Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug, bei dem ein Hochvoltspeicher über einen Mittenverbinder mit der Karosserie in optimaler Weise verbunden ist.

Aus dem Stand der Technik sind Elektrofahrzeuge oder Plug-In Hybride bekannt. Solche Fahrzeuge benötigen einen Hochvoltspeicher zum Speichern von Energie, die für einen Antrieb des Fahrzeugs bereitgestellt werden kann. Solche Hochvoltspeicher werden zumeist im Bereich des Unterbodens des Fahrzeugs angeordnet. Da es sich bei Hochvoltspeichern üblicherweise um ein

voluminöses, zusammenhängendes Element handelt, ist ein entsprechender Ausschnitt aus der Karosserie notwendig.

Zum Befestigen des Hochvoltspeichers an der Karosserie werden insbesondere die Randbereiche des Hochvoltspeichers mit der Karosserie fest verschraubt oder vernietet. Außerdem erfolgt ein Mittenverbinden des Hochvoltspeichers mit der Karosserie. Dadurch kann die Karosserie in Richtung einer Hochachse des Fahrzeugs auf einer Außenwand des Hochvoltspeichers abgestützt werden. Für diese Mittenverbindungen sind unterschiedliche Verbindungstechniken bekannt, beispielsweise Verschrauben, Verspannen oder Verkleben.

Üblicherweise ist an der Position des Mittenverbinders mit einer Relativbewegung zwischen Karosserie und Hochvoltspeicher zu rechnen. Diese Bewegung muss durch die Karosserie und die Seitenwand des Hochvoltspeichers aufgenommen oder gedämpft werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Fahrzeug mit einem Hochvoltspeicher bereitzustellen, das bei einfacher und kostengünstiger Herstellung und Montage ein sicheres und zuverlässiges Anbinden des Hochvoltspeichers an einer Karosserie des Fahrzeugs ermöglicht. Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

Die Aufgabe wird somit gelöst durch ein Fahrzeug, das eine Karosserie und einen Hochvoltspeicher umfasst. Der Hochvoltspeicher ist über

Befestigungselemente an der Karosserie angebracht. Der Hochvoltspeicher ist insbesondere an Randbereichen über die Befestigungselemente mit der Karosserie verbunden. Die Befestigungselemente umfassen insbesondere Schrauben und/oder Nieten zum befestigen des Hochvoltspeichers an der Karosserie. Somit erfolgt durch die Befestigungselemente insbesondere eine feste Anbindung des Hochvoltspeichers an die Karosserie. Zusätzlich ist zumindest ein von den Befestigungselementen verschiedener Mittenverbinder vorgesehen. Dieser ist zum Abstützen der Karosserie an dem Hochvoltspeicher ausgebildet ist. Das Abstützen erfolgt insbesondere parallel zu einer Hochachse des Fahrzeugs. So ist vorgesehen, dass eine Versteifung der Karosserie durch Verbinden von Karosserie und einer Außenwand des Hochvoltspeichers erreicht wird. Bei dem Mittenverbinder handelt es sich insbesondere um ein Hydrolager, das sich zwischen der Karosserie und dem Hochvoltspeicher erstreckt.

Besonders vorteilhaft erstreckt sich das Hydrolager von einer Oberseite des Hochvoltspeichers zu einer Unterseite der Karosserie. Durch die Verwendung eines Hydrolagers ist einerseits ein Toleranzausgleich zwischen

Hochvoltspeicher und Karosserie, andererseits ein Dämpfen von

Relativbewegungen zwischen Hochvoltspeicher und Karosserie ermöglicht. Das Dämpfen von Bewegungen erfolgt insbesondere entlang derjenigen Achse, entlang derer sich das Hydrolager zwischen Hochvoltspeicher und Karosserie erstreckt. Besagte Achse ist insbesondere parallel zu der Hochachse des Fahrzeugs. Das Dämpfen erfolgt insbesondere derart, dass bei Relativbewegung zwischen Karosserie und Hochvoltspeicher ein Fluid, insbesondere ein Öl, von einer ersten Kammer zu einer zweiten Kammer des Hydrolagers gepumpt wird, wobei zwischen erster Kammer und zweiter Kammer ein

durchflussbeschränkendes Element angeordnet ist. Durch das Dämpfen von Relativbewegungen werden Belastungen, die durch den Hochvoltspeicher aufzunehmen sind, reduziert. Somit kann einerseits ein Versteifen der Karosserie erreicht werden, andererseits ist eine zu große Belastung des Hochvoltspeichers verhindert.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass der Mittenverbinder an einer größten Außenfläche des Hochvoltspeichers angeordnet ist. Insbesondere ist der Mittenverbinder mittig an einer größten Außenfläche des Hochvoltspeichers angeordnet. Sind mehrere Außenflächen des Hochvoltspeichers gleich groß und größer als die anderen Außenflächen, so ist insbesondere vorgesehen, dass der Mittenverbinder an einer der größten Außenfläche angeordnet ist. Der

Hochvoltspeicher ist bevorzugt quaderförmig ausgebildet. Somit weist der Hochvoltspeicher zwei größte Außenflächen auf, wobei diese größten

Außenflächen insbesondere senkrecht zu der Hochachse des Fahrzeugs orientiert sind. An einer oberen dieser Außenflächen ist der Mittenverbinder angebracht und verbindet somit den Hochvoltspeicher mit der Karosserie.

Das Hydrolager weist bevorzugt ein Gummielement zum Ausformen einer ersten Fluidkammer auf. Insbesondere ist das Gummielement hohl und umschließt somit die erste Fluidkammer. Es ist vorgesehen, dass die erste Fluidkammer über eine Düsenplatte mit einer zweiten Fluidkammer verbunden ist. Durch Verformung des Gummielements ist es ermöglicht, das Volumen der ersten Fluidkammer zu verändern. Somit kann Fluid aus der ersten Fluidkammer durch die Düsenplatte in die zweite Fluidkammer gepumpt werden. Die Düsenplatte wirkt insbesondere als dämpfendes Element, sodass eine Verformung des Gummielements dämpfbar ist. Ist das Gummielement zum Aufnehmen der Relativbewegungen zwischen Hochvoltspeicher und Karosserie ausgebildet, so kann die Relativbewegung zwischen Hochvoltspeicher und Karosserie gedämpft werden. Dadurch ist die Kraft, die durch den Hochvoltspeicher aufzunehmen ist, verringert.

Besonders vorteilhaft ist das Gummielement mit der Karosserie stoffschlüssig verbunden. Insbesondere ist das Gummielement mit der Karosserie verklebt. Dazu ist insbesondere bevorzugt vorgesehen, dass das Gummielement eine Platte, beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff, zur Verstärkung aufweist, wobei diese Platte mit der Karosserie stoffschlüssig verbunden ist. Dadurch ist ein festes Anbinden des Gummielements an der Karosserie erreicht. Außerdem ist ermöglicht durch die stoffschlüssige Verbindung ein

Toleranzausgleich während des Anbringens des Gummielements an der

Karosserie ermöglicht. Alternativ ist vorteilhaft vorgesehen, dass das

Gummielement mit der Karosserie, insbesondere über besagte Platte, kraftschlüssig oder formschlüssig verbunden ist.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Hydrolager einen Unterbau aufweist. Der Unterbau nimmt eine Rollmembran und die Düsenplatte auf.

Insbesondere ist der Unterbau aus einem steiferen Material als das

Gummielement, bevorzugt aus einem Metall, gefertigt. Die Rollmembran dient zum Ausbilden der zweiten Fluidkammer. Somit kann die erste Fluidkammer durch Verformen in ihrem Volumen verringert werden, wobei das Fluid aus der ersten Fluidkammer in die zweite Fluidkammer strömt, die durch die

Rollmembran unterschiedliche Volumina aufweisen kann. Durch die Düsenplatte, die die erste Fluidkammer von der zweiten Fluidkammer trennt, kann eine Geschwindigkeit eingestellt werden, mit der das Fluid zwischen den

Fluidkammern strömen soll. Somit dient die Düsenplatte als Dämpfer. Es ist vorgesehen, dass der Unterbau an den Hochvoltspeicher angebunden ist. Somit ist erreicht, dass sich das Hydrolager zwischen dem Hochvoltspeicher und der Karosserie erstreckt. Das Hydrolager kann daher optimal Relativbewegungen zwischen dem Hochvoltspeicher und der Karosserie dämpfen, wodurch eine mechanische Belastung des Hochvoltspeichers verringert ist.

Der Unterbau ist bevorzugt über eine Grundplatte fest mit dem Hochvoltspeicher verbunden. Das bedeutet, dass der Unterbau an dem Hochvoltspeicher befestigt ist. Besonders bevorzugt ist die Grundplatte mit dem Unterbau fest verbunden, insbesondere verklebt oder verschweißt. Da ein Toleranzausgleich bereits bei Anbindung des Hydrolagers an die Karosserie erfolgt, muss bei Anbindung über die Grundplatte kein Toleranzausgleich erfolgen. Somit ist die Anbindung über die Grundplatte einfach und aufwandsarm realisierbar.

Besonders vorteilhaft ist die Grundplatte mit einer Außenwand des

Hochvoltspeichers fest verbunden. Insbesondere kann die Grundplatte mit der Außenwand formschlüssig oder kraftschlüssig, beispielsweise verschraubt oder vernietet sein. Auch kann die Grundplatte mit der Außenwand formschlüssig verbunden sein, beispielsweise verschweißt oder verklebt. In einer alternativen Ausführungsform oder ist die Grundplatte Teil der Außenwand des

Hochvoltspeichers. Dies bedeutet, dass die Außenwand und die Grundplatte einstückig ausgebildet sind. Somit ist der Unterbau bevorzugt unmittelbar an der Außenwand des Hochvoltspeichers angebracht. In jedem Fall ist einfach und aufwandsarm ermöglicht, den Mittenverbinder zunächst an dem

Hochvoltspeicher bereitzustellen und in einem nachfolgenden Montageschritt den Mittenverbinder an der Karosserie zu befestigen. Die Befestigung an der

Karosserie ermöglicht vorteilhafterweise einen Toleranzausgleich. Somit ist der Mittenverbinder einfach und aufwandsarm anbringbar und kann ein sicheres und zuverlässiges Dämpfen von Relativbewegungen zwischen Hochvoltspeicher und Karosserie ermöglichen.

Die Grundplatte weist insbesondere eine Ausgleichsbohrung auf. Über die Ausgleichsbohrung ist über eine Volumenänderung eines Zwischenraums zwischen zweiter Fluidkammer und Unterbau ausgleichbar. Der Unterbau weist, wie zuvor beschrieben, bevorzugt eine Rollmembran auf, die zum Begrenzen der zweiten Fluidkammer vorgesehen ist. Wird die zweite Fluidkammer durch Kompression des Gummielements vergrößert, so erstreckt sich die Rollmembran in den Unterbau hinein. In dem Unterbau ist insbesondere Umgebungsluft vorhanden, die durch die Volumenvergrößerung der zweiten Fluidkammer aus dem Unterbau verdrängt wird. Ein solches Verdrängen erfolgt über die

Ausgleichsbohrung. Ebenso kann bei Verringerung des Volumens der zweiten Fluidkammer Umgebungsluft durch die Ausgleichsbohrung in den Unterbau strömen.

Eine Abmessung des Hydrolagers entlang einer Hochachse des Fahrzeugs beträgt bevorzugt maximal 60,0 Millimeter. Besonders vorteilhaft beträgt die Abmessung maximal 22,5 Millimeter, insbesondere maximal 15,5 Millimeter. Außerdem ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass eine Abmessung des

Hydrolagers in einer Ebene senkrecht zu der Hochachse des Fahrzeugs maximal 200 Millimeter, bevorzugt maximal 80 Millimeter, insbesondere maximal 70 Millimeter, beträgt. Das Hydrolager lässt sich somit bauraumsparend anbringen. Gleichzeitig ist ein sicheres und zuverlässiges Dämpfen von Relativbewegungen von Hochvoltspeicher und Karosserie ermöglicht, um eine zuverlässige und kraftarme Abstützung der Karosserie an dem Hochvoltspeicher zu erreichen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs gemäß einem

Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Figur 2 eine schematische Designansicht des Mittenverbinders des

Fahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und

Figur 3 eine schematische Ansicht des Anbindens des Hochvoltspeichers an die Karosserie des Fahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Figur 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei dem Fahrzeug 1 handelt es sich insbesondere um ein

Elektrofahrzeug oder um einen Plug-In Hybrid. Das Fahrzeug 1 ist damit zum Bereitstellen von elektrischer Energie ausgebildet.

Das Fahrzeug 1 umfasst eine Karosserie 2 und einen Hochvoltspeicher 3. Der Hochvoltspeicher 3 ist am Randbereich über Befestigungselemente 4 mit der Karosserie 2 befestigt und somit mit der Karosserie 2 fest verbunden. Dabei weist die Karosserie 2 einen Ausschnitt auf, in dem der Hochvoltspeicher 3 angebracht ist. Durch einen solchen Ausschnitt ist die Karosserie potentiell geschwächt, sodass ein Abstützen über einen Mittenverbinder 5 vorteilhaft ist.

Der Hochvoltspeicher 3 weist im Wesentlichen eine Quaderform auf. Dabei ist vorgesehen, dass die größten Außenflächen 6 des Hochvoltspeichers 3 senkrecht zu einer Mittelachse des Fahrzeugs 1 orientiert sind. Insbesondere ist eine größte Außenfläche 6 an einer Oberseite des Hochvoltspeichers 3 vorhanden. Der Mittenverbinder 5 verbindet die Karosserie 2 mit dieser

Außenfläche 6 des Hochvoltspeichers 3 und erlaubt damit ein Abstützen der Karosserie 2 an dem Hochvoltspeicher 3. Insbesondere ist der Mittenverbinder 5 mittig an der Außenfläche 6 angeordnet.

Figur 2 zeigt schematisch den als Hydrolager 7 ausgebildeten Mittenverbinder 5. Figuren 3 zeigt eine schematische Ansicht des Mittenverbinders 5 im

eingebauten Zustand zwischen Hochvoltspeicher 3 und Karosserie 2. Daher werden im Folgenden die Figuren 2 und 3 gemeinsam beschrieben.

Das Hydrolager 7 weist eine Grundplatte 9 auf. Über die Grundplatte 9 ist das Hydrolager 7 an dem Hochvoltspeicher 3 angebunden. Die Grundplatte 9 ist an einer die Außenfläche 6 bildenden Außenwand 13 des Hochvoltspeichers 3 angebracht. Beispielsweise kann die Grundplatte 9 an der Außenwand 13 angeschraubt, angenietet oder angeklebt sein. Alternativ kann die Außenwand 13 einstückig mit der Grundplatte 9 ausgebildet sein.

Auf der Grundplatte 9 ist ein Unterbau 10 des Hydrolagers 7 fest angebunden.

Der Unterbau 10 ist insbesondere aus Metall oder aus Kunststoff gefertigt und mit der Grundplatte 9 stoffschlüssig und/oder formschlüssig und/oder

reibschlüssig verbunden. Der Unterbau 10 dient zum Aufnehmen einer

Rollmembran 15 und ein Düsenplatte 14. Außerdem ist an der Düsenplatte 14 ein Gummielement 8 angebracht.

Das Gummielement 8 ist hohl, insbesondere topfförmig ausgebildet und begrenzt zusammen mit der durch die Düsenplatte 14 eine erste Fluidkammer 11. Durch die Düsenplatte 14 und die Rollmembran 15 ist bevorzugt eine zweite

Fluidkammer 12 begrenzt. Die Düsenplatte 14 umfasst zumindest eine Öffnung, um die erste Fluidkammer 1 1 mit der zweiten Fluidkammer 12 zu verbinden.

Durch die Düsenplatte 14 ist damit eine Durchflussgeschwindigkeit einstellbar, mit der Fluid von der ersten Fluidkammer 1 1 zu der zweiten Fluidkammer 12 oder umgekehrt strömen kann. Die Strömungsgeschwindigkeiten müssen dabei für die beiden Richtungen nicht zwangsläufig identisch sein.

Das Gummielement 8 ist mit der Karosserie 2 stoffschlüssig verbunden.

Insbesondere ist ein Klebstoff 19 zum Anbinden des Gummielements 8 an die Karosserie 2 verwendet. Das Gummielement 8 ist damit fest mit der Karosserie 2 verbunden. Besonders vorteilhaft weist das Gummielement 8 eine Platte 20 auf, um eine Versteifung zu erreiche. Der Klebstoff 19 ist vorteilhaft auf die Platte 20 aufgebracht. Alternativ kann die Platte 20 auch mit der Karosserie 2

kraftschlüssig, beispielsweise verschraubt, oder formschlüssig verbunden sein.

Ist eine Relativbewegung zwischen der mit dem Gummielement 8 verbundenen Karosserie 2 und dem mit dem Unterbau 10 verbundenen Hochvoltspeicher 3 vorhanden, so erfolgt eine Verformung des Gummielements 8. Dadurch ändert sich ein Volumen der ersten Fluidkammer 1 1 , wodurch entweder Fluid in die zweite Fluidkammer 12 gepresst oder aus der zweiten Fluidkammer 12 gesaugt wird. Die Düsenplatte 14 wirkt als dämpfendes Element, indem die

Strömungsgeschwindigkeit des Fluids aus der oder in die erste Fluidkammer 11 beschränkt ist. Somit findet ein Dämpfen der Relativbewegung statt. Gleichzeitig ist eine Anbindung der Karosserie 2 an den Hochvoltspeicher 3 realisiert.

Die zweite Fluidkammer 12 dient als Ausgleich für die Verformung des

Gummielements 8 und damit der Änderung des Volumens der ersten

Fluidkammer 1 1. Durch die Rollmembran 15 kann sich die zweite Fluidkammer 12 in den Unterbau 10 hinein erstrecken oder aus dem Unterbau 10

zurückziehen. Ein Zwischenraum 18 zwischen Unterbau 10 und zweiter

Fluidkammer 12 ist mit Umgebungsluft gefüllt. Um bei einer Volumenänderung der zweiten Fluidkammer 12 einen Ausgleich auch des Zwischenraum 18 zu ermöglichen, weist die Grundplatte eine Ausgleichsbohrung 16 auf, um die Umgebungsluft aus dem Zwischenraum 18 abzuführen oder um die

Umgebungsluft dem Zwischenraum 18 zuzuführen.

Wird das Gummielement 8 an der Karosserie 2 verklebt, so ist insbesondere ein Toleranzausgleich in einer Richtung senkrecht zu einer Hochachse des

Fahrzeugs 1 ermöglicht. Dies wird insbesondere durch eine freie

Positionierbarkeit der Klebeverbindung zwischen Karosserie 2 und

Gummielement 8 erreicht. Außerdem ist ein Toleranzausgleich parallel zu der Hochachse ermöglicht, indem eine Verformung des Gummielements 8 stattfindet. Somit ist eine sichere und zuverlässige Anbindung des Hydrolagers 7 an der Karosserie 2 und an dem Hochvoltspeicher 3 erreicht. Durch das Hydrolager 7 lassen sich Relativbewegungen zwischen dem

Hochvoltspeicher 3 und der Karosserie 2 optimal dämpfen. Insbesondere lassen sich Scherkräfte und Vibrationen dämpfen. Gleichzeitig kann die Karosserie 2 an dem Hochvoltspeicher 3 zuverlässig abgestützt werden.

Das Hydrolager 7 weist außerdem eine Dichtung 17 an der Grundplatte 9 auf. Somit lässt sich das Hydrolager 7 gegenüber dem Hochvoltspeicher 3 abdichten.

Eine Abmessung des Hydrolagers 7 entlang einer Hochachse des Fahrzeugs 1 beträgt bevorzugt maximal 60,0 Millimeter oder maximal 22,5 Millimeter oder maximal 15,5 Millimeter. Außerdem beträgt eine Abmessung des Hydrolagers 7 in einer Ebene senkrecht zu der Hochachse des Fahrzeugs 1 maximal 200 Millimeter oder maximal 80 Millimeter oder maximal 70 Millimeter. Das

Hydrolager 7 lässt sich somit bauraumsparend anbringen. Gleichzeitig ist ein sicheres und zuverlässiges Dämpfen von Relativbewegungen zwischen

Hochvoltspeicher 3 und Karosserie 2 ermöglicht, um eine zuverlässige und kraftarme Abstützung der Karosserie 2 an dem Hochvoltspeicher 3 zu erreichen.

Bezugszeichenliste:

1 Fahrzeug

2 Karosserie

3 Hochvoltspeicher

4 Befestigungselement

5 Mittenverbinder

6 Außenfläche

7 Hydrolager

8 Gummielement

9 Grundplatte

10 Unterbau

11 erste Fluidkammer

12 zweite Fluidkammer

13 Außenwand

14 Düsenplatte

15 Rollmembran

16 Ausgleichsbohrung

17 Dichtung

18 Zwischenraum

19 Klebstoff

20 Platte