer vom Bo- den weg zeigenden Seite eine Ausnehmung aufweist, kann sicher- gestellt werden, dass trotz der Querverstrebungen der Lauf der Antriebswelle nicht beeinträchtigt wird.

Als Konsequenz aus der gewählten geometrischen Konfiguration ist somit sichergestellt, dass der Akkuträger eine formstabile und kompakte, den durch den Freiraum unterhalb des Fahrzeugs und um die Antriebswelle herum vorgegebenen beschränkten Bau- raum optimal ausnutzende Einheit darstellt und eine maximale Anzahl von Batteriemodulen und gegebenenfalls Steuer- und Überwachungselektronik aufnehmen kann.

Ein besonders vorteilhaftes Material, aus dem der Akkuträger zumindest teilweise gefertigt ist, ist Aluminiumschaum. Insbe- sondere sollte vorzugsweise zumindest die Bodenplatte des Ak- kuträgers und idealerweise der gesamte Akkuträger aus diesem mechanisch hoch belastbaren und leichten Material gefertigt werden. Dieses Material ist zudem rostfrei, nicht brennbar und erfüllt die Brandschutznorm DIN EN 45545-2, wobei die Feuerwi- derstandsklassen E30, DIN EN 13501-2 bzw. DIN EN 1363-1 er- reicht werden. Es kann ohne Entstehung toxischer Gase ge- schweißt werden, so dass etwaige Beschädigungen leicht repa- riert werden können. Zudem bietet es eine gute elektromagneti- sche Abschirmung, was sich vorteilhaft beim Bestehen von EMV- Prüfungen durch den TÜV auswirkt, und reduziert effektiv Schwingungen .

Vorzugsweise sind Deckel, Bodenplatte und Wandabschnitte so miteinander verbunden und abgedichtet, dass der Akkuträgerin- nenraum wasserdicht ist. Konkret kann diese beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Wandabschnitte mit Deckel und Bodenplatte verschweißt oder verklebt sind, wobei sie vor- zugsweise zusätzlich in in den Deckel bzw. in die Bodenplatte eingebrachte Nuten eingepasst sind.

Wenn der Akkuträger Montagepunkte zur Montage seitlich am Rah- men, am Vorderachsrahmen, an einer Blattfederaufnahme und/oder mittig am Rahmen eines Fahrzeugs aufweist, kann der Akkuträger zudem sehr einfach und kostengünstig nachgerüstet bzw. instal- liert werden.

Ein erfindungsgemäßes Elektrofahrzeug hat einen Fahrzeugrah- men, einen an einem Ende des Elektrofahrzeugs angeordneten Mo- tor, eine an dem dem Motor gegenüberliegenden Ende des Elekt- rofahrzeugs angeordnete angetriebenen Achse und eine Antriebs- welle, die vom Motor angetrieben wird, um die Antriebskraft auf die angetriebene Achse zu übertragen. Anzumerken ist da- bei, dass der Begriff „Ende des Fahrzeugs" hier in dem Sinne verwendet wird, dass bei einem üblichen Kraftfahrzeug mit ei- nem Frontmotor der Motor an dessen vorderen Ende angeordnet ist, während bei einem üblichen Kraftfahrzeug mit einem Heck- motor der Motor an dessen hinterem Ende angeordnet ist. Inso- fern ist das Wort „Ende" hier nicht als ein Endpunkt oder eine Grenze, sondern als ein Endbereich zu verstehen. Dabei verläuft die Antriebswelle vom Motor zur angetriebenen Achse schräg von oben nach unten, also ausgehend vom Motor schräg auf die Fahrbahn zu. Das Elektrofahrzeug weist ferner einen Elektroantrieb, der über in einem Akkuträger angeordnete Akkus mit Strom versorgt werden kann, auf. Erfindungswesent- lich ist, dass der Akkuträger ein erfindungsgemäßer Akkuträger ist und dass die Antriebswelle den Bereich zwischen den Schen- keln des Akkuträgerinnenraums zumindest abschnittsweise durch- quert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren, die ein Ausführungsbeispiel zeigen, näher erläutert. Es zeigt:

Fig.l: Ein Ausführungsbeispiel eines Akkuträgers,

Fig.2: einen Blick von unten auf den Rahmen eines Elektro- fahrzeugs mit daran befestigtem Akkuträger gemäß Fi- gur 1,

Fig.3: einen Blick von oben auf den Rahmen eines Elektro- fahrzeugs mit daran befestigtem Akkuträger gemäß Fi- gur 1, und

Fig.4: eine Seitenansicht des Rahmens eines Elektrofahrzeugs mit daran befestigtem Akkuträger gemäß Figur 1.

Der in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Akkuträger 1 hat, wie man besonders gut in der Ansicht der Figur 2 sieht, eine Ei- förmigen Bodenplatte 10, die insbesondere zwei sich gegenüber- liegende, durch einen Schlitz 14 voneinander beabstandete Schenkel 11,12 und einen Verbindungsabschnitt 13, der die bei- den sich gegenüberliegenden, voneinander beabstandeten Schen- kel 11,12 an ihrem dem Motor zugewandten Ende miteinander ver- bindet. Wie man ebenfalls in der Darstellung der Figur 2 gut erkennt, ist die Bodenplatte 10, die vorzugsweise aus Alumini- umschaum gefertigt ist, einstückig ausgeführt und bildet auf der bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Fahrbahn zugewandten Seite eine glatte Ebene, was den Luftwiderstand positiv beein- flusst. Durch den Schlitz 14 ragt das der angetriebenen Achse 61 zugewandte Ende einer Antriebswelle 50. Die Verbindung zwi- schen Antriebswelle 50 und angetriebener Achse 61 erfolgt bei- spielsweise über ein hier nicht dargestelltes Differentialge- triebe.

Der Akkuträger 1 hat weiterhin einen in Figur 1 gut erkennba- ren U-förmigen Deckel 20, der zwei sich gegenüberliegende, durch einen Schlitz 24 voneinander beabstandete Schenkel 21,22 und einen Verbindungsabschnitt 23, der die beiden sich gegen- überliegenden, voneinander beabstandeten Schenkel 21,22 ihrem dem Motor zugewandten Ende miteinander verbindet. Im hier ge- zeigten Beispiel ist der Deckel 20 mehrteilig.

Wie die Figuren 1 und 4 besonders gut zeigen, sind die U- förmige Bodenplatte 10 und der U-förmige Deckel 20 allseitig durch sich von den Rändern des U-förmigen Deckels 20 im We- sentlichen senkrecht zur Bodenplatte verlaufende Wandabschnit- te 30 miteinander verbunden, so der Akkuträger 1 durch eine nach allen Seiten in abgeschlossene (Akku-) Kiste gebildet wird, die U-förmig ist und einen U-förmigen Akkuträgerinnen- raum mit Schenkeln und einem Verbindungsabschnitt aufweist. Dieser Innenraum steht dementsprechend für die Aufnahmen der in den Figuren nicht dargestellten Akkus bzw. Batteriemodule sowie optional auch deren Steuer- und Überwachungselektronik zur Verfügung. Grundfläche und Form des Innenraums sind im We- sentlichen durch die Form des Deckels 20 vorgegeben, so dass die Schenkel des U-förmigen Akkuträgerinnenraums die Bereiche sind, in denen die Schenkel 21,22 des Deckels die Decke des U- förmigen Akkuträgerinnenraums bilden und der Verbindungsab- schnitt des U-förmigen Akkuträgerinnenraums der Bereich ist, in dem der Verbindungsabschnitt 23 die Decke des U-förmigen Akkuträgerinnenraums bildet.

Wie man in Figur 1 gut erkennt, ist in diesem Ausführungsbei- spiel die geometrische Grundform von Bodenplatte 10 und Deckel 20 im Wesentlichen identisch, was insbesondere für die jewei- lige Gesamtlänge und Gesamtbreite gilt. Der wesentliche Unter- schied zwischen diesen Formen kommt dadurch zustande, dass die Schlitze 14 und 24 zwar gleich breit sind und von gleichen Randabschnitten ausgehen, aber der Schlitz 14 in der Boden- platte 10 kürzer ist als der Schlitz 24 im Deckel 20. Daraus resultiert dann auch, dass die sich gegenüberliegenden, vonei- nander beabstandeten Schenkel 11,12 der Bodenplatte 10 kürzer sind als die sich gegenüberliegenden, voneinander beabstande- ten Schenkel 21,22 des Deckels 20, so das zwischen den Schen- keln des U-förmigen Akkuträgerinnenraums ein Stabilisierungs- abschnitt 15 der U-förmigen Bodenplatte 10 vorhanden ist, der keine Grenzfläche oder Wand des U-förmigen Akkuträgerinnen- raums bildet.

Einerseits wird durch diesen Stabilisierungsabschnitt 15 die Antriebswelle 50 gegen Beschädigung von unten geschützt, ande- rerseits stützt er auch die Schenkel des Akkuträgers gegenei- nander ab und versteift diesen dadurch. Der letztgenannte Ef- fekt wird noch dadurch verstärkt, dass auf dem Stabilisie- rungsabschnitt 15 zwischen einander gegenüberliegenden Wandab- schnitten der einander zugewandten Schenkelinnenseiten Quer- verstrebungen 16a,16b,16c,16 angeordnet sind, wobei die Höhe benachbarter Querverstrebungen 16a,16b,16c,16d in Richtung auf den Verbindungsabschnitt des Akkuträgerinnenraums hin zunimmt. Dabei weisen die Querverstrebungen 16a,16b an ihrer vom Boden weg zeigenden Seite jeweils eine Ausnehmung auf, um sicherzu- stellen, dass die Antriebswelle 50 jederzeit frei drehen kann. In Figur 1 erkennt man ferner, dass der Akkuträger 1 eine

Vielzahl von Montagepunkten 62 zur Montage seitlich am Rahmen 60, insbesondere an einem am Vorderachsrahmen, an einer Blatt- federaufnahme und/oder mittig am Rahmen 60 des Elektrofahr- zeugs aufweist.

Bezugszeichenliste

1 Akkuträger

10 Bodenplatte 11,12 Schenkel

13 Verbindungsabschnitt

14 Schlitz

15 Stabilisierungsabschni11

16a,16b,16c,16d Querverstrebung 20 Deckel 21,22 Schenkel

23 Verbindungsabschnitt

24 Schlitz 30 Wandabschnitt 50 Antriebswelle

60 Rahmen 61 angetriebene Achse 62 Montagepunkt